新發(fā)現(xiàn)七億年前纖毛蟲化石

任何學(xué)過高中生物的人都應(yīng)該聽說過纖毛蟲。它是一種纖毛綱動物，也是被研究的zui*的動物種類之一。世界上已知有超過7000種不同的纖毛蟲，這是一種非常有特點(diǎn)的微生物：單細(xì)胞和纖毛的組合體。在希臘語中，“纖毛”這個詞意思是“眼睫毛”，纖毛蟲利用這細(xì)毛在水里游泳并捕捉獵物。

現(xiàn)在的海洋中纖毛蟲到處都是。然而科學(xué)家們并不清楚的一點(diǎn)是：這種生物是從什么時候開始出現(xiàn)在地球上的？這是個棘手的問題，因?yàn)檫@些纖弱的生物，當(dāng)它們死亡后，其身體一般會在海洋環(huán)境中*分解而不會留下任何化石痕跡，這讓科學(xué)家們的研究努力困難重重。

但是現(xiàn)在，來自美國麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家們終于找到了一些罕見的微生物化石，這些化石記錄可以追溯到6.35~7.15億年前，可能是已知zui古老的纖毛蟲化石記錄。這些化石的年代比先前已知的任何相似化石記錄要早至少1億年左右，研究人員還認(rèn)為這些化石的發(fā)現(xiàn)說明早期地球上出現(xiàn)的生命形式可能要遠(yuǎn)比我們今天所設(shè)想的復(fù)雜得多。科學(xué)家們還認(rèn)為這些生物可能曾經(jīng)幫助促發(fā)了多細(xì)胞生命的出現(xiàn)，乃至于*種真正意義上“動物”的出現(xiàn)。

坦扎·波薩克（Tanja Bosak）是麻省理工學(xué)院地球，大氣和行星科學(xué)系教授，她說：“這一時期在這些生物學(xué)和化學(xué)上的巨大改變導(dǎo)致了動物的出現(xiàn)。我們并不知道這種變化出現(xiàn)的有多迅速，而我們現(xiàn)在則發(fā)現(xiàn)了其中具有更大的復(fù)雜性。”波薩克和她的同事們將有關(guān)這些成果的論文發(fā)表在了本周的在線版《地質(zhì)學(xué)》雜志上。

石巖層

科研小組是于2008年在蒙古國西南部的巖層中發(fā)現(xiàn)這些化石的。當(dāng)時哈佛大學(xué)地質(zhì)學(xué)助理教授弗朗西斯·麥克唐納德（Francis Macdonald）在蒙古國境內(nèi)一處遍布冰川沉積物的巖層考察。這些冰川沉積物來自地質(zhì)歷*兩次zui嚴(yán)重的冰期，即所謂的“雪球地球”時期（6.35~7.15億年前）。在這一時期中保留下來的化石數(shù)量非常，這讓古生物學(xué)家們非常難以判斷在這一時期究竟有些什么樣的生物存在于這個惡劣的環(huán)境當(dāng)中。

麥克唐納德將這些樣本帶回了哈佛大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室，在這里波薩克和她的同事們開始細(xì)心搜尋樣本中可能存在的微體古生物化石。他們將巖石放在酸性溶液中溶化，并在渣滓中搜尋任何一點(diǎn)蛛絲馬跡，在顯微鏡下仔細(xì)分辨任何形狀似乎有些不尋常的微粒。

很快他們就從中分檢出數(shù)百顆具有“特別形狀”的小顆粒，外形有點(diǎn)像是微縮版的水瓶，這些化石都被包裹在一個氣泡狀的結(jié)構(gòu)中。波薩克將這些化石和現(xiàn)代生物結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)這種化石內(nèi)部結(jié)構(gòu)擁有一個幾乎的對應(yīng)體：一種名叫“tintinnids”的纖毛蟲。

有殼動物

和大多數(shù)的纖毛蟲不同，tintinnids擁有一個堅(jiān)硬的瓶狀外殼。這種小生物就生活在殼內(nèi)，通過毛發(fā)般纖細(xì)的附足伸出去捕捉獵物。而其外部的氣泡則是其懸浮機(jī)構(gòu)，幫助它將身體懸浮在水中，而那根纖毛則幫助它在水中游動。

正是由于它的硬殼結(jié)構(gòu)，tintinnids成了罕見的保留有化石的纖毛蟲種類。當(dāng)絕大部分其他纖毛蟲死亡后輩*分解，永遠(yuǎn)消失在歷史長河之中不同，它們死后的尸體逐漸沉入海底沉積物中，它們的硬殼結(jié)構(gòu)讓它們被保留了下來。波薩克認(rèn)為這種含碳硬殼尸體的積聚導(dǎo)致了碳的富集，這有助于其后更復(fù)雜生命形式的形成。

波薩克說：“這是一些不易分解的物質(zhì)，并且它們沉入了海底，這里缺乏氧氣，讓分解作用更加緩慢。這樣的結(jié)果便是更多碳的積聚，這些碳元素被困在了海底，于是也就得以讓更多的氧氣能在大氣中出現(xiàn)。”

大氣中氧氣含量的上升有助于更復(fù)雜的，需要呼吸氧氣的生物出現(xiàn)。根據(jù)波薩克的說法，地質(zhì)測年的數(shù)據(jù)符合理論預(yù)期，即這些纖毛蟲化石生活的時代正值兩次嚴(yán)重冰期的間隙，而在第二次冰期結(jié)束后不久，zui早的動物胚胎化石就出現(xiàn)在這一時期。