新发现的单细胞捕食者可能是地球上最古老的捕食者

澳大利亚研究人员最近在古老的岩石中发现了 16 亿年前的真核生物遗迹。
Paramecium bursaria under a microscope. All creatures whose cells house a nucleus, including Paramecium bursaria, can be traced back to a common ancestor called the Last Eukaryotic Common Ancestor (LECA).
所有细胞含有细胞核的生物,包括绿心变形虫,都可以追溯到一个共同的祖先,称为最后真核共祖(LECA)。盖蒂图片社

至少 16 亿年前在地球水体中漂浮的古代生物与人类可能没有什么共同之处,但没有叫做原甾类生物的真核生物,我们就无法进化。一支研究团队在澳大利亚现今北领地附近海底形成的岩石中发现了一个这些古代生物的“失落世界”。研究结果发表在 6 月 7 日发表在《自然》杂志上的研究中。

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像原甾类生物这样的真核生物具有复杂的细胞结构,包括线粒体(被许多人称为细胞的能量工厂)和一个充当细胞控制和信息中心的细胞核。地球上现代真核生物包括植物、真菌、动物以及像变形虫这样的单细胞生物。所有细胞含有细胞核的生物,其谱系都可以追溯到 12 亿多年前的最后真核共祖(LECA)。

根据研究人员的说法,原甾类生物可能是地球上的第一批捕食者。它们遍布全球的海洋生态系统,并在塑造生态系统方面发挥了重要作用。原甾类生物的生存时间也比任何动植物物种出现早了至少十亿年。

“在 16 亿年前的岩石中检测到的原甾类生物的分子遗迹似乎是我们自身谱系中最古老的遗迹——它们甚至比 LECA 还要早。这些古代生物在世界各地的海洋生态系统中非常丰富,并且可能在地球历史的大部分时间里塑造了生态系统,”论文合著者、德国不来梅大学生物地球化学家本杰明·内特舒海姆在一份声明中说。“现代真核生物在当今地球上如此强大和占主导地位,以至于研究人员认为它们应该在十亿多年前就征服了地球的古老海洋。”

尽管现代真核生物非常强大和占主导地位,但真核生物的化石遗迹却非常稀少。研究人员认为,它们应该在十亿多年前就征服了古老的海洋,进化科学家一直在试图拼凑一个谜团。为什么我们能力很强的真核祖先最终没有主宰世界的水域,它们又藏在哪里呢?

“我们的研究颠覆了这一理论。我们表明,原甾类生物一直隐藏在视线之内,并且实际上一直以来在世界古老的海洋和湖泊中都很丰富。科学家们只是不知道如何寻找它们——直到现在,”内特舒海姆说。

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原甾类生物大约从 16 亿年前繁盛到大约 8 亿年前,比细菌更复杂。它们也可能比细菌大,但科学家们仍然不知道它们长什么样子。它们可能是地球上最早的捕食者,捕食并吞噬更小的细菌。

该团队研究了在澳大利亚岩石中发现的化石脂肪分子。这些分子具有原始的化学结构,为在 LECA 之前进化并已灭绝的早期复杂生物的存在提供了线索。

“没有这些分子,我们就永远不会知道原甾类生物的存在。早期海洋似乎主要是细菌世界,但我们的新发现表明,情况可能并非如此,”内特舒海姆说。

在大约 10 亿至 7.2 亿年前的托尼亚转变时期,包括藻类和真菌在内的更先进的核生物开始蓬勃发展。然而,科学家们仍然不知道原甾类生物确切的灭绝时间。

“托尼亚转变是我们星球历史上最深刻的生态转折点之一,”该研究的合著者、澳大利亚国立大学的生物地质学家约亨·布罗克斯在一份声明中说。“正如恐龙必须灭绝才能让我们的哺乳动物祖先变得庞大和数量众多一样,也许原甾类生物需要提前十亿年消失,为现代真核生物腾出空间。”

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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