

一项周三发表在《自然》杂志上的报告表明,加拿大西北部发现的一组微小的管状化石可能是 8.9 亿年前已灭绝的海绵遗骸。虽然还需要更多的研究和分析,但如果这些组织确实源自海绵,那将代表着迄今为止发现的最古老的动物化石证据。
劳伦森大学地质学家伊丽莎白·特纳(Elizabeth Turner)将这些管状结构与现代海绵中的结构进行了比较,发现它们非常相似。这表明海绵实际上出现在地球历史上几个重大事件之前,而这些事件曾被科学家推测为早于动物界的兴起。然而,特纳强调,这些发现“并非最终答案”。
她说,目前海绵化石的可能性仍然存在。“这可能完全是其他东西。”
海绵是滤食性动物,一生附着在湖底或海底,是已知最古老的动物界成员。最早被接受的海绵化石可追溯到寒武纪,约 5.35 亿年前。它们由骨针组成,即构成许多现代海绵骨骼的小石英或方解石棒。
特纳说:“在此之前,应该有一个动物进化的历史,而这些动物只是没有这些硬质部分。”“问题是这能追溯到多远,那是什么,又发生了什么?”
特纳说,有理论证据表明海绵出现在 10 亿年前到 8 亿年前之间。这些证据来自一种称为分子系统学的方法,该方法利用现代生物之间的关系以及某些类型遗传信息中突变发生的速率来预测主要谱系何时可能分化。
她说:“这种方法表明,海绵的出现时间可能与我正在研究的岩石的时代大致相同。”“所以,我发现了我认为可能是早期海绵组织保存下来的东西,也许并不令人意外。”
她检查的岩石来自偏远的麦肯齐山脉的微生物岩——由微生物形成的碳酸钙沉积物。在研究生时期研究古老的珊瑚礁时,特纳注意到一些样本具有不寻常的微观图案,让人联想到所谓的角质海绵的保存组织。这个类群,包括极其受欢迎的沐浴海绵,是由复杂的纤维网格支撑的,而不是骨针骨骼。
近年来,其他科学团队研究了这些海绵是如何保存下来的。有时,死后海绵的结缔组织会分解,碳酸盐矿物质会在残留纤维之间的空隙中形成。被包裹的纤维最终也会腐烂,留下被方解石晶体填充的小管。这些管子保存了已故海绵的分枝网状结构。
特纳在显微镜下检查了薄薄的岩石切片,观察到直径为 20 至 30 微米(比许多人类头发还细)的小管,里面充满了透明的方解石晶体。她说,这种图案看起来太复杂了,不可能是建造珊瑚礁的蓝细菌形成的。相反,这些管子以三维网格的形式分支并重新连接,形成“与”后来海绵的组织“完全相同的图案”。
如果这些结构确实代表了化石化的海绵,这将表明早期动物出现在新元古代的氧化事件之前,该事件发生在约 8 亿至 5.4 亿年前(就在寒武纪之前)。直到那时,许多科学家提出,氧气含量不足以维持动物生命。然而,特纳推测,古代海绵可能在建造周围珊瑚礁的光合微生物创造的“氧气工厂热点”中勉强生存。
此外,8.9 亿年前海绵的存在表明,动物生命挺过了 Cryogenian 时期的极端冰河时代,该时期从 7.2 亿年前持续到 6.35 亿年前。
洛桑大学(瑞士)古生物学家、一篇题为“挤压早期海绵化石记录”的论文的合著者乔纳森·安特克利夫(Jonathan Antcliffe)对这些发现并不信服。他表示,证明这些化石属于海绵需要检测仅存在于该类生物体中的独特特征。
安特克利夫说:“并没有真正提示出独特的诊断性特征。”“任何东西都可以制造出弯曲的管子。”他说,这样的结构可能由微生物、植物、真菌或其他动物产生。
安特克利夫说,骨针是大多数海绵中发现的结构,它们有更具特色的星形、鱼叉形和三叉形。他指出,数十亿根这样的骨针保存在化石记录中,动物的单细胞祖先也有骨针。
安特克利夫说:“这让人怀疑,在它们出现在寒武纪之前的 3 亿年里,地球上所有正常的‘海绵’都去哪儿了?”“如果这只是某种奇怪的小微生物岩,那就更有道理了。”
特纳承认,可能永远无法证明这些化石是由早期海绵留下的。然而,为了增强她对岩石的解释的说服力,还需要对这些材料进行进一步的分析。特纳补充说,更广泛地说,科学家们必须寻找更多可能不符合我们先前对早期动物外观的理解的化石。
她说:“我提出所有这些,希望引起激烈的讨论。”