3 月 26 日消息,5.55 億年前,地球原始海洋中生活著像樹葉、淚珠和卷繩的無頭海洋生物,它們體長大約 10 厘米左右,通常在海底棲息捕食,盡管它們外形奇特,但最新研究表明它們是現(xiàn)代人類的 “遠(yuǎn)古祖先”,它們的基因仍存在于人體之中。
目前,最新一項(xiàng)研究表明,盡管這些原始動物和我們一點(diǎn)都不像,但是我們最重要的一些基因可能是這些早已滅絕海洋生物的 “遺物”。這些地球最早、最原始的生物形狀頗似樹葉,可能擁有決定身體對稱性、感覺器官和免疫系統(tǒng)的基因,以上基因至今仍存在于人體。
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怪異遠(yuǎn)古海洋生物
這些埃迪卡拉紀(jì)生物都是在海底搜尋食物的底棲物種,其外形非常特殊,其中還有一些可以變形的生物,被命名為葉狀形態(tài)生物(rangeomorphs),它們的外形頗似樹葉,以至于科學(xué)家?guī)资暌詠硪恢睜幾h該生物是否是動物。
研究報(bào)告作者、美國弗吉尼亞理工大學(xué)博士后研究員斯科特 · 埃文斯稱,這些遠(yuǎn)古海洋生物非常奇怪,它們看起來并不像我們傳統(tǒng)認(rèn)知的動物。
多數(shù)埃迪卡拉紀(jì)生物比較簡單,可能比海綿生物進(jìn)化早一兩代,因?yàn)樗鼈冇猩窠?jīng)和腸道系統(tǒng),但在當(dāng)時它們的存在代表著地球生物的巨大進(jìn)化飛躍,埃迪卡拉紀(jì)生物是最早存在的多細(xì)胞動物,使它們成為所有現(xiàn)代動物的遠(yuǎn)古祖先。
其怪異和缺乏鮮明特征使得科學(xué)家很難確定它們處于生命進(jìn)化樹的頂端位置,因此埃文斯和加州大學(xué)地質(zhì)學(xué)教授瑪麗 · 德羅塞爾、美國國家自然歷史博物館研究生物學(xué)家道格拉斯 · 歐文展開了深入分析,他們從澳大利亞內(nèi)陸的化石采集區(qū)發(fā)現(xiàn)的 40 多種已知埃迪卡拉物種中挑選了 4 種具有生物多樣性代表的物種化石。
他們的目標(biāo)是找出這些原始生物與現(xiàn)代物種的相關(guān)性,以及它們之后進(jìn)化成哪些物種的重要線索,挑選的 4 種類型生物分別是:具有靜脈紋理、橢圓外形的狄更遜水母屬生物、淚珠狀金伯拉蟲、完全不能移動的風(fēng)車狀三星盤蟲、蠕蟲狀生物(埃文斯幫助發(fā)現(xiàn)的)。
這 4 種來自埃迪卡拉紀(jì)的代表生物表明,它們并不具有人們傳統(tǒng)認(rèn)知的生物結(jié)構(gòu),其完全不同于現(xiàn)代生物,盡管它們沒有頭部和腿部,但仍然擁有一些當(dāng)代生物仍存在的基本特征,例如:其中 3 個生物是從左至右身體對稱,并且呈節(jié)狀。
雖然研究人員不可能直接檢查它們的遺傳基因成分及發(fā)育特征,例如:對稱狀結(jié)構(gòu),表明現(xiàn)代動物最重要的基因——高等級調(diào)控基因,存在于這些古老生物體內(nèi)。
埃文斯稱,發(fā)育生物學(xué)家了解到所有正背面或者左右側(cè)對稱的生物,都是基于相同的基因元素,我們可以用該事實(shí)證明,如果這些埃迪卡拉紀(jì)生物擁有這些相同特征,那么它們可能是由相同基因控制的。
“基因腳手架”
調(diào)控基因?qū)⒔視云渌虻木唧w作用,因此,雖然現(xiàn)代動物存在形成眼睛的基因,但它們也有一組調(diào)控基因,控制眼睛的觀察方向,調(diào)控基因會決定身體哪一部分會變成頭部,哪一部分會變成四肢,狄更遜水母屬生物對稱的身體從中線延伸出隆起的脊?fàn)钔黄?,這表明復(fù)雜身體基因腳手架已存在,即使所有這些身體部分在功能上是相同的。
這與現(xiàn)今所有身體對稱生物身體上發(fā)現(xiàn)的基因腳手架是相同的,埃文斯指出,我們發(fā)現(xiàn)這些基因?qū)σ褱缃^ 5 億年的遠(yuǎn)古生物起到重要作用,這讓我很感興趣。該研究報(bào)告發(fā)表在 2 月 24 日出版的《英國皇家學(xué)會學(xué)報(bào) B 刊》上,目前研究人員并未止步于調(diào)控基因研究,他們預(yù)測,許多與神經(jīng)和肌肉等復(fù)雜特征有關(guān)的基因可能也隱藏在埃迪卡拉紀(jì)生物基因組中。
相關(guān)化石證據(jù)表明,這些生物大多數(shù)是主動覓食,而不是被動地從環(huán)境中過濾食物,這也間接證實(shí),它們攜帶的基因可以構(gòu)建基本的神經(jīng)系統(tǒng)和感覺器官,使它們能夠從海底探測和收集食物。
同時,他們發(fā)現(xiàn)一些狄更遜水母屬生物化石上有疤痕,暗示它們能夠通過程序性細(xì)胞死亡過程修復(fù)自身受損組織,同樣,所有身體功能都是由基因控制的,而基因是動物免疫系統(tǒng)不可或缺的重要環(huán)節(jié)。
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