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動(dòng)物生命是什么時(shí)候在地球上首次出現(xiàn)？這個(gè)問(wèn)題的答案埋藏已久，不是化石殼或骨頭，而是在遠(yuǎn)古巖石中發(fā)現(xiàn)的動(dòng)物尸體中保存下來(lái)的化學(xué)物質(zhì)。一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，被稱(chēng)為生物標(biāo)記的古代化學(xué)痕跡表明，海綿至少在6.35億年前就存在了，或許可以追溯到6.6億年前，這使它們成為已知的最古老的動(dòng)物生命形式。同樣的海綿血統(tǒng)（一種被稱(chēng)為“反海綿”的群體）至今仍然存在。根據(jù)這項(xiàng)研究，現(xiàn)代的蠕形螨產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)與它們的古代近親所遺留的化學(xué)物質(zhì)是一樣：一種類(lèi)固醇化合物，只有這些蠕形螨才能產(chǎn)生這種化合物。這些海綿可能是最古老的動(dòng)物，但地球上的單細(xì)胞生命存在時(shí)間要長(zhǎng)得多。

博科園-科學(xué)科普：例如南非的一堆微生物化石可以追溯到32億年前，是目前陸地上最古老的生物化石記錄，而其他35億年前的化石可能是地球上最古老的生命證據(jù)。一些早期的動(dòng)物生命，如生活在5.58億年前的狄金索尼亞，在巖石上留下了他們的身體印記。但古代動(dòng)物柔軟的身體一般不會(huì)變成化石。在尋找這些難以捉摸的生物的證據(jù)時(shí)，研究人員求助于生物標(biāo)記物——在這種情況下，是類(lèi)固醇26-甲基柱頭球蛋白(26-mes)的分子。2009年洛夫和他的同事在阿拉伯半島6.35億年前的巖石中發(fā)現(xiàn)了另一種名為24異丙膽甾烷(24-ipc)的古老化合物，這種化合物也被認(rèn)為是海綿的生物標(biāo)志物。

但很難說(shuō)海綿是否是藻類(lèi)的來(lái)源，因?yàn)槟承┓N類(lèi)的藻類(lèi)也能產(chǎn)生24-ipc。另一方面，根據(jù)這項(xiàng)研究，類(lèi)固醇26-mes只與現(xiàn)代的demosponge聯(lián)系在一起。到目前為止，除滅齒獸外，它還沒(méi)有出現(xiàn)在任何譜系中。研究小組分析了在世界各地巖石中發(fā)現(xiàn)的分子。研究人員報(bào)告說(shuō)，他們?cè)趶挠《取|西伯利亞和阿曼發(fā)掘的巖石和石油中發(fā)現(xiàn)了26-mes分子，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了24-ipc的痕跡。根據(jù)這項(xiàng)研究，一旦他們發(fā)現(xiàn)了這種類(lèi)固醇，并確認(rèn)它沒(méi)有從年輕的巖石中漂移到沉積物中，他們就知道至少6.35億年前海綿就已經(jīng)在地球的海洋中存在了。

一個(gè)化學(xué)難題

牛津大學(xué)(University of Oxford)動(dòng)物學(xué)系的高級(jí)研究員喬納森?安特克里夫(Jonathan Antcliffe)說(shuō)，然而使用生物標(biāo)記來(lái)識(shí)別古代生命的問(wèn)題仍然存在。將生物標(biāo)志物歸因于特定動(dòng)物可能是有問(wèn)題，為什么？對(duì)已經(jīng)滅絕的生物和活著的生物的生化生產(chǎn)了解得還不夠，所以幾乎不可能檢查所有可能的來(lái)源，以找到與某種特定化學(xué)物質(zhì)相匹配的物質(zhì)。換句話(huà)說(shuō)，盡管26-mes只在現(xiàn)代的demosponge中被發(fā)現(xiàn)，但這并不排除其他滅絕動(dòng)物也可能產(chǎn)生mes的可能性。事實(shí)上現(xiàn)代海綿中的26-mes甚至可能起源于另一種生物，比如共生細(xì)菌，或者是海綿吃過(guò)的東西。

另一個(gè)缺失的謎團(tuán)是，在現(xiàn)代海綿和它們的古老親戚中類(lèi)固醇的用途仍然未知。也許類(lèi)固醇讓早期的海綿能夠吞噬并安全地利用營(yíng)養(yǎng)提取的共生微生物，或者它可以作為抵御掠食者的化學(xué)防御，但公平地說(shuō)，沒(méi)有人確切知道。同樣我們也不知道還有什么其他形式的生命與早期海綿的水中生活相同。盡管海綿是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老的動(dòng)物生命形式，但它們可能并不孤單，它們可能與許多同伴共享海洋棲息地。在大陸架的海底，在這個(gè)階段，某些環(huán)境在生態(tài)上肯定是豐富的。從氣候、構(gòu)造事件、冰川等方面來(lái)看，這背后的驅(qū)動(dòng)力可能是什么?這就是我們接下來(lái)要解決的問(wèn)題，其項(xiàng)研究結(jié)果發(fā)表在《自然》上。

博科園-科學(xué)科普｜參考期刊文獻(xiàn):《natural》

DOI：doi.org/10.1038/s41559-018-0676-2

文：Mindy Weisberger/Live Science

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