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(dòng)物，也是被研究的zui*的動(dòng)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(gè)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(shí)候開始出現(xiàn)在地球上的？這是個(gè)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(huì)在海洋環(huán)境中*分解而不會(huì)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?？茖W(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(dòng)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(shí)期在這些生物學(xué)和化學(xué)上的巨大改變導(dǎo)致了動(dòng)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(shí)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(shí)期（6.35~7.15億年前）。在這一時(shí)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(shí)期究竟有些什么樣的生物存在于這個(gè)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(gè)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(gè)幾乎的對應(yīng)體：一種名叫“tintinnids”的纖毛蟲。

有殼動(dòng)物

和大多數(shù)的纖毛蟲不同，tintinnids擁有一個(gè)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(dòng)。

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(shí)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(dòng)物胚胎化石就出現(xiàn)在這一時(shí)期。