白堊紀琥珀化石為緩步動物的演化起源提供了新的線索科學新聞

白堊紀琥珀化石為緩步動物的演化起源提供了新的線索科學新聞


緩步動物是一類多樣化的微觀無脊椎動物,以其極端的生存能力而聞名。分子鐘表明,緩步動物在寒武紀之前就與其他泛節肢動物(節肢動物、緩步動物、絨蟲和葉足動物)分化,但它們的化石記錄極其稀疏。現在,古生物學家描述了一種新的緩步動物物種,並重新描述了一個以前已知的物種, 貝奧恩·萊吉,皆來自加拿大白堊紀年代的琥珀。

白堊紀琥珀化石為緩步動物的演化起源提供了新的線索科學新聞

藝術重建 貝奧恩·萊吉 (上)和 指鬚鰍 (下)在假設的石化環境中。圖片來源:弗朗茨·安東尼。

緩步動物於 1773 年首次被發現,是一種多樣化的微觀無脊椎動物,以其在極端條件下生存的能力而聞名。

這些生物也被稱為水熊或苔蘚小豬,壽命長達 60 年,最大尺寸可達 0.5 毫米,最好在顯微鏡下觀察。

它們在沒有食物和水的情況下可以存活長達 30 年,在低至 -272 攝氏度或高達 150 攝氏度的溫度下可以存活幾分鐘,在 -20 攝氏度的溫度下可以存活數十年。

緩步動物能承受從太空中幾乎 0 大氣壓到馬裡亞納海溝底部 1,200 大氣壓的壓力,並且還能抵抗高達 5,000-6,200 戈瑞的輻射水平。

它們透過進入一種稱為生物停滯的假死狀態來生存,利用蛋白質在細胞內形成凝膠並減慢生命過程。

哈佛大學博士說:「緩步動物是一種微觀無脊椎動物,其特徵是緊湊的身體結構,有四對典型的帶有爪子的葉足類腿,與泛節肢動物中的甲蟲和真節肢動物密切相關。候選人馬克·馬帕洛(Marc Mapalo)及其同事。

「緩步動物因其某些物種的隱生能力而聞名,這些能力使它們能夠在極端條件下生存,例如太空真空、電離輻射和零度以下的低溫,以及它們在海洋、淡水和陸地棲息地的全球分佈。

「儘管緩步動物在當今的生物圈中無處不在,但其化石記錄卻極其稀缺,這限制了對其宏觀進化的研究,包括其身體結構的起源,以及其陸地化和獲得隱生能力的時間。

「目前,已知的冠群緩步動物化石只有四種,它們都以琥珀內含物的形式保存下來,但其中只有兩種相對於現存緩步動物具有明確的分類地位。”

指須氧菌。圖片來源:Mapalo 等人,doi:10.1038/s42003-024-06643-2。

指鬚鰍。圖片來源:馬帕洛 等人.,doi:10.1038/s42003-024-06643-2。

在他們的研究中,作者觀察了 20 世紀 60 年代在加拿大發現的一塊琥珀,其中含有已知的緩步動物化石 貝奧恩·萊吉 以及另一種推測的緩步動物,當時無法對其進行實質描述。

使用共焦雷射顯微鏡(一種通常用於研究細胞生物學的方法),他們能夠以驚人的細節檢查緩步動物化石的微小結構。

該研究不僅提供了明確的分類 貝奧恩·萊吉 在緩步動物家譜中,但鑑定出一個新物種: 指鬚鰍

同樣來自哈佛大學的哈維爾·奧爾特加-埃爾南德斯博士說:「這兩種水熊都是在白堊紀時期的同一塊琥珀中發現的,這意味著這些水熊與恐龍生活在一起。

「這些圖像 貝奧恩·萊吉 顯示了七個保存完好的爪子,向身體彎曲的爪子比遠離身體彎曲的爪子小,這是現代緩步動物中發現的一種模式。

“第二個之前身份不明的標本,前三對腿上的爪子長度相似,但第四對腿上的外爪更長。”

這兩個物種都是分子鐘分析的關鍵校準點,可以幫助科學家估計關鍵演化事件的時間。

例如,最新研究結果表明,現代緩步動物可能在 5 億多年前的寒武紀時期發生了分化。

這項研究還揭示了緩步動物透過進入停滯狀態在極端條件下生存的非凡能力的起源。

奧特加博士說:「這項研究估計,這種生存機制可能是在古生代中晚期進化出來的,這可能在幫助緩步動物忍受二疊紀末大規模滅絕方面發揮了至關重要的作用,這是地球歷史上最嚴重的滅絕事件之一。

結果出現在期刊上 通訊生物學

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馬帕洛 等人。 2024 年。 社區生物 7、953; DOI:10.1038/s42003-024-06643-2

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