古老的、煎饼状的海洋动物在移动

大型盘状狄更逊水母在5.5亿年前为了寻找食物而四处游荡

狄更逊水母属的化石,可追溯到5.71亿至5.41亿年前。

Gilbert S. Grant 科学图片来源

大约5.5亿年前,动物被限制在海洋中。微生物和更大的多细胞生物覆盖了大部分海底,形成类似于池塘浮渣的有机层。更大的动物定居在其上,包括狄更逊水母——一种形状像餐盘、圆形浴垫和扁平硬币的令人困惑的生物属。

科学家们长期以来一直在推测地球在五亿年前,埃迪卡拉纪时期,生命是什么样的,并且他们正在稳步找到更多线索。《地质生物学》杂志六月在线发表的一项研究报告称,狄更逊水母可能是最早能够自主移动以寻找食物的复杂动物之一。专家表示,这一发现可能有助于我们更好地理解动物的进化。

自从狄更逊水母在 20 世纪 40 年代首次被描述以来,科学家们一直在争论它们究竟是哪种类型的生物。“它们曾被解释为从地衣到蠕虫的各种生物,”加州大学河滨分校的古生物学研究员、该研究的作者之一斯科特·埃文斯说。“最近,人们越来越清楚地认识到,这种东西绝对是一种动物。” 根据化石证据,科学家们认为狄更逊水母是软体动物,呈卵圆形,具有多个身体分节,以及带肋的上表面和下表面。它们有明显的前部和后部,可以长到一米长,但只有几毫米厚。


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埃文斯和来自加州大学河滨分校和阿德莱德南澳大利亚博物馆的其他研究人员分析了近 1,500 块狄更逊水母化石,以确定这些动物是否可以自主移动。“人们已经推测[它们]可能已经移动了一段时间”,埃文斯说,这是因为化石记录中的线索,“但我们想检查我们在狄更逊水母中看到的各种不同特征,看看我们是否可以排除除移动性之外的所有其他可能的解释。”

记录包括身体化石以及看起来像是这些动物留下的“遗迹化石”——某种“足迹”——暗示它们是可移动的。然而,一些科学家认为,古代洋流可能已经卷起这些生物并将它们移动了。另一些人则表示,“足迹”化石实际上可能是由已腐烂并在埋入沉积物中时坍塌的标本形成的。

但埃文斯和他的团队确定,狄更逊水母似乎确实是自主移动的:在其一生中可能移动了数十米或更远。化石记录表明,这些生物都朝着不同的方向移动;埃文斯说,如果洋流移动了它们,它们都将朝同一方向定向。身体化石和遗迹化石也揭示了狄更逊水母留下的特定路径。埃文斯解释说,如果这些是由腐烂的动物留下的,“我们预计它们彼此之间会是某种程度上的随机的”。“而且,我们看到[单个个体]以首选方向移动的轨迹,这一事实表明,这是一种依靠自身力量移动的生物,并且朝着与其内部生物学相关的方向移动。”

证据表明,狄更逊水母在海底的有机地毯上的一个地点进食,然后积极寻找新的食物来源,而且它们可能在相对较短的时间内——几小时或几天内——这样做。一些科学家假设,这些动物通过使用肌肉扩张和收缩身体来移动,而新的分析支持了这一观点。埃文斯指出,尽管科学家们发现了早于狄更逊水母的自主动物运动的证据,但那些动物可能体型较小,移动距离较短。而且,他补充说,“这是我们第一次看到动物移动到新的地点进食。”

其他研究人员表示,这些发现有助于解决关于狄更逊水母的一些争论,并描绘出地球生命历史更清晰的图景。“他们否定了关于狄更逊水母是否移动的所有其他假设,”英国布里斯托大学的古生物学家雅各布·文瑟说,他没有参与这项研究。“这为我们提供了更多的约束,以了解[这些化石]告诉我们关于最早的动物和动物进化的信息。”哥本哈根大学的古生物学家兼数学家蕾妮·霍克泽玛对此表示赞同。“尽管困难重重,我们真的开始解决关于神秘的埃迪卡拉生物群本质的基本问题,从而深入了解地球上复杂生命的进化,”同样没有参与这项研究的霍克泽玛解释说。

尽管狄更逊水母看起来不像今天任何已知的生物,但现代动物生命与这些古老的生物之间仍然存在一些相似之处。“我们看到,早在早期就出现了移动性和不同进食方式等复杂行为的发展,”埃文斯说。“我们在早期化石记录中发现的这些动物群落几乎与我们今天拥有的动物群落一样复杂。” 也许古代地球上的生命并没有那么陌生。

Annie Sneed 是一位科学记者,曾为《纽约时报》、《连线》杂志、国际公共广播电台和《快公司》撰稿。

更多作者:Annie Sneed
《大众科学》杂志第 321 卷第 3 期本文最初以“海洋中的运动”为题发表于《大众科学》杂志 第 321 卷第 3 期 (), 第 12 页
doi:10.1038/scientificamerican0919-12
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