“孤独幸存者”?奇异新动物可能是人们长期寻觅的活着的埃迪卡拉生物

一种新动物的发现能够撼动动物分类学的根基,并同时形成其自身的新门类——动物界中的最高分类等级,这种情况并非每天都会发生,但今天就是这样的一天。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


图1,来自Just等人,2014年。“树枝状图藻属”Dendrogramma discoides 在左侧标星号;其余标本为“谜树枝状图藻”D. enigmatica。标本因保存在酒精中而收缩。点击图片查看来源。

一种新动物的发现能够撼动动物分类学的根基,并同时形成其自身的新门类——动物界中的最高分类等级,这种情况并非每天都会发生,但今天就是这样的一天。这些新动物——“谜树枝状图藻”Dendrogramma enigmatica 和 “盘状树枝状图藻” Dengrogramma discoides——是否代表了一种前所未有的生命形式尚不确定。它们可能是一些奇怪的刺胞动物或栉水母,或者可能是某种尚未确定的更大动物的碎片。但它们的外观以及与几种长期以来被认为已灭绝的埃迪卡拉生物群的相似性,让人燃起了希望,我们终于可能拥有地球上基础且神秘的生物群落之一的活体代表。科学家们表示,这一发现也象征着地球水面之下仍有许多未被探索的领域,无数奇迹等待着被发现。

“我们可以登上月球,但我们仍然不了解深海,”描述这些新动物的新论文的共同作者莱因哈特·克里斯滕森说。这是一个我完全赞同的观点。


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我在《国家地理每日新闻》中报道了这个故事。

像往常一样,我没有足够的篇幅来讲述我学到的一切,所以这里有一些额外的花絮。

搁浅在办公桌上

让·贾斯特是今天发表在《PLOS ONE》上的新研究的第一作者,也是一位训练有素的甲壳动物专家。1986年,他意外地在伍兹霍尔海洋研究所的底栖雪橇从澳大利亚船只ORV富兰克林号在澳大利亚和塔斯马尼亚之间的巴斯海峡水域400米和1000米深处拖网采集的大量海底样本中发现了这些生物,之后,他便被推上了不太可能的照料者的角色。众所周知,海峡的海底是独特的。与大多数由柔软沉积物或泥浆组成的深海海底不同,这里的海底由粗糙的贝壳和沙子与泥浆混合而成,这对采集设备来说很坚硬。克里斯滕森说,可能正因为如此,这里也以栖息着来自其他类群(如甲壳动物)的 необычные 动物而闻名。

当贾斯特拿到样本时,它们已经被固定在福尔马林中,然后用乙醇处理,显然不适合进行DNA采样。尽管如此,他给任何人看过这些样本——包括至少七位该领域的专家——他们都没有见过类似的东西。

它们的形态如此令人震惊,以至于即使没有分子分析,他和他的同事也坚持发表,即使它们已经在他的办公桌上的酒精中坐了将近三十年(早期的发表尝试因缺乏额外证据而失败——这次他们可能成功了,因为他们拍摄了更好的照片和新的扫描电子显微照片),而我为这个故事采访的另外两位科学家都表示,他们非常庆幸他们这样做了。

尚未死亡?

“树枝状图藻属”Dendrogramma 与具有闪闪发光的纤毛排的凝胶状动物(称为栉水母或栉水母动物)以及由水母、珊瑚、海葵和海笔组成的刺胞动物类群具有一般的相似性,但它不能(至少目前)被归类为这些类群中的任何一个,或者实际上是任何现有的动物类群。

与这两个生物类群一样,“树枝状图藻属”Dendrogramma 似乎也仅由两个主要的胚胎细胞层组成(即,它是“两胚层”的,大多数动物由三层组成,是“三胚层”的),这两层细胞之间包裹着一种叫做中胶层的凝胶状液体。与这些动物一样,它们似乎也只有一个消化/血管开口。但它们也缺乏许多定义栉水母或刺胞动物的关键特征:刺细胞(称为刺丝囊)或粘细胞(称为粘细胞),环管,特殊的感觉器官或带有基底融合纤毛的推进脊。

贾斯特还认识到,这些动物与来自埃迪卡拉生物群的某些化石非常相似——埃迪卡拉生物群是一群奇怪的、大型的多细胞生物,它们在大约6.35亿至5.45亿年前繁盛,然后在大多数现代动物类群的祖先在寒武纪大爆发中突然出现时,似乎消失了。在下图A中,“树枝状图藻属”Dendrogramma 是根据新鲜固定的标本绘制的(左侧)。D 显示了埃迪卡拉化石“阿尔巴马雷斯”Albumares 的痕迹,E 显示了埃迪卡拉“皱纹锥体化石” Rugoconites 的痕迹。

图6(部分),来自Just等人,2014年。点击图片查看来源。

如果“树枝状图藻属”Dendrogramma 被证明与栉水母或刺胞动物(仍然是一种重要的可能性)有相当密切的亲缘关系,这也可能意味着这些类群的祖先在埃迪卡拉纪就已经进化出来,并且许多“埃迪卡拉生物”以珊瑚礁和水母的形式存活至今。或者这可能只是一种巧合。趋同进化——当不相关的生物通过适应相似的环境而进化得彼此相似时——在地球上很常见。

而且,真刺胞动物和栉水母都有一些以非常极端的方式进化的。底栖栉水母看起来像薄薄的、有时色彩鲜艳的拖着飘带的薄膜,并且是

其他无脊椎动物的寄生共生体(生活在另一种生物之上或之中,既不使宿主受益也不损害宿主的生物)。“花状布登勃洛克虫”Buddenbrockia 看起来像蠕虫,但其DNA显示它是一种寄生性刺胞动物。生物学家西蒙·康威·莫里斯以其对早期动物(特别是寒武纪大爆发中的动物)的研究而闻名,我为我的《国家地理》报道采访了他,他认为“树枝状图藻属”Dendrogramma 最有可能被证明是某种异常的,但不一定是寄生性的刺胞动物。

另一方面,一种名为“异涡虫”Xenoturbella 的奇怪蠕虫最初被归类为扁形动物和软体动物,但最终通过DNA分析被揭示为一个重要的、独特的类群,它是被称为后口动物的大型动物类群的最近亲,研究早期动物进化的列昂尼德·莫罗兹说,他也是另一个受访者。因此,真正非凡的东西能够幸存下来是有先例的。

但在我们打开香槟庆祝之前,需要有人找到更多这些生物,以便我们可以研究它们的DNA,我采访的所有人都同意这将解决问题。贾斯特说,尽管他希望有机会让人们再次寻找这些生物,但找到它们将是困难的。除了确保大型远洋研究船的服务(该船能够在恶劣的采样条件下在3000米深的海底拖网)所固有的困难之外,这些生物本身一定也很稀有和分散,否则科学家早就应该发现了它们。尽管如此,作者们希望,在这篇论文发表后,有人会站出来说他们以前见过这些生物(奖励:他们仍然有一些放在办公桌上的罐子里),或者他们有一艘设备齐全的研究船停在那里,引擎运转准备驶往澳大利亚。我祝他们好运。

如果您想阅读故事的其余部分,请前往《国家地理》

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