动物可能认为它们现在拥有这个星球,但过去并非如此。

地球有45亿年的历史,但最早的动物出现在六七亿年前。在剩下的大部分时间里,地球由微生物统治。

但根据来自非洲的新化石,21亿年前,某种较大的生物显然在淤泥中爬行。如果不是动物,那它吗?

所讨论的构造嵌在东南部一组含化石的沉积岩中加蓬.科学家们,谁最近在美国国家科学院院刊扫描岩石,制作出这些美丽的3D动画:

要理解这里可能发生的事情,有必要了解一点早期地球。生命在我们的星球形成后不久就进化了。但在很长一段时间里,所有的生物都很微小。那时地球的大气层非常不同。它不含氧,也没有原始生物产生的代谢能力2,很难长得很大。

然后,一场大灾难发生了。的大氧化事件发生在大约24亿年前的某个时候。细节仍然模糊,但它很可能是人类发明的结果光合作用通过蓝藻

光合生物可以在100%免费的阳光下用二氧化碳和水制造自己的食物。光合作用的“废物”就是氧气。最初,大气中的甲烷、陆地和海洋中的铁吸收了过量的氧气,形成了巨大的锈层,至今仍可见条带状含铁形成

但最终,这些缓冲区耗尽了。氧气在空气中积累,地球上的一切都变了。首先,氧气对绝大多数现存生命来说是有毒的。一次伟大的死亡发生了,伴随而来的是第一次,可能也是最长的一次雪球地球这些事件使我们的星球冰冻了3亿年之久。

那是地球的青春期。地球正经历一段艰难的时期。

最终,生命进化到可以容忍甚至利用氧气的状态。有了氧气所带来的能量丰富的生物化学,生命将变得更大。学会使用氧气的生物包括我们自己的祖先。我们每呼吸一次,就收获他们发现的回报。

就在这段时间的最后,大约21亿年前,上面动画中展示的线状化石保存在现在的加蓬东南部。它们是其他大型生命形式化石的一大组的一部分,统称为Francevillean生物群这是由大气中氧气的短暂爆发造成的。这些生物生活在靠近海岸的浅水区的海床上,这些海床毫无疑问是含氧的。较浅的沉积层是叠层石就像婚礼蛋糕一样,是由细菌和石头做成的甜点。这些绳状化石沉积在稍深的水中。

琴弦,主要在黄铁矿,直径可达6毫米(1/4英寸),长可达17厘米(7英寸)。在绳状化石附近是微生物席的遗迹,细菌曾在这里的牧场上集体生长。

弦通常是直的、不分叉的,并保持在一个层面内。然而,隧道的直径在其长度上下波动。大多数都有一个圆形的末端,但其中一个末端有一个可疑的球形黄铁矿物体。

球形黄铁矿晶体(黑色箭头)的末端有一串(白色箭头)。比例尺1厘米。信贷:埃尔 Albani2019年等。

有些弦可以做缓弯或急转弯。

弯曲的弦(白色箭头)和细菌垫(黄色箭头)。比例尺1厘米。学分:埃尔 Albani2019年等。

在其中一个化石中,一个薄片似乎合并成一串。

单个样本中片状和线状形状之间的连续性。比例尺1 cm。信用:埃尔 Albani2019年等。

什么可以解释这些特性?如果这些弦是由固体动物之类的物体创造的,人们会认为它们的直径是恒定的(而且它们的年龄要小15亿年)。但事实并非如此。

研究小组对比了由黄铁矿形成的纯物理过程形成的类似结构,但得出的结论是,它们的组成、形状和质地是不同的。

另一种可能性是这些弦是丝状细菌的身体化石,比如硫氧化细菌硫普罗卡贝吉亚托亚今天还活着。但大小是错误的。这些细菌束的直径通常不超过半毫米——要小得多。

另一方面,作者说,弦的形状及其与岩石基质的关系让人联想到黏液黄铁矿化时产生的结构。这样的痕迹化石——由生物体运动而不是生物体本身形成的结构——往往更庞大、分支,并与环境中的垃圾结合在一起。bet188备网

今天活着的许多生物都会留下黏液痕迹。但在这一时期,似乎只有一群这样的生物——或类似的生物——存在过。这就是细胞粘液铸模

这些奇怪的生物是由阿米巴虫组成的,阿米巴虫以细菌为食,一生大部分时间独立生活。但当它们的食物用完时,它们会聚集在一起形成一种叫做“蛞蝓”的超级生物,尽管它是由成千上万的个体组成的,但它的移动和行为就像一种简单的动物,在它的尾迹中留下一条粘糊糊的痕迹。

化石显示了一页纸合并成一根绳子的可能性,绳子的不同直径也表明了这种可能性,这可能反映了一种对体型持开放态度的生物。

有些线状化石似乎会相互交叉和融合,就像黏菌蛞蝓偶尔会做的那样(当你已经由数千个个体组成时,再多几千个又算得了什么?)相反,细胞黏菌蛞蝓有时会分裂,这种现象称为孪生。

许多弦似乎也在平行移动。现代黏菌蛞蝓的移动是为了响应简单的氨、温度和氧气等环境梯度,以达到土壤表面。bet188备网如果这些确实是古老的“黏菌”,它们可能也同样对某种简单的梯度做出了串联反应。

研究人员说,在弦附近形成化石的微生物垫非常丰富,而且间隔规则。如果光合生物能够利用光照到它们身上的东西,那么这些垫可能既是食物来源,也是氧气的绿洲,即使在深处也是如此。在现代海床中,生物垫中的氧气浓度可能是我的4倍在上覆的水柱上,突出了它们所代表的资源和化学梯度的基础,这种梯度可能会向敏锐的捕食者泄露它们的位置。

因此,弦化石所讲述的故事可能是一种类似变形虫的微生物在沉淀物中的微生物席上大吃大喝,当它们耗尽食物时,护送它们前往下一个牧场。

在现代细胞黏菌中,蛞蝓越大,传播速度越快。古代黏菌也可能发现,通过合作,它们可以更快、更有效地袭击细菌村庄,就像挪威人借助维京海盗船只掠夺中世纪欧洲一样。

然而,这些化石与现代细胞黏菌之间存在一些差异。现代黏菌比假定的化石黏菌小得多。尽管这些细绳,如前所述,直径约6 mm,长度高达17 cm,但典型尺寸的现代细胞黏菌盘基网柄菌尺寸只有0.2毫米宽,1-2mm长(但仍然能够垂直移动到7厘米)。

此外,所有现代细胞黏菌都生活在土壤中,而不是海洋沉积物中。把大小和栖息地放在一起看,现代细胞黏菌和制造这些古老琴弦的东西似乎不太可能有直接联系。相反,作者认为是一些未被确认的远古变形虫类生物进化成非常相似的行为方式

他们没有得到一个圆满的结局。在这些化石形成后不久,大气中的氧含量骤降至另一种复杂生命的最低限度附近欧元年。这可能终止了这些古老的、有进取心的黏菌,这是地球上第一个宏观移动生命实验之一。

参考

El Albani, Abderrazak, M. Gabriela Mangano, Luis A. Buatois, Stefan Bengtson, Armelle Riboulleau, Andrey Bekker, Kurt Konhauser et al. "21亿年前在含氧的浅海环境中的生物运动。bet188备网美国国家科学院院刊116年,没有。9(2019): 3431 - 3436。