10亿年前就有复杂的藻类细胞生物在陆地的湖泊环境里生活

化石发现地:苏格兰的托里登湖(Loch Torridon)

10亿年前的生物化石

科研人员最近在苏格兰托里登湖(Loch Torridon)的古河床中发现了有机物残骸,而这些史前生物留下来的化石被认为时代距今有10亿年。这些史前化石昭示着生物进化史里一个很关键的时期:从微小,简单的细胞(原核)生物演化到更大,更复杂的细胞(真核)生物,为光合作用和有性生殖提供了必要基础。

来自牛津大学(Oxford University),谢菲尔德大学(University of Sheffield)和波士顿学院(Boston College)的研究小组在这周的《自然》《Nature》杂志上发表了他们的研究结果。

牛津大学地球科学系的M. Brasier教授说道:“新发现的化石显示早在10亿年前就有复杂的藻类细胞(algal cells)生物在陆地的湖泊环境里生活了,远远早于以前对生物登陆时间的推测。”

Brasier说:“新发现的细胞化石与细菌的祖先并不一样,它们已经具有特化的结构包括细胞核,线粒体和叶绿体——这些对光合作用都是至关重要的。有性繁殖已经在它们中出现,大大加快了早期生物演化的速率。”

在部分化石上还能看到许多精美的纹饰,体型与结构也变得更大更复杂,它们能够作为早期真核细胞生物在陆地上生活的证据。研究人员认为正是这种复杂细胞生物的出现,才使得藻类,绿色陆生植物征服陆地成为可能。

英国谢菲尔德大学的古生物学家C. Wellman则说:“生命起源于海洋,而且早期生物进化中很多重要的演化过程也发生在海洋,如:原核生物起源,真核生物起源,性别起源,多细胞化的起源等等。在这一时期,陆地被认为是一片贫瘠。”

他还解释道:“但这次我们新发现的化石表明:早在10亿年前,陆地上的生命应该比以前所认为的更繁盛和复杂。而且陆地也有可能是早期生物发生重要演化过程的地方。”

Brasier教授说:“托里登湖附近的环境在当时很可能是处在早期生命演化很关键的阶段,叶绿体的起源就有可能不是发生在海洋,而是在陆地。”

约在5亿年前,在复杂细胞生物出现以后,陆地表面开始出现一些简单的植物如地衣和苔藓。随后动物才得以离开海洋向陆地开荒,进一步演化,接着出现第一个两栖类动物,第一个爬行类动物,第一朵开花植物……并最终演化到我们现在的人类。

Brasier最后补充道:“如果没有托里登湖的这些原始生物,就不会有我们,它们是征服陆地的开荒者,陆地也焕然一新,从一片贫瘠的岩石沙漠到充满绿色和生机的欣欣世界。”


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