科学家们在 1600 万年前的琥珀中发现了一种极其罕见的化石:一种前所未见的缓步动物,一种身材矮小的水生生物,很少出现在化石记录中。
现代时代 缓步动物也被称为水熊虫或藻猪,几乎可以在任何有液态水的环境中找到,从海洋深处到覆盖陆地藻类的薄水层。 这些小动物以生存技能而闻名; 通过排出体内大部分水分并显着减慢新陈代谢,缓步动物进入一种假死状态,在这种状态下它们可以承受极端的温度、压力和辐射。
但是,虽然几乎不可能在活着的时候摧毁缓步动物,但它们的小尺寸和缺乏硬组织意味着很少发现缓步动物化石——准确地说只有三个。 在加拿大和新泽西发现的两种化石已被正式命名; 另一个位于西伯利亚西部,没有命名。
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但是现在,在周二(10 月 5 日)发表在期刊上的一项新研究中 英国皇家学会会刊 B:生物科学科学家们引进了他们在多米尼加共和国琥珀中发现的一种新的缓步动物。 该化石可以追溯到中新世时代(2300 万至 530 万年前),并且保存完好,以至于该团队能够放置新发现的水熊,命名为 Paradoribius Chronocaripius,在“生命之树”缓步动物中。
北佛罗里达大学的进化生物学家兼助理教授弗兰克史密斯说,他没有参与这项新研究。 史密斯说,由于化石的质量,研究人员能够应用与识别活的缓步动物相同的技术,帮助团队确定新发现的物种与现代水熊的关系。
缓步动物的长度不到 0.02 英寸(0.6 毫米),那么研究人员是如何发现它们的呢? 据 Live Science 报道,第一作者、哈佛大学有机与进化生物学系博士生马克·马巴洛 (Mark Maballo) 说,这真的是运气问题。
Maballo 在新泽西理工学院的合作者最初获得了琥珀,以寻找在材料中捕获的蚂蚁; 由进化生物学家菲利普·巴登 (Philip Barden) 领导的团队正在研究 进化了 社会性昆虫,如蚂蚁和白蚁。
“他们有几个月的琥珀,但他们只是看着蚂蚁,”马巴鲁说。 但有一次,一位眼尖的实验室成员注意到了一种毛毛虫状的形状,从它的下面伸出细小的腿和爪子。 瞧,他们发现了一只缓慢漂浮在琥珀中的松鸡,还有三只蚂蚁、一只甲虫和一朵花。
“更幸运的是他们看到了……因为这不是他们要找的东西,”马巴鲁说。 在确定化石后,马巴鲁说他“真的很惊讶”,因为找到缓步动物化石的机会非常渺茫。 作为一个爱水的人,他忍得太多 有一次他写了一首关于他们的歌,热衷于研究为数不多的已知缓步动物化石之一。
除了找到化石外,该团队还幸运的是,缓步动物位于琥珀表面附近,这意味着显微镜发出的光可以轻松到达标本。 研究人员使用称为交替光和共聚焦显微镜的技术,检查了外部解剖结构,例如缓步动物的触手,以及一些内部形态,包括在该生物前肢中发现的各种固体结构——类似于“喉咙”。
“这是我们能够看到内部形态的第一个缓步动物化石,”马巴洛说。
根据缓步动物触手的形状和位置,研究人员将水熊虫确定为超家族 Isohypsibioidea 的一部分,这是一个多样化的现代缓步动物群体。 这使得 P. Chronocaripius 超级家族中已知最年长的成员。
然而,水熊的内部解剖结构将其与相关的缓步动物区分开来。 特别是,位于口腔和食道之间的硬质结构,称为巨板状体,具有独特的形状; Isohypsibioidea 的其他成员有 2 到 3 个厚厚的巨板体碎片,而新缓步动物的化石只有一个薄的,以边缘为特征。
“出于这个原因,它不对应于这个超家族中存在的任何性别,”马巴洛说。 因此,该团队创造了一个全新的属和种来同化它 P. chronocaribus。
在它的高度, P. Chronocaripius 史密斯说,它们可能生活在类似于现代水熊虫的环境中,它们悬挂在藻类垫子上,并从植物细胞中旋转出液体。 “如果我们回到 1600 万年前的这个地区,我们可能会发现这些物种无处不在。” 他说,从理论上讲,更多的缓步动物化石可能潜伏在来自同一地区的多米尼加琥珀以及世界各地的其他琥珀矿床中。
Maballo 说,到目前为止,很少有人在琥珀中寻找缓步动物化石,所以如果有更多的科学家加入,可能会发现更多的缓步动物化石。
“我什至不知道它会不会像一粒灰尘;你可能根本看不到它,”史密斯用肉眼说。 因此,为了识别微弱的海洋生物,科学家们需要在显微镜下仔细检查所有的琥珀样本。 但总的来说,“如果你发现琥珀,最有可能的是,在生产这种琥珀的树附近的某个地方有一些缓步动物……所以值得查看任何缓步动物的琥珀样本,”他说。
在发现更多的缓步动物化石之前,Maballo 计划研究推动活体缓步动物生长和发育的遗传和分子机制。 他目前正在佛罗里达州史密斯的实验室访问,研究缓步动物的爪子是如何发育的。 这一系列研究可以帮助揭示推动缓步动物进化的力量,导致缓步动物采用我们现在知道和喜爱的熟悉的、结实的身体计划。
此外,马帕洛想研究有史以来发现的第一个缓步动物化石,这块化石恰好在哈佛大学。 化石,确定为一个物种 比约恩的阅读它于 1964 年在马尼托巴省的雪松湖附近被发现,大约有 7800 万年的历史,这意味着它可以追溯到 上白垩纪作者在他们的报告中指出。 由于当时没有高分辨率成像技术,水熊虫与现代物种的确切关系尚未确定。
最初发表在 Live Science 上。
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