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  2020年9月3日 星期 放大 缩小 默认 3 上一篇  下一篇 4 >>返回首页
4亿年前海洋微生物怎么生娃?
古生物学家高科技手段“还原”
  看上去像各种容器,其实是几丁虫 受访者供图
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  在4亿年前的海洋中,曾经生活着一类形似“漂流瓶”的微生物——几丁虫。它大小不过50—2700微米,却是科学家破解地球第一次物种大灭绝等重要生物、环境事件的关键角色。几丁虫在当年是怎么生宝宝的?中科院南京地质古生物研究所副研究员梁艳与国际团队合作发现,几丁虫会克隆繁殖,一次生下一个或多个几丁虫宝宝。该研究成果近日在线发表于国际地学期刊《地质学》(Geology)上。

  

  现代快报+/ZAKER南京记者 阿里亚

  科学家揭秘4亿年前几丁虫身世

  几丁虫外形为长颈瓶状、壶状或圆筒状,看起来就像个光滑的“漂流瓶”。它到底是什么东西,科学界一直争论不休。梁艳介绍,在上世纪80年代之前,几丁虫常与跟足虫、纤毛虫、鞭毛虫、有孔虫等联系在一起,进行比较。“它们确实长得和几丁虫很像,但其他生物有一个软体部分,用来跟外界交流,但是几丁虫的盖子很紧密,打不开。”她解释称,这种完全封闭的壳体让几丁虫不可能从外界环境获得食物。

  随着1963年一批像虫卵的标本问世,几丁虫逐渐被猜测为某种浮游动物的卵。梁艳说,几丁虫在地层当中是非常容易获得的一类生物化石,然而科研人员却从来没找到幼年几丁虫个体,更没有见到生殖标本,于是认为它是某一类未知浮游动物卵。直到现在,这还是主流学说。近年来,梁艳与来自爱沙尼亚、美国、英国和中南大学的古生物学家合作,就几丁虫的生物学属性提出了新的看法。“我们通过研究331枚保存完好的几丁虫化石,发现它的形态变化很明显,都是从矮胖逐渐变成了瘦长。刺饰也是连续变化的,从口部的简单刺到中部的多根刺再到底部的丛状刺,越来越复杂。”梁艳告诉现代快报记者,这意味着几丁虫是纵向生长的,这一现象与几丁虫为卵的学说相去甚远。“我们认为,几丁虫是一类独立的古海洋微体生物。”梁艳说。

  几丁虫宝宝是如何诞生的?

  肉眼看似小黑点的几丁虫,在显微镜下,却是“一点一世界”。科研团队采用近红外显微成像、显微CT、双束电子扫描和场发射电子成像等多项高精尖技术,发现了几丁虫的两种生殖方式:一个几丁虫妈妈一次生下一个几丁虫宝宝或者一次生下多个几丁虫宝宝。“这是我们对20枚特异标本深入研究后发现的,这类标本的共同点是,标本的底部发育了一个与该标本长得极为相似,而个体略小的不完整标本,类似于克隆。”梁艳说。

  而这个小标本就是几丁虫宝宝。科研人员对几丁虫的生殖过程进行了复原:几丁虫妈妈的底部慢慢变厚,随后,小几丁虫的底部先长出来,包括刺等纹饰特征。小几丁虫不断向上生长的过程中,小几丁虫的“脖子”也在几丁虫妈妈体内进一步发育。等二者发育完成后就会融为一体,脱离母体。

  “一旦离开母体,它就是一个独立的个体,可以自己生活。”梁艳告诉现代快报记者,他们还有一个重要的发现,几丁虫生完宝宝后还能继续存活下去。“有些生物繁殖完后代后就死了。”

  研究几丁虫,探寻生物多样性答案

  梁艳说,其实从1937年开始就有科学家发现了这类珍贵的标本。但因为当时缺乏技术手段,再加上标本数量太少,他们把这些标本当成了畸形的、变异的标本来处理。“我们的研究有力地证明了,所谓的特异标本其实就是几丁虫生殖过程中非常关键的瞬间。”

  在可以清楚看见内部结构的显微CT的帮助下,科研人员还发现,几丁虫宝宝的底部都有一个洞。“这个构造也很重要,以前的标本里都没有这个洞。”梁艳告诉现代快报记者,这表明,几丁虫在生殖的过程中可以与外界环境进行物质交换,直到再下一次生殖。“类似于蛇、熊等生物冬眠。”

  研究这么微小的生物有什么意义?“几丁虫在几百年的研究史中有非常重要的生物地层学意义。它帮助我们找油找矿,但我们却不知道它是什么。”梁艳表示,这次取得的进展对后续开展生物地层学研究、生物多样性研究有非常重要的意义。

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