地球上所有的动植物都有共同的祖先吗?

科技界一直有一种猜测,认为包括人在内的大多数动物很可能拥有同一个祖先,比如最古老的多细胞生物之一。最近,加州大学河滨分校的一位地理学家根据对一种加拿大动物化石的科学研究,找到了强有力的直接证据来证实这种推测。

生物学家发掘出一种非常精细的蜘蛛状化石,名为Ikaria wariootia。它是迄今为止最古老的双侧对称的动物,即有正面和反面,上下对称,按肠胃连接人体两侧的生物。科研成果以毕业论文的形式发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

目前,人们发现的最早的多细胞生物是埃迪卡拉生物群。动物化石显示它们形态多样,大部分类似于管或枝,也有一部分是藻类。然而,这些生物中的大多数与我们现在都知道的动物没有直接关系,因为它们缺乏大多数动物的本质特征,例如缺少嘴或胃。

在动物进化的整个过程中,一个重要的过程就是左右对称的发展趋势。正因为这个特点,才允许生物体到达工位进行健身运动,并对人体进行分割,比如人的身体上下对称。从不起眼的蜘蛛和昆虫,到霸王龙这样的佼佼者,再到人本身的发展趋势和进化,都与这种独特的对称性息息相关。

当代细胞生物学的生物学家认为,根据对当代动物遗传基因的科学研究,可以推断出对称生物最古老的祖先很可能拥有简单精致的身体和基本的视觉器官。然而,即使留下了动物化石,也很难保存和鉴定。因为时间久了,它们太小了,不引人注意。

15年前,生物学家在5.55亿光年前南澳的一些矿化上发现了微小的隧道建造痕迹,似乎是某种生物爬行时留下的。他们怀疑这很可能是历史悠久的对称生物的“作品”,但他们找不到类似的动物化石,也缺乏重要的直接证据来证实这一猜测。

近日,加州大学多个校区的科研人员在寻找直接证据方面有了新进展。地貌学专家教授玛丽·德罗瑟注意到,在一些隧道建筑附近有非常精细的椭圆形标记。在美国国家航空航天局的支持下,他们对印痕进行了三维激光扫描仪,发现它们看起来都非常相似——类似于小米粒,显示出非常明显的头顶和尾巴,也有全身肌肉虚弱的迹象,很像一种生物。

扫描结果还显示,如果是生物,其长度在2-7 mm之间,总宽度在1-2.5 mm之间,这个规格正好符合隧道施工中攀爬痕迹的大小。科研工作者斯科特·埃文斯说,“大家一直相信这种生物的存在,但也知道很难区分它们,但应用3d扫描仪后,大家都知道自己有了关键发现。”

科学研究人员随后将这种生物命名为Ikaria wariootia,以便更好地记住土地资源和最初的土著居民。他们认为隧道建造的攀爬痕迹发生在矿化的底部,因此伊卡利亚很可能是迄今为止发现的最古老的对称生物。

虽然它的外貌比较简单,但与现阶段的其他动物化石相比,伊卡利亚是非常复杂的。它可以钻入深海富含co2的薄沙层寻找有机化合物,这意味着它具有基本的感官工作能力。此外,其人体曲线呈现明显的前部(头顶)和后部(尾端)发展,适合其在隧道施工中的定向运动。

伊卡利亚留下的爬行痕迹边缘呈现出显著的褶皱样式,类似于起伏的山峰,证明了它的人体可以像蜘蛛一样聚集所有肌肉到前肠蠕动,从无针对性和目的性的游荡到目标明确的主题活动。科学研究人员仍然在爬行痕迹中观察到沉积物偏离和生物以有机化合物为食的迹象,表明伊卡利亚很可能有嘴、胃和肛门。

如果科研成果得到学术界的普遍认可,那么Ikaria wariootia将成为现阶段已知的最古老的双侧对称动物,包括人类内部大部分现存的可以追溯到它并有一个类似蜘蛛的祖先的动物。“这符合进化生物学家的预测分析。”“每个人都觉得结果与他们的预测分析结合得如此恰当,这简直令人兴奋。”