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为什么地球上一些最早的复杂生物首变大了?

为什么地球上一些最早的复杂生物首变大了?

作者: wumingzhi111 | 来源:发表于2018-06-26 10:49 被阅读4次

    地球上一些最早的复杂生物——可能是现存最早的动物——长大了,不是为了争夺食物,而是为了尽可能多地繁衍后代。

    这项由剑桥大学领导的研究发现,生活在5亿多年前海洋中最成功的生物是那些能够“扔”得最远的后代,从而在周围环境中繁衍生息的生物。研究结果发表在《自然生态与进化》杂志上。

    在埃迪卡拉纪之前,在635万到5.41亿年前,生命形态是微小的,但在埃迪卡拉纪,大型复杂的生物首次出现,其中的一些——比如一种被称为rangeomorphs的生物——长到两米高。这些生物是地球上第一批复杂的生物,尽管它们看起来像蕨类植物,但它们可能是第一批存在的动物——尽管科学家们很难完全确定它们的存在。埃迪卡拉生物似乎没有嘴巴、器官或移动的工具,因此它们被认为从周围的水中吸收了营养。

    随着埃迪卡拉生物的长高,它们的体型变得多样化,并且一些进化出的茎状结构来支撑它们的高度。

    在现代环境中,如森林,生物之间争夺光等资源的竞争非常激烈,因此,与矮邻相比,高大的树木和植物具有明显的优势。“我们想知道在埃迪卡拉纪是否有类似的驱动生物的因素,”论文的第一作者,剑桥大学地球科学系的Emily Mitchell博士说。“竞争的结果是地球上的生命变大了吗?”

    米切尔和她的合著者夏洛特·肯辛顿博士来自加拿大纽芬兰纪念大学,他们在世界上埃迪卡拉人化石最丰富的地区之一——纽芬兰东南部的错点研究了化石。

    早些时候的研究假设,不同水深的营养物质的竞争导致了体型的增大。然而,目前的研究表明,埃迪卡拉海洋更像是一个“你能吃到饱”的自助餐。

    “当时海洋的营养非常丰富,所以对资源的争夺并不激烈,食肉动物也不存在,”米切尔说,他是默里爱德华兹学院的亨斯洛研究人员。“所以一定有另外一个原因可以解释为什么生命形式在这段时期变得如此巨大。”

    因为埃迪卡拉生物不能动,而且被保存在它们生活的地方,所以从化石记录中分析整个种群是可能的。利用空间分析技术,Mitchell和Kenchington发现身高和食物竞争之间没有相关性。不同种类的生物体不会占据水柱的不同部分,以避免争夺资源——这一过程被称为“分层”。

    肯辛顿说:“如果它们在争夺食物,那么我们就会发现,长有茎的生物是层层叠叠的。”“但我们发现了相反的结果:没有茎的生物体实际上比有茎的生物体更有层次感,因此茎可能有另一种功能。”

    根据研究人员的说法,茎的一个可能的功能是使后代更分散,这是通过驱逐小繁殖体而产生的范围表型。最高的生物被最大的后代群包围着,这表明身高的好处不是更多的食物,而是更大的机会在一个区域定居。

    米切尔说:“虽然个头较高的生物可能生活在水流速度较快的水里,但这些群落中没有分层现象,这表明它们的身高并没有给它们在营养吸收方面带来任何明显的优势。”“相反,繁殖似乎是地球上生命变得大的主要原因。”

    尽管它们取得了成功,但在大约5.4亿年前寒武纪开始的时候,rangeomorphs和其他埃迪卡拉生物却消失了。寒武纪是一段快速进化的时期,当时大多数主要的动物群体首次出现在化石记录中。

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