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最早的复杂生态系统,比之前认为的更古老

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发表于 2022-5-21 16:47 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
最早的复杂生态系统,比之前认为的更古老[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]

[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]Original [color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]Måka
原理 [color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]2022-05-21 05:30 [color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]Posted on 浙江
[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]


                               
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在地球生命史上,一段无法被忽视的时期被称为埃迪卡拉纪

埃迪卡拉纪始于约6.35亿年前,它标志着第一批复杂多细胞生物的出现。同时,目前普遍认为,第一批动物也是在约5.8亿年前的埃迪拉卡纪晚期进化而来的。

在埃迪卡拉纪之前,生物体型都非常小,然而到了埃迪卡拉纪,一些大型复杂的生物开始出现,有些甚至可以长到两米。许多在化石记录中找不到明确谱系的奇异物种仿佛突然“凭空”出现在埃迪卡拉纪的海洋中,但最终却又消失得无影无踪。

这段地球历史时期仿佛一场激烈的进化实验,地球上的生命首次实现了多样化。


                               
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埃迪卡拉纪海洋的艺术家畅想图。(图/Ryan Somma, Wikimedia Commons, CC BY-SA)

然而,化石记录还揭示出了一段不寻常的历史。在埃迪卡拉纪末期,经历了一段生物多样性急剧下降的时光后,埃迪卡拉纪在约5.4亿年前黯然退出了历史舞台。

但此时,地球生命又迎来了一次几乎前所未有的高潮,寒武纪大爆发开始,生命的大量分支涌现,几乎所有生物门类都出现了,包括最早的节肢动物和脊椎动物。

有科学家认为,多样性的下降是约5.5亿年前集群灭绝事件的证据,那可能是由环境灾难引起的一次灭绝事件。为了调查清楚这段看似波澜壮阔的生命历史,一些古生物学家再次翻开了化石之书。


                               
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研究人员利用激光扫描技术探测埃迪卡拉系化石。(图/Charlotte G. Kenchington, CC BY)

根据一项最新的研究,在比5.5亿年前的更早时候,早期动物便形成了复杂的生态群落,这比先前认为的要早得多,并且为寒武纪大爆发创造了进化的条件


  古生态群落的结构  

为了评估埃迪卡拉集群灭绝的证据,研究人员分析了跨越这一地质时期最后3200万年,也就是5.75亿到5.43亿年前的三个化石集群的元群落结构

他们使用了公开的古环境数据,比如海洋深度和岩石特征,寻找表明环境特化和物种间相互作用的元群落结构。


                               
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加拿大纽芬兰的错误点(Mistaken Point)生态保护区的埃迪卡拉系化石。这里是埃迪卡拉系化石最丰富的地区之一,这些化石层也是目前已知的最古老的真核巨型化石群落之一。(图/Charlotte G. Kenchington, CC BY)

分析显示,在后来的化石集群中,群落结构变得越来越复杂,这表明在埃迪卡拉纪晚期,物种变得更为特化,并参与了更多物种间互动,这其实是生态演替中经常会看到的趋势。

这些结果实际上告诉我们的是,集群灭绝很有可能并不是在埃迪卡拉纪晚期导致多样性下降的原因,真正的原因应该是竞争排斥。竞争排斥是一种进化过程,在这个过程中,占据同一生态位的不同物种会为了争夺主导地位而相互竞争,直到一个明显具有优势的种群最终赢得这场比赛。

这项分析还说明,一些通常与寒武纪爆发有关的生态和进化动态特征,比如特化和生态位收缩,其实并非在寒武纪,而是由埃迪卡拉纪晚期的那些最早的动物群落建立的

寒武纪大爆发背后的因素,也就是群落的复杂性和生态位的适应性,实际上是在埃迪卡拉纪开始的,这比先前认为的早得多。而埃迪卡拉纪正是点燃寒武纪大爆发的那根导火线


  理解动物起源的关键  

埃迪卡拉纪是理解动物起源的关键,来自这一时期的化石可能极大地影响着我们对动物进化的认识。而寒武纪则是一段快速进化的时期,大多数主要动物群首次出现在了化石记录中。

许多科学家认为,最早的动物群包括了软海绵或类似海绵的生物,它们仍旧缺乏肌肉和神经,但已经具有简单动物的其他特征,包括已分化出功能的细胞和精子。

迄今为止,最古老的海绵化石同样可以追溯到寒武纪时期。然而,一些科学家使用了一种被称为分子钟的推理手段,利用基因突变的速率追溯两个物种可能出现分化的时间。有证据显示,海绵出现的时间应该比现有的化石记录早得多,甚至可能在约10亿年前。甚至曾有研究提出,已经发现了8.9亿年前的古老海绵的化石证据。

显然,埃迪卡拉纪和寒武纪的历史,以及动物起源的故事,仍有诸多谜团有待揭开。

#创作团队:
撰文:Måka
排版:雯雯
#参考来源:
https://www.eurekalert.org/news-releases/952156
https://cosmosmagazine.com/history/complex-ecosystems-ediacaran/
#图片来源:
封面图:Charlotte G. Kenchington, CC BY
首图:Ryan Somma, Wikimedia Commons, CC BY-SA


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