海綿或櫛水母演化爭議,哪個是最古老生物?

文章作者:bianji3 | 2018-01-05
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科學家通過數據分析發現,現代地球上最古老的動物是海綿,而非櫛水母。科學家通過數據分析發現,現代地球上最古老的動物是海綿,而非櫛水母。

  海綿是最原始的多細胞動物,6億年前就已經生活在海洋里,至今已發展到1萬多種,占海洋動物種類的1/15,是一個龐大的“家族”。除針海綿屬(Spongilla)約20種為淡水產外,均分布在海洋的潮間帶到8500米(28000余英尺)深處,營固著生活。

      海綿是世界上結構最簡單的多細胞動物。既沒有頭,也沒有尾、軀干和四肢,更沒有神經和器官。海綿細胞的主要成分是碳酸鈣或碳酸硅以及大量的膠原質。

          櫛水母(學名:Ctenophora)屬輻射對稱動物,現被劃分為櫛水母動物門。原和刺胞動物一起分在腔腸動物門(Coelenterata),作為無刺胞亞門,現分出。身體透明,呈球形、卵圓形、扁平形。

2013年12月16日認為櫛水母才是最早出現的動物。這種凝膠狀、類似水母的海洋動物,可能早在6億年前的震旦紀就已經出現  。

          多數櫛水母無色,但瓜水母粉紅色,愛神帶水母呈柔和的紫羅蘭色。無色的種類漂浮在水中時透明,只有幾列櫛板顯出美麗的虹彩光澤。多數櫛水母能發光,在夜間顯示淺藍或淺綠色的光,這是動物所能發出的最鮮艷、最美麗的光之一。

      據報道,英國布里斯托爾大學的一項新研究顯示,現生動物中最古老的支系其實是形態結構極其簡單的海綿,而非解剖學上更為復雜的櫛水母。

  關于哪一類動物——海綿還是櫛水母——是最古老的動物祖先的問題,一直以來都是生物學家爭論的熱點。近年來的基因組學分析并沒能對此給出確切答案,有科學家甚至認為,現有的數據或許還不具備解決這一問題的能力。

  現在,英國布里斯托爾大學的科學家相信這一問題已經有了答案。布里斯托爾大學生物與地球科學學院的達維德·皮薩尼(Davide Pisani)教授領導的這項研究結果發表在近期的《當代生物學》(Current Biology)上,他和來自美國加州理工學院、德國慕尼黑大學等機構的同行對2015年到2017年公布的關鍵基因組數據集進行了深入分析。

  就這一突破性的研究結果,皮薩尼教授評論道:“事實上,就重要的動物器官系統,如神經系統和消化系統而言,海綿或櫛水母哪個最早出現,意味著完全不一樣的演化歷史。因此,了解動物演化樹根部的正確分支順序,是理解我們自身演化,以及動物解剖學關鍵特征起源的基礎。”

  在研究中,皮薩尼等人采用了后驗預測分析(Posterior Predictive Analyses)的統計方法,對經常使用的系統發生學演化模型能否恰當描述用于研究早期動物演化的基因組數據集進行了驗證。他們發現,對于同樣的數據集,能更合理描述數據集的是海綿位于動物演化樹最基礎位置的模型,而偏向櫛水母的模型無法描述這些數據集。

    最初的生命應是非細胞形態的生命,為了保證有機體與外界正常的物質交換,原始生命在演化過程中,形成了細胞膜,出現了細胞結構的原核生物。細胞是生命的結構單元、功能單元和生殖單元,細胞的產生是生命史上的一次重大的飛躍。

     海綿是原始的多細胞生物,沒有神經、消化和循環系統,而是依靠海水流經身體來獲取食物和氧氣。它們的形狀像植物,又固著在海底,因此在很長的歷史時期里被認為是植物,但后來發現它們具有幾乎所有最基本的動物特征。科學家最初認為,地球上最早的多細胞生物應該類似現在的水螅或海綿,后來的研究者則發現,櫛水母更可能是最古老的多細胞生物,它們具有更為復雜的解剖結果,如簡單的“大腦”和“胃”。近年來,海綿、櫛水母和其他原始海洋動物的新基因組數據多次使生物學家的觀點反轉。

  皮薩尼教授總結道:“系統發育基因組學是將基因組數據應用在系統發生學中,這是一個相對較新的科學領域。關于櫛水母是最古老動物支系的證據最早出現在2008年,大約十年前,那是第一次在動物門類中大范圍使用系統發育基因組學分析。現在我們有了更好的分析工具和數據,這項研究也對目前認可的觀點提出了嚴肅的挑戰。”

   古生物學的一個分支,主要研究生物的起源和進化的規律。從地球生命的出現到人類的出現和發展,經歷了約35億年的地史時期。生物演化史既是系統發育的歷史,又是不斷適應環境、擴大生存空間的過程。系統發育包括從無到有的起源,從少到多的分支發展和從低級到高級的階段發展。每一新類型的出現,都是一次重大的飛躍,在生物演化史上曾經有過多次重大的飛躍。

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