早期生命体为何长得大?传宗接代是首要原因

▲位于纽芬兰东南部的化石

6月25日,《自然?生态与进化》杂志发表论文提出:地球早期的一些复杂生命体(也许是一些最早出现的动物)长得很大是为了尽可能远地传播后代,而不是为了获得食物。这项由英国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命体是那些可以将后代“扔”得最远,从而在周围开辟“殖民地”的生物。

埃迪卡拉纪之前(约6.35亿到5.41亿年前)的生物的形态都很小。但到了埃迪卡拉纪时,大型、复杂的生物首次出现,其中一些,例如被称为叶状形态类(rangeomorphs)的生物,长到了2米。尽管看起来很像蕨类植物,但它们可能是地球上最早出现的动物之一。埃迪卡拉纪生物似乎没有嘴巴、器官或不能移动,科学家据此认为它们从周围的水中吸收营养。长得更高后,埃迪卡拉纪生物的体态变得多种多样,其中一些发育出了类似茎的结构来支撑自身高度。

现代环境中,例如森林,生物为了各种资源(例如光)而激烈竞争,那些更高的树和其它植物明显要比它们低矮的邻居更具优势。“我们想知道在埃迪卡拉纪生物中是否存在与之相似的多样性。”论文的第一作者、剑桥大学地球科学部的Emily Mitchell博士说,“地球上的生物是因为资源竞争而变大的吗?”

Mitchell 和她的合著者、来自加拿大纽芬兰纪念大学的Charlotte Kenchington博士,对来自纽芬兰东南部(世界上埃迪卡拉化石最丰富的遗址之一)的化石标本进行了研究。

早期的研究猜测,对不同深度水中营养物质的竞争促进了生物体型变大。然而,目前的研究表明,埃迪卡拉纪的海洋更像“自助餐”。“这一时期的海洋富含营养,因此生物对资源的竞争并不激烈,而且捕食者尚未出现。”Mitchell说,“所以肯定有其它原因导致埃迪卡拉纪的生物长得这么大。”

因为埃迪卡拉纪生物不能移动且保留在原地,科学家因此能够通过化石记录分析其整个种群。通过空间分析技术,Mitchell 和 Kenchington发现它们的高度和食物竞争之间没有联系。不同类型的生物体没有为了避免争夺资源而占据水体中的不同位置,即没有分层。“如果它们为了食物而竞争,我们会发现有‘茎’的生物会高度分层。但我们的发现正相反,那些没‘茎’的生物实际上分层更多,所以‘茎’也许具有其它的功能。”Kenchington说。

据研究者表示,‘茎’的一种可能功能是使生物更好地散布后代(叶状形态类产生并散布繁殖体)。那些最高的生物周围围绕着大簇的后代,表明高度的优势不是为了更多食物,而是为了获得更好的机会来开拓领地。

“虽然较高的生物体可能是在快速流动的水中,但这些群落中缺乏铁元素的情况表明,它们的身高并没有带来营养吸收方面的明显优势。与此相反,繁殖似乎是地球上早期生物变大的主要原因。”Mitchell说。

编译:Sky 审稿:三水

责编:南熙