五億多年前的深海里,曾出現(xiàn)過一批長得像巨型蕨葉的生物。它們沒有嘴,沒有器官,甚至懶得動——就這么靜靜貼在海底,靠喝水過日子。這不是科幻小說里的外星生態(tài),而是地球上已知最古老的動物群落之一。最近,一群科學家重新解讀了它們的化石,發(fā)現(xiàn)了一件有點反常識的事:這些老前輩之所以幾千萬年沒什么變化,不是環(huán)境太苦,反而是因為過得太舒坦了。
你可能會想,進化不就是為了更好地活下去嗎?環(huán)境越安逸,不就越該百花齊放、越長越復雜?但埃迪卡拉紀的動物們給出的答案剛好相反。安逸到極致的時候,連有性繁殖都顯得多余。最近發(fā)表在《自然》子刊上的一項研究中,劍橋大學的研究人員用了一種挺有意思的方法——他們不挖新化石,而是給老化石做“行為模擬”。結果發(fā)現(xiàn),那會兒的海底世界可能根本不像今天這樣你追我趕,而是更像一個巨大的克隆工廠。
![]()
我們先來認識一下主角。這種名叫 Fractofusus 的生物,生活在約五億七千四百萬年前的埃迪卡拉紀。它們的外形讓人很難聯(lián)想到今天的任何動物——說實話,看起來更像是植物,或者某種蕨類的葉子。最大的個體可以長到兩米,但絕大多數(shù)要小得多。沒有嘴,沒有消化腔,也沒有任何可以移動的附肢,古生物學家普遍推測,它們直接通過體表從海水中吸收溶解的有機質(zhì)。用一句不太嚴謹?shù)枚脑拋硇稳菥褪牵核鼈儾恍枰燥垼菰谒锞惋柫恕?/p>
就是這么一個看起來極其被動的物種,卻統(tǒng)治了當時的淺海長達數(shù)千萬年。更關鍵的是,它們并不是孤零零地長在那里。加拿大紐芬蘭的錯誤點化石遺址保存了成片的群落,密密麻麻地印在巖石表面上,像是被人用印章蓋上去的。
有趣的地方就在這些圖案的排列方式上。研究人員發(fā)現(xiàn),個體的分布并不是隨機散落,而是呈現(xiàn)出一種很規(guī)律的“簇中簇”結構:一個大個體周圍聚集著幾個中等個頭,每個中等個頭周圍又圍著一圈小個體。
這種嵌套式的集群,和今天那些靠地下走莖來克隆自己的植物——比如草莓——幾乎一模一樣。也就是說,F(xiàn)ractofusus 大概率是靠無性繁殖擴散的。它們通過類似匍匐莖的結構,把新的克隆體直接“送”到附近的海底,一株變一叢,一叢變一片。
這么做的好處顯而易見:不用找伴侶,不用擔心受精失敗,只要海水里有足夠的養(yǎng)分,它們就可以無限地復制粘貼自己。壞處也埋在這里。克隆出來的后代基因幾乎一模一樣,整個群落就像一個巨型獨生子家庭。在環(huán)境穩(wěn)定、資源充足的時候,這種模式極度高效;可一旦海水化學成分變了,或者突然冒出來一個能吃它們的家伙,全員共享同一套基因就意味著全員共享同一個弱點。然而,在埃迪卡拉紀的漫長歲月里,那個致命的天敵似乎從未出現(xiàn)。
研究團隊里有兩位核心成員值得特別提一下,一位是劍橋大學的 Emily Mitchell 博士,另一位是她的同事 Andrea Manica 教授。她們沒有停留在肉眼觀察化石分布這一步,而是把整件事搬進了計算機里。
她們先用激光掃描和空間分析技術,精準地還原了錯誤點化石層里每一個 Fractofusus 個體的位置和尺寸。接著,她們寫了一個生態(tài)模擬程序,讓虛擬的“數(shù)字模擬體”在虛擬的海底按照不同規(guī)則繁殖和擴散——有的版本只允許無性克隆,有的版本引入了有性繁殖,有的版本限制了后代能跑多遠。這個模型被運行了成千上萬次,每一次都會生成一套虛擬的群落分布圖。
接下來就到了最關鍵的一步:如何判斷哪一種繁殖規(guī)則產(chǎn)生的結果,和真實的化石分布最接近。她們用了一個叫近似貝葉斯計算的統(tǒng)計方法,簡單說,就是讓一個簡易的神經(jīng)網(wǎng)絡去當“裁判”。它不斷對比模擬出來的圖和真實的化石空間數(shù)據(jù),篩選出那些吻合度最高的模擬場景,然后反推出這些場景背后對應的生態(tài)參數(shù)——比如一個克隆體能在多遠的距離內(nèi)擴散,相鄰個體之間是否存在對空間或食物的競爭。
反推的結果很有意思。模型顯示,只有當研究者把物種擴散能力設得很低,同時把個體間的競爭強度壓得極低的時候,模擬出來的圖案才最像化石里看到的那種“大套中、中套小”的集群。換句話說,這些動物不但不怎么到處亂跑,它們互相之間也不太打架。
這跟今天絕大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)的邏輯是反著來的。現(xiàn)代生物圈里,資源總是有限的,哪怕只是陽光和水面上的空間,植物之間都會展開激烈的爭奪。動物的競爭就更不用說了,從珊瑚礁里一寸空間的拼搶到大草原上遷徙路線的角力,競爭幾乎是驅(qū)動形態(tài)創(chuàng)新和行為復雜化的核心引擎。但埃迪卡拉紀的 Fractofusus 似乎活在一個截然不同的世界里。它們的食物——水中溶解的有機物——在當時很可能充沛到了一個現(xiàn)代人難以想象的程度,以至于旁邊再多長一個同類,并不會顯著影響自己的營養(yǎng)獲取。沒有資源焦慮,當然也就沒有內(nèi)卷的動力。身體的任何結構創(chuàng)新,比如長出一個能夠劃水的附肢,或者演化出更有效率的消化腔,都變成了一件根本用不上的事。
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.