研究人員首次建立了所有現存馬陸的完整演化歷史。
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一項新研究首次勾勒出所有現存馬陸的演化史。馬陸是地球上最早的陸地動物之一,是陸地生態系統的開拓者(也是最早的化學武器制造者)。
當時地球一片荒蕪,沒有脊椎動物,沒有樹木,沒有葉片,沒有開花植物,也沒有結籽植物。馬陸以腐爛的苔蘚、分解的黏泥和原始污物為食。
雖然這聽起來毫無食欲,但總得有人完成這些“骯臟的工作”,為后來的生命鋪平道路。盡管作為地球上最早的動物之一,馬陸承擔著至關重要的功能,但直到現在,科學界仍未能完整追溯它們的歷史。
一項具有突破性意義的新研究發表在《當代生物學》期刊上,填補了馬陸研究領域長達百年的空白,圍繞兩個罕見的馬陸類群展開:Siphoniulida 和 Siphonocryptida。
科學家知道它們的存在,但因為沒有可用于DNA分析的標本,一直無法確定它們在馬陸家族譜系中的位置。
然而,找到它們絕非易事。一個類群終生生活在地下,另一個則只在少數已知地點幸存。
穿越2.6億年的歷史
研究人員遠赴墨西哥的洛斯圖斯特拉斯和西班牙的加那利群島,采集了 Siphoniulus neotropicus 和 Hirudicryptus canariensis 這兩種馬陸——它們的DNA此前從未被納入演化分析。
“為了找到一只僅10毫米長的成蟲,十個人花了一周多時間,”論文第一作者路易莎·“費爾南達”·瓦斯克斯-瓦爾維德在新聞稿中說。“在野外找到它們非常困難,因為我們只能看到一條小小的白色線蟲。直到放到顯微鏡下,我們才能確定它是一只馬陸。”
在對它們的DNA進行測序,比較82種馬陸的數百個基因,并將這些結果與29塊化石證據結合之后,研究人員確定了這兩個類群在馬陸演化史中的位置,以及它們譜系出現的時間。
“馬陸可能起源于近4.6億年前——比已知最古老的馬陸化石還要早大約3500萬年,也比此前認為的要早得多,”新聞稿中寫道。
結果發現,Siphonocryptida 并非一個獨立的目,而屬于一個已知的演化支系。Siphoniulida 也終于在馬陸演化時間線上找到了與它親緣關系最近的類群。
總的來說,對馬陸物種的分析表明,這些古老動物起源于4.6億年前,比已知最古老的馬陸化石早約3500萬年,這對研究人員來說是“最大的意外”——“沒想到這些譜系竟如此古老。”
這份完整的家族譜系還揭示了馬陸最重要的適應性特征之一:它們制造了最早的化學武器。也正是這些防御手段幫助科學家將其起源追溯到約2.6億年前。
盡管這項新研究為地球上最重要的動物之一帶來了新的認識,但馬陸依然隱藏著更多有待發現的秘密。
仍有更多待發現
科學家已在全球描述了超過1.4萬種馬陸,但專家認為,可能還有數萬種尚未被發現。
這些“未被歌頌的生態系統英雄”或許是大自然最重要的食碎屑動物之一——因為它們分解腐爛的植物物質,將養分歸還給生態系統——但科學家仍未完全洞悉這條譜系,它比恐龍更古老,并為脊椎動物在陸地上的生活鋪平了道路。
“它們在生態系統中具有如此重要的功能,卻鮮為人知,實在令人費解。”該研究的首席研究員、農業與生命科學學院昆蟲學系副教授保羅·馬雷克指出。
“馬陸登陸的時間比脊椎動物早8000多萬年,”馬雷克繼續說道,“它們真正為后來的陸地生命——包括人類和脊椎動物——搭建了舞臺。”
“發現的潛力巨大,”新聞稿最后總結道,“讓我不禁期待,接下來我們還會找到些什么。”
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