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生物标志物帮助解开了5亿年前的宏观生物的神秘面纱

2019-04-30 09:00:23 • 来源：

研究人员对Beltanelliformis属分解后剩余的生物标志物进行了化学分析。这些生物在Ediacaran时期(大约575-5.41亿年前)居住在地球上，他们在进化树上的位置是未知的。数据显示，Beltanelliformis是蓝细菌的集落。这项工作的成果发表在Nature Ecology&Evolution。

生物标志物帮助解开了5亿年前的宏观生物的神秘面纱

“由于白海的Vendian矿床中Beltanelliformis有机质的独特保存，这些生物的印象是研究生物标记物的理想对象。研究了有机分子的残留物后，我们认为Beltanelliformis是底栖的殖民地蓝藻。新方法可以揭示神秘的埃迪卡拉宏观生物的性质和地球上生命的早期革命，“罗蒙诺索夫莫斯科国立大学石油和天然气沉积学和海洋地质系研究生安娜克拉斯诺娃说。

数十亿年来海洋中充满了微生物，但在5.41亿年前，寒武纪的爆炸改变了一切。海洋被动物接管，变得与我们今天看到的相当。然而，这并不像听起来那么突然。数百万年来，生命正在试验宏观生物，其初步结果被称为埃迪卡拉生物群。

埃迪卡拉生物群是化石记录中第一批大型和解剖学上复杂的软体生物群，也是历史上最大的古生物学之一。他们看起来像来自另一个星球的外星人，因此他们的系统发育位置(即生物分类学中的位置)仍然不清楚，即使在域级别。在某些情况下，甚至无法判断某些印象是属于细菌，巨型原生动物还是动物。Beltanelliformis天才的代表就是这种情况，它形成了直径约1厘米的圆形印记。

“我们选择了Beltanelliformis，因为它们是最容易学习的Ediacarans。与Ediacara生物群的其他成员不同，它们可以非常丰富，在一个表面上有数千个印象，”地质学院毕业生Ilya Bobrovskiy解释道，密歇根州立大学和博士澳大利亚国立大学(堪培拉)的学生。

Beltanelliformis的天才结合了两种形式，它们的埋葬不同。Nemiana存在于沙透镜的基部，而Beltanelloides被埋在粘土或碳酸盐层中。化石看起来像圆形印象，同心皱纹有时被薄薄的有机薄膜覆盖。这些薄膜是这些有机体曾经由其组成的材料的遗骸。一些科学家认为，Beltanelliformis的皱纹反映出这些生物有肌肉，因此认为它们是多细胞海洋动物刺胞动物，假设它们是水母和息肉的亲戚。其他人认为Beltanelliformis是海绵，殖民地细菌，真菌，地衣，浮游生物和底栖藻类。

科学家研究了在阿尔汉格尔斯克地区Lyamtsa村附近采集的Beltanelliformis样本。为了解这些生物是什么，研究人员提出了一种研究Ediacaran印象的全新方法：他们研究了从有机残骸中提取的生物标志物。生物标志物是生物分子的骨架，可以弄清楚5亿年前有机体的化合物是什么。保留的分子附着在覆盖印模表面的有机薄膜上。科学家们知道光合藻类，细菌，真菌或动物分解后会留下什么化合物。通过藿烷 - 多环化合物释放细菌，所述藿烷 - 多环化合物形成类胡萝卜素的结构骨架，其存在于细菌细胞膜内。

Beltanelliformis的有机薄膜结果含有大量的藿烷。与此同时，科学家们发现了具有简单键的长链奇数正烷烃 - 线性烃。它们是高等植物和现代淡水和陆地蓝细菌的特征，并且在生物体表面形成薄蜡层中起重要作用，保护它们免于干燥。藿烷和长链奇数正构烷烃在覆盖化石的有机薄膜中的组合使得作者得出结论：Beltanelliformis是底栖殖民蓝藻。

“我们设法开发了一种研究Ediacaran生物群的全新方法，该方法不是基于形态学的解释，即生物体的外观。使用这种方法，我们发现Beltanelliformis是殖民地蓝藻的遗骸。解开自然Ediacara生物群是了解我们周围世界是如何成为今天的重要一步，“Ilya Bobrovskiy总结道。

长链正构烷烃的外膜保护生物体免于干燥。科学家们认为，来自Ediacaran矿床的Beltanelliformis和大型藻类的菌落能够在短时间内在陆地暴露下存活，因此不仅可以栖息在海洋中，还可以栖息在淡水和潮间带环境中。据研究人员称，对其他埃迪卡拉宏观生物的生物标志物的研究可能是揭开埃迪卡拉生物群神秘面貌的关键。

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