困在琥珀中的水熊虫揭示了数百万年前的秘密

知新了了 2024-08-26 10:48:28

水熊虫是一种微小的八条腿缓步动物,被认为是地球上最顽强的生物之一,已经存在很长时间了。根据它们的分子钟,这些适应性强的生物最早出现在大约5.41亿年前的寒武纪之前,从那时起,它们就一直在这个世界上蜿蜒前行。

今天,你可以在地球上的任何地方找到水熊虫。从冰冻的苔原,到干旱的沙漠,再到海底,这种缓步动物找到了生存和繁衍的方法。但是,尽管它们如此成功,无处不在,化石记录中却只有很少的标本。

这并不奇怪。它们非常小,而且相对柔软;当它们死亡时,它们分解得很快,它们的身体不利于僵化的石化。然而,由于琥珀的魔力,一些古老的缓步动物已经保存了数百万年。

人类只发现了四个水熊虫标本,这些标本被困在粘稠的树枝树脂中,树脂硬化成琥珀,其历史可以追溯到近1.5亿年前。 这些都是非常珍贵的:它们可以为水熊虫的进化提供一些线索,也许还可以为它们绝对史诗般的生存技能提供一些线索。

然而,琥珀中的生物可能很难研究,而且很难将样本放置在水熊虫家谱中整齐的空间中。琥珀色可能是深色和多云的,而缓步动物确实很小。琥珀中的三只水熊虫已经被研究并命名,但第四只仍然难以捉摸,太小了,无法详细辨认。

哈佛大学的马克·马帕洛领导的一组动物学家已经克服了这一挑战。他们使用了一种叫做共聚焦荧光显微镜的技术,这种技术使用一个针孔来获得比使用宽视场显微镜获得的更详细的微观物体图像。

研究人员研究了嵌在同一块加拿大琥珀中的两个水熊虫标本,它们可以追溯到7200万到8300万年前的白垩纪,也就是非鸟类恐龙的最后一个时代。而且,你可以自己看到共聚焦显微镜技术的结果:他们能够获得比以前更详细的两种水熊虫的图像。

第一个水熊虫被称为“Beorn leggi”,它在几十年前的1964年被命名和描述。通过对“Beorn leggi”进行更深入的成像,研究人员能够识别出以前研究无法识别的物理特征,包括它的小爪子的形状,以及它皱褶的小身体上没有突起。

而且,我们第一次详细地看到了琥珀中的第二种水熊虫,它曾经被认为太小,保存得太差,无法看到太多细节。这个小小的斑点现在被赋予了一个正式的名字,即“Aerobius dactylus”,并在庞大而复杂的家谱中有了自己的分支。

与“Beorn leggi”一样,“Aerobius dactylus”呈桶形,没有突起,八条腿的末端有独特的爪子。这两个物种的爪子彼此相似,也与一个叫做“Hypsibiidea”的水熊虫超家族的爪子相似。在这三种动物中,朝向身体弯曲的爪子比远离身体弯曲的爪短,这表明这两个物种都属于这个群体。

“Beorn leggi”和“Aerobius dactylus”早就灭绝了,但其他的拟生物科物种今天还活着。“Beorn leggi”和“Aerobius dactylus”终于和它们的水熊虫团聚了。

然而,有趣的是,“Aerobius dactylus”的爪子在最后一对腿上明显更长。这对爪子类似于一种名为“Isohypsibirs”的缓步动物属。在今天活着的其他缓步动物物种中也观察到了这种奇怪的特征,这表明第四对缓步动物腿的进化历史可能与同一缓步动物的其他三对腿不同。

分析还使研究人员得出了一些关于缓步动物进化史的结论。有两个主要的谱系:异缓步动物,通常生活在海洋中,以及大部分淡水半缓步动物。

虽然“Beorn leggi”和“Aerobius dactylus”都是半步动物,但它们的年龄表明,这两个谱系在大约5亿年前分化,比科学家们认为的要晚一点。

而且,通过将这两种化石与现代缓步动物进行比较,研究人员能够计算出缓步动物超能力出现的时间:隐生,即几乎完全干燥并无限期进入假死状态的能力。这种能力最晚出现在1.8亿年前,可能可以追溯到4.2亿年前。

这个时间框架涵盖了地球上几次大灭绝,并可能为这些非凡动物的惊人寿命提供线索。

研究人员写道:“这些缓步动物在这个时候获得的隐生物能力,可能是帮助它们避免灭绝的因素之一。” 他们的研究结果已发表在《通讯生物学》上。

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