“雪球地球”之後掠食性浮游生物如何創造現代生態系統
根據目前的假設，大約在6.35億到7.2億年前，在地球上最嚴重的冰川時期，地球幾乎被冰覆蓋了兩倍。生命是如何在這些持續約5000萬年的“雪球地球”冰期中生存下來的，這個問題幾十年來一直困擾著科學家。由馬普學會的荷蘭和德國研究人員領導的一個國際研究小組，現在發現了“雪球”之後生命的第一個細節，新發現的古老分子埋藏在古老的岩石中。
所有高等動物，包括我們人類，都會產生膽固醇。這些脂肪分子作為生物體最古老的(化學)殘餘物，可以在岩石中存活數百萬年，現在告訴我們，很久以前，哪種類型的生命在以前的海洋中繁衍生息。”但是，研究人員最近在巴西岩石中發現的脂肪化石，並不是他們所懷疑的。“絕對不是，”來自MPI的生物地球化學小組組長克里斯蒂安·赫爾曼說。“我們完全困惑了，因為這些分子看起來和我們以前見過的完全不同!”
研究小組利用複雜的分離技術，成功地淨化了這種神秘分子的極少量，並通過核磁共振識別出了它的結構。“這本身就是非常了不起的，”哥廷根大學生物物理化學和地球科學中心MPI的Klaus Wolkenstein說。“從未有人用這麼少的舊分子闡明過一個結構。”該結構經化學鑑定為25,28-bisnorgammacerane，如van Maldegem所言，縮寫為BNG。
然而，這個化合物的起源仍然是個謎。van Maldegem說:“我們當然在尋找是否可以在其他地方找到它。”他隨後研究了數百個古代岩石樣本，取得了相當驚人的成功。“特別是大峽谷的岩石真的讓我大開眼界，”赫爾曼說。儘管現在大部分岩石都熱得令人汗流浹背，但大約7億年前，這些岩石也被埋在數公里的冰川下面。對大峽谷岩石中分子的詳細分析——包括假定的BNG前體、類固醇的分佈和穩定的碳同位素模式——使作者得出結論，新的BNG分子很可能來自異營養的浮游生物，即依賴消耗其他有機體獲取能量的海洋微生物。van Maldegem說:“不像綠藻進行光合作用，因此屬於自養生物，這些異養微生物是真正的捕食者，它們通過捕獵和吞食其他藻類和細菌來獲取能量。”
儘管捕食在現代海洋的浮游生物中很常見，但在6.35億年前，也就是雪球地球冰川期之後，這一發現是如此引人注目，這對科學界來說意義重大。“與神秘的BNG分子的出現平行，我們觀察到從一個海洋幾乎只包含細菌的世界，到一個包含更多藻類的更現代的地球系統的轉變。我們認為大規模的捕食有助於清除細菌為主的海洋，為藻類騰出空間，”van Maldegem說。由此產生的更復雜的進食網絡為更大、更復雜的生命形式的進化提供了飲食需求——包括所有動物，最終還有我們人類，都是從哪個血統進化而來的。大規模的捕食可能在地球及其生態系統向目前狀態的轉變中發揮了關鍵作用。
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