科普文章
  • 最新研究认为最早的生命形成处方中应该还包括一种关键因素——增稠剂
          美国乔治亚理工学院研究人员克里斯汀-何(右)与玛萨-格罗夫教授。  ?  图a显示,在只有水的环境中,复制过程无法继续。图a显示,粘性的增稠剂可以让基因链与可能的复制版本部件进行配对。  (化石网报道)据新浪科技(彬彬):根据“宇宙原始汤理论”,生命起源于海洋或水塘。该理论认为,生命是多种因素综合的产物,比如降雨、混合的分子、阳光的温暖以及夜间的凉爽等。近日,美国乔治亚理工学院科学家发表最新研究成果认为,生命形成的处方中应该还包括一种关键因素--增稠剂。生命的形成必须要依赖这种所谓的增稠剂,增稠剂有助于类似基因链的事物首次在海洋或水塘中完成自我复制。  一般认为,最早期的生命形式都是建立在核糖核酸之上。该理论认为,在漫长的进化过程中,这种自我复制的核糖核酸链当增长到足够长并可能形成基因的时候,这就标志着生命可能会出现。这些长长的核苷酸链可能会与水塘中较短的核苷酸链相混合,在阳光热量的作用下,较长的核苷酸链会从螺旋结构中断开并与较短的核苷酸链进行组合配对,最终形成自身的复制版本。但是,在单纯的水环境中,当温度降下来时,较长的核苷酸链会快速归位到自己的螺旋结构上,因此几乎没有时间来完成组合配对程序。这就是所谓的“链抑制”。  美国乔治亚理工学院科学家克里斯汀-何和艾塞克-加莱戈等人希望能够解开一个谜团,即在酶出现之前,现代基因编码的早期形式是如何实现首次复制的。研究人员并没有将实验环境选择在水中。他们向包含有真正基因链的“汤”中加入一种粘性溶剂--增稠剂,从而减慢长链的运动速度。克里斯汀-何解释说,“这样看起来更像是生命起源的化学成份,因为在生命起源之前,地球上可能有许多粘稠的水塘。在这样的溶液中,运动较快的短链就有机会跳到长链上,并组合形成长链的复制品。”  在实验中,研究人员的思路不仅仅证明可行,而且取得了令人振奋的成果。脱氧核糖核酸链和核糖核酸链合拢到一起,形成了发夹形状,从而有助于核糖核酸和脱氧核糖核酸完成配对过程。此外,这种形状也允许更多可能的功能性活动,比如核酶的作用。克里斯汀-何解释说,“如果核酶能够在同样的过程中促进基因编码复制,也有可能加速最早生命的形成。”  为了证明粘性增稠剂在原始汤中起到的重要作用,研究人员采用了一种自然形成的基因,而不是选择某种特别编辑的基因序列,在实验室中尽可能地还原数十亿年前的地球环境。克里斯汀-何介绍说,“考虑到原始汤可能是很浑浊的,其中可能有许多杂物,因此我们最初就采用了更加不纯净的核苷酸,但结果证明它仍然有效。也许在数十亿年前,在某种粘稠的水塘中也曾发生过同样的反应。”实验中使用的溶剂是“glycholine”。在生命出现之前,地球上也许并不存在这种物质,但是数十亿年之前可能存在其它粘性溶剂。  科学家们的研究成果发表于《自然化学》期刊之上。
    2016-10-26
  • 44.5亿年前与另一颗星球的大型碰撞形成地球贵重金属
    ?44.5亿年前与另一颗星球的大型碰撞形成地球贵重金属(化石网报道)据腾讯太空(悠悠/编译):英国每日邮报报道,长期以来,科学家猜测地球的贵重金属(黄金和铂等)形成于数次小型陨星碰撞过程,但目前最新研究挑战这一理论,认为44.5亿年前地球与另一颗星球的一次大型碰撞事件形成了地球贵重金属。这项最新研究表明,地球进化历史上的暴力碰撞事件远低于之前预期。日本东京工业大学研究人员负责这项研究,他们建立一个计算机模型,跟踪分析地球诞生3亿年之后的发展历程。这是科学家跟踪分析地球进化历程跨度时间最长的一次,结果显示一次大型碰撞事件形成了地球贵重金属,而不是之前认为的长期经历多次小型陨星碰撞。接近地球表面区域存在较高含量的贵重金属物质,这令科学家非常惊奇,他们通常认为地球贵重金属沉积在地球内核周围。此前地球贵重金属的形成是由“后增薄层”理论进行解释,该理论认为外来物质碰撞地球,在这一过程中贵重金属沉积在地球表面附近。在谈及“后增薄层”理论时,伦敦帝国理工学院地质学家马提亚-威尔伯德(Matthias Willbold)指出,该理论是地球内核形成之后,陨星雨碰撞地球才形成大量贵重金属。这些陨星包含黄金,将地幔和大陆地壳填充了大量黄金。目前,科学家最新计算机模拟分析了地球、月球和火星的“金属浓度”,认为仅是一次大型碰撞事件就能形成地球所有的贵重金属。他们认为,44.5亿年前地球与另一颗星球碰撞形成月球的过程中,对地球带来了大量的贵重金属。这与之前的“后增薄层”理论观点不一致。同时,他们研究结果还显示太阳系内部很少漂浮其它残骸和物质,这表明早期地球可能比之前预想的更加温和平静。研究人员希望这项研究结果用于未来模拟早期太阳系。
    2016-10-13
  • 印度琥珀中发现5400万年前蠓虫化石
    ?(化石网报道)据腾讯科学(悠悠/编译):科学新闻网站报道,目前,一支国际古生物学研究小组表示,印度境内发现的一枚琥珀中保存着5400万年前蠓虫化石。研究负责人、德国波恩大学科学家弗朗科-斯特比恩(Frauke Stebner)推断称,这是一只雌性蠓虫,体长大约0.9毫米。这种远古生物学名是Camptopterohelea odora,在翅膀前部边缘长着独特的结构。科学家指出,这种远古蠓虫的翅膀上具有复杂的袋状结构,类似于某些飞蛾的皱褶翅膀,或者是少数蝴蝶和飞蛾的嗅觉器官。它们模拟的“袋状结构”通常是雌性蠓虫以一种独特方式收集存储和喷射散播信息素,从而起到吸引性伴侣的作用。然而,现今的蠓虫翅膀上并没有这种特殊结构。斯特比恩说:“该结构像从翅膀上延伸出来的一个泡沫,一些蝴蝶物种的翅膀上也长有这种结构,其作用是喷射信息素至空中,起到吸引交配对象的作用。”翅膀边缘的袋状结构能够尽可能广泛地扩散信息物质至周围空气中,微小毛发通过扰动,确保信息物质有效地在空中传播扩散。德国波恩大学资深研究员詹斯-鲁斯特(Jes Rust)教授说:“显而易见这种远古蠓虫的信息素扩散方式远比现今蠓虫更加复杂,5400万年前现今印度境内的原始森林环境状况需要这种适宜性特征。”目前,这项最新研究报告发表在的近期出版的《科学报告》杂志上。
    2016-10-13
  • 2亿年前变色龙一样的爬行动物“镰龙”有难以置信的独特前肢






    2亿年前变色龙一样的爬行动物“镰龙”有难以置信的独特前肢(化石网配图)(化石网报道)据中国科学报(张章):一只生活在约2亿年前的像变色龙一样的爬行动物,有难以置信的独特前肢,而这些前肢似乎主要用来进行挖掘。研究人员日前将相关论文发表于《当代生物学》期刊。化石显示,该动物的前肢有一个巨大的弯钩状爪子。美国石溪大学的Adam Pritchard指出,这种爬行动物属于镰龙属,显示出四足动物的进化过程。四足动物的前肢具有多样功能。不同的物种也进化出不同类型的前肢,例如用于行走、挖掘、抓握和飞行等。即便如此,Pritchard和同事指出,在该物种长达3.75亿年的历史中,其前肢的骨骼结构关联几乎没有改变。之前研究其他镰龙化石的团队也意识到该物种有奇特的前肢,但由于化石被压碎,因此很难证实该结论。在新研究中,Pritchard团队检查了十几片镰龙前肢化石。他们重构了这些骨骼的三维模型,并附上肌肉。他们还推测了这种动物前肢的运动模式。研究人员报告称,镰龙有非常大的肌肉面,能弯曲和延展爪子及掌部。而前肢骨骼也显示出具有向前后牵引的巨大能力。新发现证实了之前认为的镰龙前肢与现代食蚁兽相似的推断。另外,尽管镰龙前肢十分奇特,但研究人员表示可能已经找到其进化的线索。该物种的近亲巨爪蜥就具有不对称的尺骨和略细长的腕骨。换句话说,镰龙前肢的变化是为爪子的变化做准备的。
    2016-10-13
  • 最新研究表明2.52亿年前物种大灭绝事件实际仅导致81%海洋生物灭绝
    ?最新研究表明2.52亿年前物种大灭绝事件实际仅导致81%海洋生物灭绝(化石网报道)据腾讯科学(悠悠/编译):英国每日邮报报道,2.52亿年前的物种大灭绝事件被称为地球历史上最严重的物种大灭绝,当时地球上差不多所有物种都灭绝消失,但是最新一项研究表明,“大灭绝事件”并非之前预想的那么糟糕,之前研究认为该灭绝事件导致96%海洋生物消失,然而最新研究显示实际仅有81%海洋生物消失,暗示着此次灭绝事件并未导致绝大多数生物消失。这项最新研究报告发表在近期出版的《美国国家科学院院刊》上,美国夏威夷大学古生物学家、进化生物学家史蒂芬-斯坦利(Steven Stanley)对已知重大灭绝事件中消失的物种进行了分析,他们发现灭绝事件间隔时间越长,将出现更多的“背景灭绝(background extinction)”。大灭绝事件消失的生物通常是由于遭遇不可战胜的危机,例如:新的掠食者或者环境变化。二叠纪-三叠纪物种灭绝事件也叫做“大灭绝事件”,持续了大约6万年,之前科学家认为该时期导致96%海洋生物灭绝,70%陆地生物灭绝。许多人认为此次物种大灭绝事件是超级火山活动或者多次大型小行星碰撞地球导致的,这使地球变得更温暖,海洋酸化日益严重。但是最新一项研究表明,即使大灭绝事件未发生,其中一些生物也会自然消亡。为了验证这一观点,专家对2.52亿年前的大灭绝事件进行了关联分析,减去被认为属于背景灭绝的生物。基于这项计算,研究人员指出,220种海洋生物很可能在二叠纪-三叠纪灭绝事件中幸存下来,81%的海洋生物灭绝,这比之前预计的96%海洋生物灭绝消失相差很大。斯坦利说:“之前对该物种灭绝事件的误差评估是由于背景灭绝生物的计算失误,之所以评估生物灭绝率较高,主要是基于此次灭绝事件对所有分类生物群的等概率错误假设。”
    2016-10-13
  • 5600万年前大型陨星碰撞地球促使最早的灵长类动物进化形成




    5600万年前大型陨星碰撞地球促使最早的灵长类动物进化形成(化石网配图)(化石网报道)据腾讯太空(悠悠/编译):英国每日邮报报道,5600万年前出现地球历史上最极端的全球转暖时期,产生的突然气候变化促使地球上出现最早的灵长目动物。目前,最新证据表明,一颗较大陨石或者彗星碰撞地球引发此次全球性突然升温,并在地球上形成大面积野火。地质学家指出,现已发现北美洲境内出现5600万年前碰撞残骸,存在较重的木炭沉积物,伴随着森林大火,大量炭物质向外释放。研究人员评估称,此次森林大火导致侵蚀性增大,大量沉积物质冲刷至海洋,这很可能导致一场物种大灭绝事件,使生活在海底的40-60%深海生物灭绝消失,但同时促进海平面浮游生物的生长。这一时期哺乳动物快速发展,首次出现在欧洲和北美洲境内,科学家认为,包括马和人类进化树分支的灵长目动物的许多新哺乳类生物出现在这一时期。这项最新研究表明,6600万年前恐龙灭绝事件之后几百万年出现的一次陨星碰撞促使人类最早祖先的出现,意味着人类的进化出现不仅与一次陨星碰撞有关,而是两次陨星碰撞。研究负责人、美国伦斯勒理工学院地质学家摩根-沙勒(Morgan Schaller)博士指出,这一时期的变化是非常显著的,从古新世末期至始新世早期,全球表面气温升高了6摄氏度。之前有多种理论解释这一重大气候变化,其中包括:大型火山喷发、泥煤燃烧或者海洋沉积层释放甲烷气体等。但是摩根-沙勒博士和同事的最新研究表明,一颗大型陨星或者彗星碰撞,导致该时期全球气温显著升高。他们在美国东海岸大西洋边缘沉积层中发现二氧化硅构成的透明球体,同时,这种球体包含着仅形成于极端高温条件的石英碎片,以及在极端震动下形成的晶体结构。沙勒博士指出,这表明一次大型陨星碰撞事件发生在古新世末期至始新世早期的热量最大期,由此开始对地球生物进化产生了深远影响。当时,大量碳物质进入地球大气层,引发长时期的全球变暖,使地球上的冰层完全消融。大量碳物质显著改变了海洋碳同位素的平衡性,迄今地质学家仍能在沉积岩中发现相应的迹象。然而,科学家目前并不清楚碰撞陨星或者彗星的大小,以及具体的碰撞地点。沙勒博士和同事进行的另一项研究表明,木炭层之上也包含着这种透明球体。他们推测,很可能陨星碰撞地球引发全球性火灾,导致大量植物被烧焦。大火之后将改变土壤渗透性,显著增大径流量和侵蚀性,导致大量土壤损失。在洪流冲刷过程中,已燃陆地植物物质和被侵蚀的森林土壤将逐渐转移至海洋架。
    2016-10-13
  • 加拿大乔金斯化石断崖发现3亿年前远古多足虫新物种化石
      (化石网报道)据腾讯科学(悠悠/编译):美国国家地理频道杂志报道,目前,科学家在加拿大悬崖发现0.3米长的远古新物种多足虫化石,其历史可追溯至3亿年前。
      这项发现是2015年科学家在乔金斯化石断崖偶然发现的,该断崖在芬迪湾延伸数公里,目前该化石样本在美国和加拿大的实验室进行分析。据悉,乔金斯化石断崖被列为联合国教科文组织世界文化遗产,自19世纪以来,该区域获得了许多发现,其中包括2.1米长的多足虫物种化石。
      克利夫兰国家历史博物馆古生物学家乔-汉尼拔(Joe Hannibal)称,最新发现的新物种体形并不大,大概0.3米长。这种多足远古生物很可能是素食动物,它们在远古森林中爬行,同时,这些化石部分保存在树干化石岩中。
      最新发现的远古多足虫物种的历史可追溯至3亿年前,因此它们生活在上石炭纪或者宾夕法尼亚纪时期,这一时期经常被称为“煤炭时期”,因为世界上煤炭资源源自该时期的有机沉积物。
      事实上,过去人们曾在乔金斯化石断崖开采煤炭,矿工爆破砂岩和页岩层时发现一些远古生物化石,这些化石包括其它多足虫物种。汉尼拔指出,最新发现的多足虫化石很可能是一至三种不同物种,它们可能属于archipolypods。之前科学家在美国伊利诺斯州、捷克共和国和英国境内相继发现archipolypods远古生物化石。
      虽然这种生物的多数腿都保存完好,但是它身体顶端腿部外形已被破坏。汉尼拔说:“因此我们并不知道它身体顶端腿部结构,很可能带有体刺,像其它近亲物种一样。”
      目前新的疑问是这种远古多足虫新物种与其它多足虫的亲缘关系。《美国国家地理频道》杂志探险家奥尔顿-杜利(Alton C. Dooley)从年多年远古生物研究工作,他是加州西部科学研究中心负责人,他指出,远古多足虫新物种化石是一项令人兴奋的发现,意味着当前仍有大量的相对大型远古生物化石有待发现。
    2016-10-04
  • 蒙古-日本联合考察队在蒙古国戈壁沙漠挖掘出106厘米长恐龙足迹化石
       
      蒙古-日本联合考察队在蒙古国戈壁沙漠挖掘出106厘米长恐龙足迹化石
      (化石网报道)据腾讯科学(悠悠/编译):英国每日邮报报道,目前,考古学家在蒙古戈壁上挖掘发现一个巨大的恐龙足印化石,其大小接近于人体,该发现提供了庞大体形恐龙数千万年前在地球上存活的最新线索。
      一支蒙古-日本联合考古小组发现了这个恐龙足印化石,它长度为106厘米,宽度为77厘米。这是蒙古戈壁沙漠地区发现的远古生物巨大足印化石之一,这块化石是今年8月份发现的,位于7000万-9000万年前地质层之间。
      这个恐龙足印化石是自然铸形而成,伴随着沙子流入恐龙足迹凹陷处,逐渐形成一个清晰的足印。研究人员指出,这个恐龙足印应当是一只庞大的雷龙留下的,它长着较长的脖颈,体长达到30米,身高达到20米。
      日本冈山大学研究人员指出,这是一项非常罕见的发现,保存完好的一个恐龙足印超过一米长,并且留下了爪子的痕迹。据悉,这项考古研究是日本冈山大学和蒙古科学院合作的。
      雷龙是一种食草素食恐龙,生活在6700万年前,不包括脖颈和头部,身体可生长至4.57米高。科学家指出,刚出生的雷龙非常小,与人类婴儿差不多大小,大约2.7-3.6公斤,但是几个星期之后,其体长至少达到金毛猎犬,体重32公斤,当它们生长至20岁时,身体将超过一辆学校巴士。
      相关报道:日本和蒙古团队挖出全球最大的恐龙足迹 
      (化石网报道)据中新网:日媒报道,日本冈山理科大学于本月29日宣布,在位于蒙古国的戈壁沙漠东南部挖掘出长106厘米的恐龙足迹化石。
      据报道,全球范围内超过100厘米的足迹化石也较为稀少。此次挖掘出的化石保存状态良好,甚至还残存有爪部痕迹。挖掘团队认为,这是一次了解巨大恐龙生存状态的重大发现。
      据悉,该化石是由日本冈山理科大学与蒙古国科学院古生物学地质学研究所组成的联合调查队于今年8月21日挖掘而出。
      日本方面的领队、冈山理科大学教授石垣忍介绍称,在白垩纪后期、约7000万至9000万年前的地层中发现到化石。他判断这是以植物作为主食的大型恐龙(蜥脚类)左后脚的足迹。
      石垣教授表示:“尚未在蒙古国境内发现过残存有如此巨大足迹的大型恐龙全身骨骼。期待今后发现骨骼化石。”
      相关报道:蒙古戈壁发现106公分恐龙足迹化石 爪部清晰 
      (化石网报道)据中时电子报(谢雅柔):日本冈山理科大学( the Okayama University of Science )考古团队日前在蒙古戈壁沙漠发现106公分的恐龙足迹化石,年代至少可追溯至7000万年前。
      据报导,这次发现的恐龙足迹化石约长106公分,宽77公分,其保存状态良好,残存的爪部痕迹仍清晰可见。 「此为了解巨大恐龙生存状态的重大发现。」
      日本冈山理科大学石垣忍(Shinobu Ishigaki)教授表示,化石在白垩纪后期,约7000万至9000万年前的地质层中发现,判断是长颈草食泰坦巨龙的左后足。石垣忍指出,在蒙古国境内还未发现这么巨大的大型恐龙的骨骼。 「本次发现相当具价值,有助了解这种恐龙的行走方式及当时生活状况。」
    2016-10-04
  • 格陵兰岛发现5.2亿年前长着12条腿的海洋生物化石“Pambdelurion”
      
      格陵兰岛发现5.2亿年前长着12条腿的海洋生物化石“Pambdelurion”
      (化石网报道)据腾讯科学(悠悠/编译):英国每日邮报报道,目前,科学家在格陵兰岛北部发现一种远古生物化石,它的嘴部长着多排锋利牙齿,颇似科幻电影《星球大战》中的神秘生称沙拉克虫。
      这种远古生物生活在5.2亿年前的海洋环境,古生物学家称,体长1米的蠕虫状远古生物被命名为“Pambdelurion”,它长着12条腿和可怕的嘴部,令人联想到科幻电影中的怪兽生物,它将有助于揭晓远古生物嘴部如何最早实现进化的。
      类似的嘴部结构也存在于现代物种,例如:阴茎虫。多年以来,科学家对于这种复杂嘴部结构的进化起源观点不一。一些专家认为,该嘴部结构最初起源于奇虾,这是寒武纪时期最大的海洋掠食者,而其他专家表示,可能是由肢吻动物分支进化而成,肢吻动物是一种海洋蠕虫,在寒武纪时期出现进化分支。
      目前,英国布里斯托尔大学和国家历史博物馆的科学家掌握到确凿证据,表明地球早期生物复杂嘴部结构进化源自Pambdelurion。研究负责人雅各布-温瑟尔(Jakob Vinther)博士说:“Pambdelurion的嘴部结构颇似科幻电影《星球大战》中的怪异生物沙拉克虫。”
      据悉,研究人员在格陵兰岛北部发现Pambdelurion化石标本,这种远古灭绝生物与现代蜘蛛是近亲物种,它们生活在5.2亿年前的海洋环境。研究人员认为,它们的体长至少可达到1米。
      分子证据证实节肢动物是蛔虫、铁线虫、泥龙虫和阴茎虫的近亲物种,它们都长着类似的嘴部结构。该研究报告合著作者格雷格-埃奇库姆(Greg Edgecombe)说:“我们在这种节肢动物祖先生物化石标本上发现它的嘴部结构类似于阴茎虫,具有环状牙齿和吸盘,我们认为它是现代节肢动物的最后共同祖先。看到这种神秘远古生物化石,我仿佛时间穿越至寒武纪时期,在神秘的远古海洋世界,丑陋的Pambdelurion会潜伏在海底,伺机向猎物发动攻击。”
    2016-10-04
  • 鱼类化石挑战进化学“都市传奇”
      (化石网报道)据科学网(宗华):想象一下半吨重的金枪鱼被摆在码头上,旁边是海马、鲦鱼和海鳝。这只是在一种被称为真骨鱼的鱼类中发现的令人叹为观止的多样性一瞥。目前,真骨鱼类拥有3万个物种,比所有现存的哺乳动物、鸟类、爬行动物和两栖动物的种类还要多。过去十几年里,很多研究人员推断,之所以真骨鱼类进化出各种令人眼花缭乱的体型,是因为它们的直接祖先以某种方法重复了整个基因组,从而使整组基因得以随心所欲地承担其他功能。
      如今,对鱼类化石记录进行的分析挑战了这一观点。尽管在约1.6亿年前重复了基因组,但真骨鱼类在最初的1.5亿年里坚守了一些传统体型。与此同时,一个从未经历过基因组加倍的相关种群——全骨鱼类进化出多样性惊人的身体构造。
      美国印第安那大学进化生物学家Michael Lynch介绍说,基因重复和多样性之间的关联似乎是如此的直观,以至于它“几乎成为一种‘都市传奇’”。典型案例是拥有惊人多样性的真骨鱼类和目前仅拥有8个物种、两种体型的全骨鱼类之间的对比。开花植物也充满了此类重复,并且是植物中的多样性之王。在这两个案例中,进化生物学家均假定,一些DNA复制“怪癖”令基因组加倍。随后,在先已存在的基因维持物种存活的同时,额外的基因拷贝会进化出新功能,并因此加速了进化改变。
      目前是宾夕法尼亚大学古生物学家的John Clarke决定通过比较化石记录中真骨鱼类和全骨鱼类的多样性,测试这一“传说”。他探访了全球15座博物馆,测量了来自2.5亿~1亿年前的样本并拍下它们的照片。随后,Clarke比较了它们的多样化速度,并且作出“真骨鱼类并非总是如此特别”的论断。正如他和同事在美国《国家科学院院刊》网络版上所报告的,真骨鱼类在最初的1.5亿年里拥有缓慢的开始。与此同时,全骨鱼类进化出各种形状和大小,其中大多数自此以后走向灭绝。加州大学洛杉矶分校进化鱼类学家Michael Alfaro表示,不具备重复基因组的鱼类在多样化方面也做得很好,多样化速度和真骨鱼类相当,甚至要更快一些。
    2016-10-04