《当代生物学》:5亿年前的地球社交网络 同情机制可能十分古老且不为人类独有
2020-03-09 10:44:58   来源:化石网   评论:0 点击:

化石线连接着5亿年前的海洋统治者。图片来源:Alex Liu(化石网报道)据中国科学报(唐凤):地球上最早的一些动物可能是由细丝连接起来的,这是迄今为止发现的最早的生命彼此连接的证据。英国剑桥大学和牛津大


化石线连接着5亿年前的海洋“统治者”。图片来源:Alex Liu

(化石网报道)据中国科学报(唐凤):地球上最早的一些动物可能是由细丝连接起来的,这是迄今为止发现的最早的生命彼此连接的证据。
 
英国剑桥大学和牛津大学的研究人员在化石中发现了这些细丝——有些长达4米,连接着5亿年前主宰地球海洋的被称为叶状形态类生命(rangeomorphs)的有机体。
 
研究小组在加拿大纽芬兰近40个不同的化石地点发现了7种细丝网络,这些细丝网络可能用于营养、交流或繁殖。
 
而经历5亿多年的繁衍,地球上不仅出现了更复杂的生命体,也进化出了联系更紧密的生态群落。另一个研究团队发现,避免伤害同类的古老同情机制或许帮助维系了老鼠群落。
 
两篇论文均于近日发表在《当代生物学》上。
 
最古老的“霸主”
 
埃迪卡拉纪末期,大约5.71亿年前到5.41亿年前,第一批大型复杂有机体的群落开始出现:在此之前,地球上几乎所有的生命体都是微小的。
 
叶状形态类生命就是其中之一,它们的外形看起来很像蕨类植物,并开创了有性繁殖的先河。
 
同样,叶状形态类生命也是一些最成功的生命形式,它们能长到2米高,并在海底的大片区域进行“殖民”活动。但它们奇怪的解剖结构多年来一直困扰着古生物学家:这些生物似乎没有嘴巴、器官或用来移动的肢体。因此,研究人员曾猜测,它们从周围的水中吸收营养。
 
由于叶状形态类生命不能移动,因此能在它们生活的地方被保存下来,这样一来,科学家就有可能从化石记录中分析整个种群。较早的相关研究关注的正是这些生物体是如何繁殖并在其所处的时代取得如此成功的。
 
该论文的第一作者、剑桥大学地球科学系的Alex Liu说:“这些生物似乎能够很快地在海底定居,我们经常看到这些霸主占据化石床。但这在生态学上是如何发生的,一直是未解之谜——这些细丝或许可以解释它们是如何做到这一点的。”
 
5亿年前的“互联网”
 
这些化石是在纽芬兰东部发现的,那里是世界上埃迪卡拉动物化石最丰富的地方之一。
 
研究显示,大多数细丝的长度在2到40厘米之间,但也有些长达4米。然而,由于它们很薄,这些细丝只能在化石保存得特别好的地方看到,这也是它们之前没有被发现的原因之一。
 
研究人员猜测,这些细丝是作为无性繁殖的一种形式使用的,就像现在的草莓一样,但是由于网络中的有机体大小相同,细丝可能还有其他功能。
 
例如,这些细丝可能让叶状形态类生命在强大的洋流中保持稳定。另一种可能性是,它们使有机体能够共享营养,这是史前版本的“互联网”。“然而,我们所知道的是,对埃迪卡拉纪生物生活方式的重新思考也许是合理的。”Liu说。
 
“我们一直把这些生物视为个体,但现在发现,同一物种的许多个体成员可以通过这些细丝联系在一起,就像一个现实生活中的社交网络。”Liu告诉《中国科学报》,“我们现在可能需要重新评估关于这些生物如何相互作用的早期研究,特别是它们如何在海底争夺空间和资源。对我来说,最意想不到的事情是意识到这些事情是相互关联的,这真是个惊喜。”
 
“在这些古老的海底,保存下来的细节令人难以置信。就像你今天去海滩一样,你看得越多,看到的就越多。”牛津大学自然历史博物馆的合著者Frankie Dunn说。
 
不过,研究人员可能已无从得知叶状形态类生命是曾彼此争夺资源,还是互爱互助。但他们在老鼠群体中发现,厌恶伤害同类在生物进化中根深蒂固。
 
给我糖果,给你痛苦?
 
大多数人对伤害他人感到内疚,但人们很少知道是什么让人类厌恶伤害。记者从荷兰神经科学研究所获悉,该所神经科学家在另一篇论文中指出,雄性和雌性鼠都表现出对伤害的厌恶。而这种现象取决于与人类同理心相关的大脑区域。
 
人们往往认为只有人类才有道德情操,而动物是自私的。在斗争中,它们更关心自己而不是陌生人。在这项研究中,研究人员让老鼠在两种控制杆之间进行选择,其中一个控制杆能让它们得到糖果。
 
之后,科学家重新连接了传递系统,这样按下有糖果的杠杆也会向邻近老鼠传递电刺激。被电到的邻居尖叫着表示抗议。于是,老鼠会停止按下杠杆得到糖果,以避免伤害邻居。不管邻居是和它们同住一个笼子的老鼠,还是一个完全陌生的老鼠,情况都是如此。
 
“就像人类一样,老鼠也会厌恶伤害他人。”该研究的第一作者Julen Hernandez-Lallement告诉《中国科学报》。
 
为了探究老鼠和人类对伤害的厌恶是否有相似之处,研究人员又进了一步。在人类身上,功能性磁共振成像实验表明,当人们同情他人的痛苦时,大脑两个半球之间的前扣带皮层会活跃起来。研究人员发现,老鼠身上的这一区域也含有情绪镜像神经元——这种神经元将一只老鼠感受到的疼痛映射到另一只目击老鼠身上的疼痛神经元上。
 
之后,他们通过注射局部麻醉剂降低了老鼠大脑同一区域的活动,并观察到它们开始不担心伤害另一只老鼠。“人类和老鼠使用相同的大脑区域防止对他人的伤害是惊人的。这表明,阻止我们伤害同胞的道德动机在进化过程中是古老的,深深根植于我们大脑中,并与其他动物共享。”该研究负责人Valeria Gazzola说。
 
相关论文信息:
 
http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2020.01.052
http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2020.01.017

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