对于生物学家而言,在琥珀中总能收获意外之喜,原因是因为琥珀是由树脂滴落而形成的,而琥珀在滴落的过程中,有可能会包裹一些小型昆虫。对于这些昆虫而言,树脂滴落的时间是无法控制的,所以琥珀中会将昆虫的生活瞬间定格。而我们通过这些包含昆虫的琥珀,可以直观地了解它们曾经生活的瞬间。
前段时间,南京地质古生物研究所展示了一枚包含完整的介形虫的琥珀,其实在以往也有介形虫化石的发现,但这次不同的是,该琥珀之中还能够看到介形虫的精子。
介形虫是一种甲壳类动物,它们已经在地球生存了将近5亿年,在地质层中化石比较丰富,但大多只有钙化的外壳,软体组织难以保存,因此关于介形虫的有性生殖方式,以及生活习惯一直以来都是谜一样的难题。
但最近,科学家们在一枚重约0.676克,长17.5毫米、宽13.5毫米、厚4毫米的琥珀化石中,发现了39个介形虫化石标本,该琥珀中不仅含有数量较多的介形虫,而且还保留了软体组织,甚至还包含从幼年到成年非常完整的发育序列,同时还有一对正处于交配状态的介形虫。
(介形虫交配行为复原图 杨定华绘制)
我国科学家王贺和王博联合德国以及英国科学家利用显微CT对其中的11个标本进行分析,通过将近1年的高精度图像重建工作,他们精准还原了介形虫的壳体以及软体组织,其中也包括生殖器官。
我国科学家王贺介绍说,显微ct的好处是不用破坏化石,就能获得三维立体成像,对于研究微型生物至关重要。
通过显微ct科学家们看到了惊人的一幕,1亿多年前的介形虫,就已经拥有巨型的精子,其长度达到了200微米,要知道的是人类的精子长度不过只是20微米。更重要的是,介形虫的个体并不大,最大不过0.59毫米,200微米则是它们身体长度的1/3,这个比例非常惊人,你可以计算一下,换算成人类的高度,该生殖细胞的长度该是什么样子。
(介形虫有性生殖器官对比图 左为化石,右为现代类群)
另外,该化石刷新了最早的动物精子记录,成为了迄今为止最早的动物精子,将相关化石的时间推到了1亿年前的白垩纪。
虽然介形虫体型较小,但对于地质学家而言,它们有着非常重要的意义。
在古生物学中,有许多肉眼几乎不可见的微型化石,这些微型化石包括各种小型虫子,以及植物花粉等,通常情况下需要专业的仪器设备才能看到它们的存在。
在探测地球内部资源能源时,人类越向下挖,越难以发现大型生物的化石,只能挖掘到一些微型生物化石。微型生物虽然个体较小,但数量较多,能够被很容易发现。而且许多石油、天然气等资源正是由这些微型生物死亡后分解形成的,所以微体化石又被称为寻找地球资源的金钥匙。
另外我们知道,达尔文总结了生物进化规律:物竞天择适者生存,后人又在他的基础之上更进一步地完善了进化论,比如:木村资生提出中性假说。
但是达尔文留了一个坑没有填上,那就是生物是匀速演化的,还是有停滞时期,有演化时期?
而此次发现的介形虫生殖器官,几乎和现如今的介形虫一样,这些说明了生物的演化可以停滞,甚至可以停滞1亿年之久。然而别的生物已经演化了好多轮,比如:1亿年前的人类祖先还是一个和老鼠大小差不多的动物,而如今已经位于食物链的顶端。由此说明,不同的生物演化速度并不相同,而同一种生物的演化可以发生停滞现象。
虽然有性生殖方式早就在地球上存在,但由于生物的生殖器官难以形成化石,以至于关于生物的生殖方式大多是靠推测,而介形虫化石的发现,则让科学家们获得了直观的资料,对于研究生物的繁殖,以及有性生殖的繁殖方式提供了帮助。
并且,该化石也是目前发现的世界上最早的动物生殖细胞,比原先发现的最早动物生殖细胞提前了5000万年。