缓步动物以属于以下几种情况而闻名最有抵抗力的动物,能够在极端温度、压力、辐射和饥饿中生存——它们甚至可以承受暴露于外层空间.一项对早期缓步动物化石的新研究揭示了它们的进化,包括八足微观动物何时以及为何变得如此坚不可摧。
迄今为止,只发现了四种已知的缓步动物化石,它们都保存在琥珀或古树树脂中。其中一块化石是1940年代在加拿大发现的一块鹅卵石大小的琥珀,其中包含两个7200万至8300万年前的白垩纪缓步动物。科学家在1963年发现了一种名为“TheBeorn leggi,这是迄今为止发现的第一个缓步动物化石。另一个几十年来一直是个谜。
新泽西理工学院生物学家说:“在过去的60年里,许多缓步动物的人都在思考这些化石,但是由于缓步动物真的很小,而且有点被琥珀遮挡了,所以可以收集的数量是有限制的菲尔·巴登没有参与这项研究的人告诉莱利·布莱克国家地理.
现在,研究人员已经使用尖端技术重新检查了这些标本。在一项发表在通信生物学本月早些时候,科学家们使用一种称为共聚焦荧光显微镜的技术捕获了保存下来的缓步动物的高清图像。
研究结果揭示了以前未知的关于这两个标本爪子的信息,“这是缓步动物中非常重要的分类特征”,主要作者马克·马帕洛哈佛大学的一位“缓步学家”告诉《科学美国人》的明迪·韦斯伯格。就鳞片而言,动物的爪子大约是人类头发宽度的十分之一。
由于缓步动物的解剖结构在数百万年的时间里基本保持一致,因此爪子的新图像包含了将标本放置在缓步动物家谱中的宝贵信息,因为茉莉花·尼罗迪芝加哥大学的一位生物生物学家没有参与这项研究,他说:《科学美国人》.
Mapalo的团队确定第二个标本代表了一个新物种,并对其进行了命名有氧趾鳈.他们的工作还揭示了腿芽孢杆菌和A. dactylus 指趾——今天两者都已经灭绝了——属于两个主要的缓步动物谱系中的同一一个。这些知识,以及与来自新泽西州的另外两种化石和现存缓步动物的比较,使科学家们能够计算出缓步动物的两个谱系何时分化。它还提供了线索,说明这些动物何时获得了可能是它们最强大的生存机制:隐生。
隐生是缓步动物难以置信的复原力的秘密。在生存情况下,这些耐寒的生物会从体内排出水,几乎完全暂停新陈代谢。缓步动物甚至会产生一种特殊的蛋白质,这种蛋白质保留他们的DNA当它们冬眠多年时——无视它们的自然寿命仅为几个月.在这种所谓的“屯”状态下,它们处于休眠状态,旨在度过环境的不利条件。
然而,缓步动物并不总是具备这种能力。根据他们的研究,作者提出至少两个独立的缓步动物谱系独立进化出隐生性,一个在1.75亿至4.3亿年前,另一个在1.75亿至3.82亿年前。
虽然范围很广,但这些时间跨度是值得注意的,因为它们包括许多大规模灭绝事件,包括二叠纪灭绝,当地球失去了96%的海洋生物和70%的陆地生物。研究人员认为,隐生“可能是帮助[缓步动物]逃避灭绝的因素之一”,他们忍受了气候的剧烈变化,氧气的下降和其他特殊环境条件,这些都是这些时期的特征。
“了解缓步动物的隐生菌何时进化可以帮助我们了解它们如何以及为什么获得这种机制,”Mapalo说国家地理.他补充说,隐生生物可能有助于缓步动物抵御盐度的变化,因为它们从海洋起源扩展到淡水栖息地。
更广泛地收集缓步动物化石将为Mapalo和其他科学家提供他们需要的额外数据,以进一步探索隐生物进化以帮助缓步动物逃脱灭绝的假设。
“希望通过分享这一结果,我们将吸引其他人意识到化石缓步动物的存在,并且还有更多有待发现,”Mapalo说《科学美国人》.