2014年8月29日 星期五

演化何處是歸途:幻想蟲在演化之樹上找到落腳之處



在寒帶(加拿大)發現的一種長得奇形怪狀的古代生物化石,是在熱帶生活的另一種長得奇形怪狀的現代物種的祖先;而證明兩者親屬關係的依據是祖先的腳演化成後代的嘴巴。給大自然5億年的時間,生物學可以比世間情還離奇。


牠是有史以來發現最怪異的化石之一,牠是一隻腹底有足、背頂有刺,難以區分哪端是頭哪端是尾的蟲狀生物,牠直到最近才在演化之樹上找到一席之地,讓一群現代生物得以認祖歸宗。
圖片來源:wikipedia





這種被稱做「幻想蟲」(Hallucigenia) 的生物,像是從科幻小說中爬出來的一樣,背上有一整排的尖刺,腹底有七或八隻底部帶鉤的腳,身長5至35公厘,生活在距今5.05億年前寒武紀的海床上。幻想蟲的化石是在加拿大落基山脈的伯吉斯頁岩發現的,該地是世界上寒武紀化石最豐富的地方之一。化石紀錄顯示許多物種在寒武紀有快速的演化,今日許多主要物種最早的化石都出現在寒武紀。

幻想蟲曾經被認為是演化中的錯置(misfit),意即牠無法跟任一種現代生物群找到關聯。雖然說,一直以來有個論點猜測「幻想蟲」和一種生活在熱帶雨林裡,看起來像是長腳的蠕蟲般,被稱做鵝絨蟲(velvet worms),或稱為「有爪動物」(onychophorans)的現代物種有親屬關係,但沒有明確的特徵將兩者或其他生物聯結在一起,故此論點十分具有爭議性,也讓他們難以在演化的長河中找到自已的家。而且早期對「幻想蟲」化石的解讀,更完全幫了個倒忙:牠的頭被誤認為尾巴,背上的尖刺被認作是腳,而牠真正的腳則被認成觸鬚。

直到最近,來自劍橋大學的學者證明了上述論點。他們指出,幻想蟲的足部爪上的組織與現代的鵝絨蟲的某部位很相像,該組織為一層一層嵌套的硬皮(有點向指甲的東西),如同俄羅斯娃娃一般;同樣的嵌套節構在鵝絨蟲的下顎中發現,已演化作為咀嚼之用,而非腳上的組織了。這個研究結果,被發表在最新一期的Nature 期刊上。

這篇期刊文章的主要作者,劍橋大學地球科學系的Martin Smith博士是這樣說的:「一般認為今天主要的物種在寒武紀大暴發時演化為現在的模樣,但演化並非一蹴可即,今日物種複雜的身體結構也是一步一步演變而來,一次改變一個特徵。解析幻想蟲這種在演化途中短暫出現的中介生物化石,可幫助我們了解不同物種如何演變成如今的模樣。」

「本實驗重大的成果之一就是打破大家對節肢動物(如蜘蛛、昆蟲和甲殼動物等)的認知。大部以基因為基礎的研究者認為節肢動物和鵝絨蟲是近親,但我們的研究指出節肢動物比較接近水熊蟲(water bear),或稱緩足動物;鵝絨蟲是他們的遠遠遠房表哥。」本篇論文的共同作者Javier Ortega-Hernandez博士表示。(譯者按:這個博士似乎認為一般人對什麼是鵝絨蟲什麼是水熊蟲很熟一般 XD,不過這兩種蟲真的滿可愛的,有興趣者可點連結。)

Martin Smith博士則說:「幻想蟲特別的足爪結構是如山鐵證,平息了演化生物學中一個爭執不休的辯論,也能幫助解開其他難以分類的寒武紀生物的密碼。」

參考資料:Science Daily "Evolutionary misfit: Misunderstood worm-like fossil finds its place in the Tree of Life" 17/8/2014
 http://www.sciencedaily.com/releases/2014/08/140817220058.htm

沒有留言:

張貼留言