科罗拉多大学博尔德分校的杂志最近写道:“雪球地球”时期发生的事情令人费解:正如地球经历了大约一亿年的深度冻结一样,厚厚的冰层覆盖了地球的大部分地区,大气层水平较低氧气,多细胞生命的形式出现了。为什么?流行的科学观点是,如此寒冷的温度会减慢而不是加速进化。但 720 至 6.35 亿年前的化石记录显示,在动物发育之前,进化突飞猛进……卡尔·辛普森 (Carl Simpson) 是科罗拉多大学博尔德分校的宏观进化古生物学家,他发现证据表明,寒冷的海水可能会加速而非抑制进化。单细胞到多细胞生命形式。 《Quanta》杂志描述了这一证据:辛普森提出了一个与基本物理事实相关的答案:随着海水变冷,它变得更加粘稠,因此非常小的生物体更难以航行。想象一下在蜂蜜而不是水中游泳……为了验证这个想法,科罗拉多大学博尔德分校的古生物学家辛普森和他的团队进行了一项实验,旨在了解现代单细胞生物在遇到更高粘度时会做什么。 .. 在一个巨大的定制培养皿中,[研究生 Andrea] Halling 和 Simpson 创建了一个琼脂凝胶的靶心目标——他们自己的实验性粘度挑战。在中心,它是用于在实验室中生长这些藻类的标准粘度。 【绿藻,用尾巴状的鞭毛游动。】向外,每个同心环的粘度越来越高,最终达到标准水平四倍的介质。科学家们将藻类放在中间,打开相机,让它们单独放置 30 天——这段时间足以让大约 70 代藻类生存、游动获取营养并死亡……30 天后,中间仍为单细胞。然而,当科学家将越来越厚的环中的藻类放在显微镜下时,他们发现了更大的细胞团。最大的有数百个。但辛普森最感兴趣的是由 4 到 16 个细胞组成的移动簇,这些细胞的鞭毛都在外面。这些簇通过协调鞭毛的运动来移动,簇后面的鞭毛保持静止,前面的鞭毛蠕动。辛普森在该大学的文章中说:“从物理学的角度来看,你对小型生物体了解的一件事是,它们体验世界的方式与我们作为大型生物体的方式不同。”相反,它说单细胞生物特别“受到海水粘度或厚度的影响”,辛普森补充说,“基本上,这可能会引发动物的起源。”去年,辛普森在 biorxiv.org 上发布了预印本。 (他还与人合着了一篇关于“雪球地球期间的物理限制推动多细胞进化”的文章。)有一段视频显示辛普森实验室中的藻类在粘性水中聚集在一起。视频描述称:“这种观察到的行为为辛普森的假设提供了证据,即单细胞生物在‘雪球地球’时期聚集在一起以实现相互优势,从而为多细胞生物的崛起增添了动力。”但辛普森在该大学的文章中表示,“从经验上实际看到它意味着这个想法是有道理的。”辛普森及其同事现在获得了 100 万美元的资助,用于研究由碳酸钙制成的沙粒(称为鲕粒),因为根据该大学的文章,它们的直径“可以作为过去 25 亿年地球温度的替代测量值”。地质学家 Lizzy Trower 表示,这项研究“可以告诉我们一些有关它们形成的化学成分和水温的信息。”更重要的是,“化石记录是否与我们根据新温度记录的理论做出的预测一致?”特罗尔和辛普森的工作对于人类在宇宙其他地方寻找生命也具有潜在的影响,特罗尔说。如果极端恶劣和寒冷的环境能够刺激进化变化,“那么,在系外行星(其他太阳系中可能存在生命维持的行星)中寻找的东西,或者思考(生命)存在的时间和地点,那就是一种真正不同类型的东西。 ”
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