研究人员首次建立了所有现存马陆的完整演化历史。
一项新研究首次勾勒出所有现存马陆的演化史。马陆是地球上最早的陆地动物之一,是陆地生态系统的开拓者(也是最早的化学武器制造者)。
当时地球一片荒芜,没有脊椎动物,没有树木,没有叶片,没有开花植物,也没有结籽植物。马陆以腐烂的苔藓、分解的黏泥和原始污物为食。
虽然这听起来毫无食欲,但总得有人完成这些“肮脏的工作”,为后来的生命铺平道路。尽管作为地球上最早的动物之一,马陆承担着至关重要的功能,但直到现在,科学界仍未能完整追溯它们的历史。
一项具有突破性意义的新研究发表在《当代生物学》期刊上,填补了马陆研究领域长达百年的空白,围绕两个罕见的马陆类群展开:Siphoniulida 和 Siphonocryptida。
科学家知道它们的存在,但因为没有可用于DNA分析的标本,一直无法确定它们在马陆家族谱系中的位置。
然而,找到它们绝非易事。一个类群终生生活在地下,另一个则只在少数已知地点幸存。
穿越2.6亿年的历史
研究人员远赴墨西哥的洛斯图斯特拉斯和西班牙的加那利群岛,采集了 Siphoniulus neotropicus 和 Hirudicryptus canariensis 这两种马陆——它们的DNA此前从未被纳入演化分析。
“为了找到一只仅10毫米长的成虫,十个人花了一周多时间,”论文第一作者路易莎·“费尔南达”·瓦斯克斯-瓦尔维德在新闻稿中说。“在野外找到它们非常困难,因为我们只能看到一条小小的白色线虫。直到放到显微镜下,我们才能确定它是一只马陆。”
在对它们的DNA进行测序,比较82种马陆的数百个基因,并将这些结果与29块化石证据结合之后,研究人员确定了这两个类群在马陆演化史中的位置,以及它们谱系出现的时间。
“马陆可能起源于近4.6亿年前——比已知最古老的马陆化石还要早大约3500万年,也比此前认为的要早得多,”新闻稿中写道。
结果发现,Siphonocryptida 并非一个独立的目,而属于一个已知的演化支系。Siphoniulida 也终于在马陆演化时间线上找到了与它亲缘关系最近的类群。
总的来说,对马陆物种的分析表明,这些古老动物起源于4.6亿年前,比已知最古老的马陆化石早约3500万年,这对研究人员来说是“最大的意外”——“没想到这些谱系竟如此古老。”
这份完整的家族谱系还揭示了马陆最重要的适应性特征之一:它们制造了最早的化学武器。也正是这些防御手段帮助科学家将其起源追溯到约2.6亿年前。
尽管这项新研究为地球上最重要的动物之一带来了新的认识,但马陆依然隐藏着更多有待发现的秘密。
仍有更多待发现
科学家已在全球描述了超过1.4万种马陆,但专家认为,可能还有数万种尚未被发现。
这些“未被歌颂的生态系统英雄”或许是大自然最重要的食碎屑动物之一——因为它们分解腐烂的植物物质,将养分归还给生态系统——但科学家仍未完全洞悉这条谱系,它比恐龙更古老,并为脊椎动物在陆地上的生活铺平了道路。
“它们在生态系统中具有如此重要的功能,却鲜为人知,实在令人费解。”该研究的首席研究员、农业与生命科学学院昆虫学系副教授保罗·马雷克指出。
“马陆登陆的时间比脊椎动物早8000多万年,”马雷克继续说道,“它们真正为后来的陆地生命——包括人类和脊椎动物——搭建了舞台。”
“发现的潜力巨大,”新闻稿最后总结道,“让我不禁期待,接下来我们还会找到些什么。”
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