6000万年的地球:从猛犸象到巨齿鲨,人类祖先还非常弱小?
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在紧随而来的新生代里,地球生命开始了新一轮的演化,想象一下,如果你能回到6000万年前的新生代时期, 那将是一个怎样的体验? 虽然新生代距离恐龙灭绝仅几百万年,但地球上的生命还是有一部分顽强的留存了下来,并且巨型生物也不
【菜科解读】
6500万年前一颗直径10公里的小行星撞上了地球,引发的连锁反应灭绝了当时地球上绝大部分恐龙,也宣告了中生代的结束。
在紧随而来的新生代里,地球生命开始了新一轮的演化,想象一下,如果你能回到6000万年前的新生代时期,那将是一个怎样的体验?
虽然新生代距离恐龙灭绝仅几百万年,但地球上的生命还是有一部分顽强的留存了下来,并且巨型生物也不在少数,从猛犸象到巨齿鲨,从海洋到陆地,除了天空因为翼龙的而暂时空缺外,地球各处都不乏巨型生物。
新生代是一个哺乳动物崛起的时代,在此期间最著名的是巨型动物们组成的巨型动物群,在当时地球上的寒冷地区,我们能看发现羊毛猛犸象群,它们身高达3.5米,重达8吨,在后来相当长一段时间内它们都是早期人类的食物来源之一。
在现今的澳大利亚,我们会看到双门齿兽,这是有史以来最大的有袋类动物,看起来像一个巨型袋熊,而在海洋中巨齿鲨统治着海洋,它们的牙齿长达18厘米,身体长达20米,今天的鲨鱼们就是它的缩水版。
此外新生代还有一些奇特的生物,如巨型犰狳、巨型树懒和被称为西伯利亚独角兽的巨型犀牛。
但它们为什么能这么巨大呢?和之前因为氧含量过高而出现的巨型昆虫时代不同,生物学家认为新生代的巨型哺乳动物是因为恐龙灭绝才出现的,更准确来说是恐龙这种爬行类霸主的生态位空缺了,哺乳动物才获得了以往从未有过的广阔活动空间,在没有恐龙威胁和食物充足的情况下,新生代初期才出现了如此之多的巨型哺乳动物。
但在6000万年前还没有人类什么事,因为我们的早期祖先灵长类动物虽然已经出现了,但形态跟其他动物比起来还是太小了,唯一具备优势的是灵长类具有抓握的手指和前向的眼睛,这两个特征后来帮助它们成为地球上的主导物种。
再后来随着时间的推移,灵长类动物分化出不同的物种,包括后来演化成猴子和猿的灵长类,以及演化成人类的原始人类。
按照目前的划分新生代分为三个时期:古近纪、新近纪和第四纪,古近纪标志着新生代的开始,哺乳动物和开花植物开始出现,新近纪见证了更现代的植物和动物的演化,同时地球气候变得更加寒冷,第四纪时期经历了多次冰河时期和间冰期,人类及其他大型哺乳动物对地球产生了前所未有的影响。
#p#分页标题#e#作为人类出现之前的最后一个世代,新生代时期的地球上是真正的纯自然选择阶段,所有生物都在大自然的环境内被选择被演化,一直到后来人类出现后,才有诞生了人为演化这个方向,也是从那时候开始地球上出现了大量的被人为驯化的动植物,比如猫狗,比如小麦。
新研究表明银河系或有20亿颗行星像地球
研究人员说,研究结果暗示,我们的银河系中也许存在着数十亿颗类地行星。
这些新的计算结果基于开普勒太空望远镜收集的数据。
开普勒太空望远镜在2月轰动全球,它发现了超过1200颗太阳系外潜在行星,包括68个可能与地球大小类似的行星。
美国航天局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室的科学家们关注的主要是位于其恒星宜居带内、与地球大小类似的行星。
宜居带是指,允许星球表面存在液态水的区域。
研究人员分析开普勒4个月来收集的原始数据后确定,在所有类日恒星中,预计有1.4%到2.7%的恒星拥有类地行星,这些类地行星的直径是地球直径的0.8至2倍,且位于其恒星的宜居带内。
喷气推进实验室的天文学家约瑟夫·卡坦扎里蒂说:“这意味着,存在许多与地球大小类似的星球,在银河系中有20亿颗。
在数量这么多的情况下,其中有一些行星也许存在生命甚至是智慧生命的概率比较大。
这还只是我们所处的银河系,另外还有500亿个其他星系。
” 在研究了开普勒收集的3至4年的数据后,科学家们预言,将发现总共12个类地星球。
他们还说,其中有4个已经在数据公布后的4个月内被陆续发现。
科学家们预测,银河系中可能总共有500亿颗行星,尽管它们不全都是大小与地球类似且位于其恒星宜居带内。
海洋微物种发现地球上可能存在三域外物种
我们星球上大部分的物种并非日常所见的动植物,而是看上去像是一个个单一细胞的低等生物体,如果要判断它们在演化树上处于什么位置,生物学家们需要在实验室里培养它们,等有了足够的DNA后再进行基因分析。
但艾森表示,这里的问题是,这些物种的绝大部分,差不多占所有物种的99%,都没法在实验室里被培育,“它们就像是生物宇宙里的暗物质。
” 为了探寻生物的“暗物质”,艾森展开了和世界上最出名的私人基因研究所——文特尔研究所的合作。
对于这项探究“暗生物”的挑战,他和他的同事们采用了一种现在很前沿的研究方法,叫做“宏基因组学”(微生物环境基因组学)进行研究,传统的微生物基因序列分析需要在实验室里培养微生物,但用宏基因组学,可以直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,那就可以避开有的微生物很难在实验室里培养的难题。
艾森表示,加上这种方法,无论是环境中采集的还是实验室里培养的,现在没有DNA序列是测不出来的。
这个发现十分惊人,其可能改写从上世纪90年代以来延续的主流生物分类学法。
研究是加州大学戴维斯分校基因中心的艾森(JonathanEisen)领头所做。
他与同事们提取了一部分海洋水样本中的DNA进行分析,发现这些样本基因序列十分不同寻常,和人们平时所知的细胞生物似乎关系非常疏远,完全像是来自另外一个全新的生物域。
二、假设迷雾重重 在此次研究中,艾森和文特尔提取了“全球海洋取样考察”(GlobalOceanSamplingExpedition)中采集的海水样品,通过宏基因组学分析,发现其中有一些基因序列和此前所知的彻底不一样,无论如何也放不进现有的演化树中。
“问题是,它们是哪儿来的?”艾森说。
目前还没有一个科学家能够解答得了,这些基因不知道到底是属于什么生物。
不过,艾森表示,现在出现了两种假设,一种是这些基因序列来自一些很与众不同的病毒,而另一种假设则更为令人惊讶,这些神秘的基因序列或许代表着生命树上一个完全崭新未知的分支。
这个假设是十分大胆的,生物学界一些人表示激动,但也有一些人认为现在就谈生命的“第四维度”为时过早。
如加拿大渥太华麦克马斯特大学的生物学家古普塔(RadheyGupta)说,尽管这个发现很有意义,但还是得小心下结论才行,因为可能有更多的解释,比如,这些基因序列可能来自一些生活在独特的环境中的细胞生物,有的环境可能导致生物的基因发生迅速的演变,这就有可能给做基因分析的科学家带来错觉,以为这是在很早很早以前就和其他生物分家了的“新”的生命形式。
“现在生物是否分成三个域,或者这三个域之间的生物是怎么相互联系的,这些都还有着很大的分歧。
”古普塔说,“如果再加上对第四个域的讨论,只会让人们更加困惑。
” 不过,法国巴黎第六大学科学家巴普苔丝特(EricBapteste)的回应则更积极一点:“事实就是基因是非常多样的,而且毫无疑问其中的大部分我们都是未知的,要设想还有一个全新的生物域在那儿这也是合情合理的。
” 三、演化树面临再次重写 研究接下来的一个工作就是要更进一步地确定这些序列的来源,将寻找这些基因到底是突然变异的还是从另一个奇怪的“维度”来的。
对这些样本的进一步分析,还可以确定这些神秘的基因序列到底属于什么生物体。
假设艾森等人的进一步工作发现,这些基因序列的确是来自一个全新的生物域,那生物演化树将再次被推翻重写。
艾森介绍说,到上世纪90年代之前,演化树上只有两个分支:一个是真核生物,包括动物、植物、真菌和一些奇怪的生物形式,比如黏液菌;而没有被列入真核生物的,则被称为“其他所有一切生物”。
随着基因分析技术的进步,上世纪90年代后,科学家发现,所谓的“其他所有一切生物”并不能笼统地归在一起,它事实上有两个完全不同的域:细菌和古菌。
即使这样,生物学家对演化树如何来画依旧是分歧多多,还有不少存在争议的生物,比如拟菌病毒,这是目前所知的最大的病毒之一,有人就认为其应该单独代表一个新的域,它里面带有很多在细胞生物中才有的基因,所以不应该看成是病毒。
“如果你把这些拟菌病毒看成是第四个分支,那我们的序列或许代表着第五个分支,只不过现在我们都还不知道而已。
”艾森说。