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5亿年前的社交网络

科普小知识2021-09-01 07:12:09
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5亿年前的社交网络

5亿年前,化石线连接着海洋“统治者”。资料来源:刘立军

地球上一些最早的动物可能通过细丝连接在一起,这是迄今为止生命相互联系的最早证据。

来自剑桥大学和牛津大学的研究人员在化石中发现了这些细丝——有些长达4米,连接着5亿年前主宰地球海洋的被称为rangeomorphs的生物。

研究小组在加拿大纽芬兰的近40个不同化石地点发现了7种丝状网络。这些细丝网络可用于营养、交流或繁殖。

经过5亿多年的繁衍,地球上不仅出现了更复杂的生命形式,而且进化出了更紧密联系的生态群落。另一个研究小组发现,避免伤害同类的古老同情机制可能有助于维持老鼠群体。

两篇论文最近都发表在《当代生物学》上。

最古老的“霸王”

埃迪卡拉纪末期,从5.71亿年前到5.41亿年前,第一批大型复杂生物群落开始出现:在此之前,地球上几乎所有的生物都很小。

树叶般的生命是其中之一。它们看起来非常像蕨类植物,并引发有性生殖。

同样,叶状体是一些最成功的生命形式。它们可以长到2米高,并“殖民”大面积的海床。但是它们奇怪的解剖结构多年来一直困扰着古生物学家:这些生物似乎没有嘴、器官或四肢可以移动。因此,研究人员推测它们从周围的水中吸收营养。

因为叶状体不能移动,所以它们可以保存在它们生活的地方,这样科学家就有可能从化石记录中分析整个种群。早期的相关研究集中在这些生物如何繁殖并在他们的时代获得如此成功。

该论文的第一作者、剑桥大学地球科学系的亚历克斯·刘(Alex Liu)说:“这些生物似乎很快就定居在海底。我们经常看到这些霸主占据化石层。但是这在生态上是如何发生的一直是个谜——这些细丝可以解释它们是如何做到的。”

五亿年前的“互联网”

这些化石是在纽芬兰东部发现的,那里是世界上埃迪卡拉化石最丰富的地方之一。

研究表明,大多数细丝的长度在2到40厘米之间,但有些长达4米。然而,因为它们非常薄,这些细丝只能在化石保存完好的地方才能看到,这也是它们以前没有被发现的原因之一。

研究人员怀疑这些细丝被用作无性繁殖的一种形式,就像今天的草莓一样,但是因为网络中的生物体大小相同,细丝可能有其他功能。

例如,这些细丝可以在强大的洋流中保持叶状体的稳定。另一种可能性是,它们使有机体能够分享营养,这是“互联网”的史前版本。“然而,我们所知道的是,重新思考埃迪卡拉生物的生活方式可能是合理的。”刘说。

“我们一直将这些生物视为个体,但现在我们发现,同一物种的许多个体成员可以通过这些线索联系在一起,就像现实生活中的社交网络一样。”刘告诉《中国科学》,“我们可能需要重新评估早期关于这些生物如何相互作用的研究,特别是它们如何在海底争夺空间和资源。对我来说,最意想不到的事情是意识到这些事情是相互关联的,这真的是一个惊喜。”

“在这些古老的海底,保存下来的细节令人难以置信。就像你今天去海滩一样,你看得越多,看得越多。”牛津大学自然历史博物馆的合著者弗兰克·邓恩说。

然而,研究人员可能无法知道叶立德是否曾经争夺资源或彼此相爱并互相帮助。然而,他们发现在老鼠群体中,对伤害同类的厌恶深深植根于生物进化。

给我糖果,给你痛苦?

大多数人对伤害他人感到内疚,但人们很少知道是什么让人们讨厌伤害。记者从荷兰神经科学研究所了解到,该研究所的神经科学家在另一篇论文中指出,雄性和雌性老鼠都对伤害表现出厌恶。这种现象取决于与人类移情相关的大脑区域。

人们经常认为只有人类有道德情感,而动物是自私的。在斗争中,他们比陌生人更关心自己。在这项研究中,研究人员让老鼠在两个控制杆中进行选择,其中一个控制杆允许他们得到糖果。

后来,科学家们重新连接了输送系统,这样按下糖果杆也能向邻近的老鼠输送电刺激。带电的邻居尖叫以示*。结果,老鼠会停止按下杠杆去拿糖果,以避免伤害邻居。不管邻居是和他们住在笼子里的老鼠还是完全不熟悉的老鼠,这都是事实。

"就像人类一样,老鼠也讨厌伤害别人."这项研究的第一作者朱利安·埃尔南德斯·拉勒林告诉《中国科学》。

为了找出老鼠和人类对伤害的厌恶之间是否有相似之处,研究人员采取了另一个步骤。在人类中,功能磁共振成像实验表明,当人们同情他人的痛苦时,大脑两半球之间的前扣带皮层变得活跃。研究人员发现,老鼠的这一区域也包含情绪镜像神经元,它将一只老鼠感觉到的疼痛映射到另一只老鼠看到的疼痛神经元。

之后,他们通过注射局部麻醉剂减少了老鼠大脑同一区域的活动,并观察到他们开始不担心伤害另一只老鼠。“令人惊讶的是,人类和老鼠使用相同的大脑区域来防止伤害他人。这表明,阻止我们伤害同胞的道德动机在进化过程中由来已久,深深植根于我们的大脑,并与其他动物共享。”研究负责人瓦莱里娅·加佐拉说。

相关论文信息:http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2020.01.052

http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2020.01.017