远古巨型生物Prototaxites:真菌?植物?还是进化史上的“死胡同”?

远古巨型生物Prototaxites:真菌?植物?还是进化史上的“死胡同”?

知行看点 2025-03-31 热点资讯 102 次浏览 0个评论

远古巨型生物Prototaxites:真菌?植物?还是进化史上的“死胡同”?

在远古时期,地球上存在着一种奇特的巨型生物,它们像高塔般耸立,高度可达26英尺,树干直径近3英尺。这种生物名为Prototaxites,大约在4.3亿年前的志留纪出现,那时恐龙尚未出现,甚至连真正的树木都还未诞生。

尽管Prototaxites体型巨大,外形怪异,但科学家们对其真实身份一直存在争议。在长达165年的时间里,专家们试图揭开Prototaxites的神秘面纱。它曾被认为是真菌、藻类、针叶树,甚至是完全不同的生物。如今,经过数十年的辩论,研究人员可能终于找到了答案。或者说,他们提出了一个更大的问题:Prototaxites可能属于一个已经灭绝的生物类群。

最初的发现与挥之不去的疑问

故事始于1843年,在加拿大加斯佩湾的海岸上发现了大型石化树干。地质学家约翰·威廉·道森认为他发现了腐烂的树木遗骸。他将这种生物命名为Prototaxites,意思是“第一种针叶树”。尽管化石与任何已知的树木都不太相符,但这个名字一直沿用下来。事实上,志留纪时期甚至还没有树木,这使得最初的结论从一开始就备受质疑。

后来的发现促使科学家们重新考虑。古生物学家弗朗西斯·休伯在2001年重新引发了争论,他提出Prototaxites是一种巨大的真菌。这一理论在2007年的一项研究中得到了支持,该研究检查了化石中的碳同位素,发现了异养生活方式的证据——即生物以其他生物为食——类似于真菌。大众媒体纷纷报道这一观点,宣称曾经有巨大的真菌统治地球。

2017年,来自较小物种Prototaxites taiti的一块化石碎片似乎支持了真菌理论。这块碎片被认为类似于现代子囊菌中的结构,子囊菌包括酵母菌和霉菌。但并非所有研究人员都信服。一些人怀疑所谓的带有孢子的“可育”部分是否与化石的主体有关。

更深入地观察 Prototaxites taiti

为了平息争论,爱丁堡大学的古生物学家科伦汀·洛伦及其团队研究了在苏格兰阿伯丁郡发现的 P. taiti 的三个不同碎片。虽然这些化石比它们高耸的同类小,但它们保存得很好,可以对结构和化学成分进行详细检查。

其中一块碎片包含一个由各种大小和形状的管子组成的网络。有些管子很细且分叉。另一些管子很大且弯曲,但根本没有分叉。最大的管子有厚厚的壁和奇怪的环状图案,这与当今真菌中发现的任何东西都不同。

在已知的真菌中,环只出现在专门的孢子产生细胞中,称为弹射孢子,而不是在主体中。另一个奇怪之处是化石内部存在深色的髓斑,这在任何现存的真菌物种中都不存在。

然后是化学分析。真菌细胞壁含有几丁质,这是一种坚韧的物质,也存在于昆虫外壳中。当几丁质在石化过程中分解时,会留下葡萄糖胺等糖类。

但在 P. taiti 中,没有发现这些与几丁质相关的糖类。相反,细胞壁包含脂肪族、芳香族和酚类化合物——这些化学指纹更类似于木质素,木质素存在于植物中。然而,该生物的结构显然与任何已知的植物都不匹配。

研究小组还排除了其他可能性。它会是藻类吗?不可能,它具有复杂的内部结构。那么地衣呢——藻类和真菌的结合?解剖结构不匹配。也许是一种古老的动物?没有任何动物有这样的细胞壁。

研究人员表示:“我们没有发现任何证据支持Prototaxites是真菌的普遍观点。没有发现任何现存的群体表现出Prototaxites的所有定义特征。”

没有后代的生命形式

该团队得出结论,Prototaxites无法归入任何已知的生命群体——真菌、植物、动物或藻类。他们认为它来自一个完全灭绝的真核生物谱系,真核生物是一个广泛的类别,包括所有具有细胞核的复杂细胞。如果他们是对的,这将改变我们对早期陆地生命的理解。

苏格兰的莱尼燧石是一个富含化石的矿床, P. taiti 就是在那里被发现的,它提供了一个观察古代生态系统的独特窗口。它保存了 4.07 亿年前的早期陆地生命的快照,包括微生物、真菌和早期植物。将 P. taiti 与来自同一矿床的其他化石进行比较,使研究人员能够更精确地测试他们的发现。来自莱尼的所有其他已知真菌化石都显示出几丁质的化学迹象。 P. taiti 则没有。

到目前为止, P. taiti 有时被认为是子囊菌群的“基础成员”。但这一假设是基于孢子囊是同一生物体的一部分。洛伦的团队不同意。他们发现孢子样结构与主要营养体之间没有物理或有机联系。他们认为,如果没有这种联系,这些部分应该被单独考虑。

这改变了科学家们对Prototaxites生态的解释。如果它不是真菌,它是如何生存的?它进行光合作用吗?它从土壤中吸收养分吗?这些问题仍然没有答案,但它们突显了这种早已消失的生命形式的奇异之处。

进化死胡同之谜

有时,生命会创造出永远不会起飞的实验。进化不是一条直线。这是一棵有许多死胡同的分叉树。曾经存在的大多数生命形式现在已经灭绝,没有留下任何后代。 Prototaxites 可能是那些进化实验之一——一种繁荣了数百万年,然后消失的生命形式,只留下化石和未解答的问题。

是什么导致了它的灭绝仍然不清楚。它可能在生态系统进化过程中被其他陆地生物所超越。或者,它可能依赖于变化太快的环境条件。无论原因如何,没有其他已知的生物体具有其独特的特征组合。

但这并不意味着它不重要。事实上,它的独特性帮助研究人员更好地了解生物学的局限性和古代生命的可能性。 Prototaxites 提醒我们,地球的历史充满了我们仍然没有完全理解的奇迹。

洛伦及其团队的研究结果目前可在预印本服务器 bioRxiv 上获得,并等待同行评审。如果得到证实,这些结果最终可能会结束一个多世纪以来的科学争论。或者,它们可能会打开通往更多关于生命早期历史之谜的大门。

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