公开发布日期: 2009年07月31日
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联系人: Iqbal Pittalwala
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加州大学里弗赛德分校

研究显示最早的动物生活在湖泊的环境中

加州大学河边分校领导的研究提出了关于早期动物生活在何处的问题

科学家研究中国南方长江三峡地区沿着一条小溪出现的陡山沱组地层

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加州Riverside——地球上存在生命的证据可以追溯到数十亿年前，当时像细菌一样的单细胞生物占据着化石记录。当多细胞动物在单细胞生物出现的30亿年之后出现在地球上的时候，动物迅速地多样化。

传统理论认为动物的进化始于海洋，而动物在地球历史上很晚的时候才适应了陆地环境。

如今加州大学河边分校领导的一组科学家研究了来自中国南部的古老岩石样本，结果发现了古生物学记录中的最早的动物化石保存在古湖泊沉积物中，而不是来自通常认为的海洋沉积层。

“我们知道海洋中的生命与湖泊中的生命有很大差别，至少在现代世界中，与湖泊相比，海洋拥有远远更加稳定和一致的环境，而湖泊倾向于具有相对于进化率而言存在时间短的特征，”地球科学系的地质学教授Martin Kennedy说。“因此令人吃惊的是，我们发现的最早的动物证据与湖泊有关，这是比海洋远远更加多变的一个环境。”

科学家在中国南方收集岩石样

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发表在7月27-31日的《美国科学院学报》网络版上的这项研究带来了一些问题，诸如地球环境的哪些方面发生了变化从而让动物的进化成为可能。

在他们的研究中，这组作者把重点放在了中国南方的陡山沱组地层，这是最古老的化石层之一，拥有大约6亿年前的保存非常完好的化石。这些化石层没有成年动物的化石。相反，其中许多化石看上去像是一组细胞，这被解释成动物胚胎。

“我们在这个地区的首个不寻常的发现是一种称为蒙脱石的粘土矿物的丰富存在，”该论文的第一作者、在Kennedy的实验室中工作的Tom Bristow说。“在这个时期的岩石中，蒙脱石通常被转换成了其它类型的粘土。然而，在这些华南岩石中的蒙脱石没有进行这样的转变，而且拥有一种特殊的化学性质，如果蒙脱石要形成这种性质，它需要特定的水中环境——这种环境通常见于盐湖和碱湖。

这组科学家的研究包括了收集来自华南的几个地点的数百个岩石样本，利用X射线衍射进行矿物学分析，并收集和分析其他类型的地球化学数据。

“我们所有的分析显示这些岩石的矿物和地球化学性质不符合海水沉积作用，”Bristow说。“此外，我们只在华南的一些地点发现了蒙脱石，而且不像人们认为的海洋沉积物那样均一。这是一个重要的指标，表明了包围这些化石的岩石不是起源于海洋中。几条线索结合在一起向我们表明这些早期动物生活在一个湖泊的环境中。

Ganqing Jiang在长江三峡地区检查陡山沱组地层沉积物。

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Bristow指出，这项新的研究让科学家得以一窥一些早期动物生活在哪里，以及它们生活在什么样的环境中——这是解决关于动物如何以及为什么出现的更广泛的问题所需的重要信息。

“最让人预料不到的是这些最早的化石并没有来自海洋沉积物，”Kennedy说。“同样有可能的是，类似年代或者更古老的生物也存在于海洋环境中，而我们并没有找到它们。但是至少我们的研究表明了早期动物栖息地的范围远远超过了目前的估计，而且提出了令人兴奋的可能性，即动物进化首先发生在湖中，而且与湖泊环境独有的一些环境特征有关。此外，由于湖泊大小有限，而且并不相互连接，可能存在显著的生物平行进化。如今我们必须等着看到类似的化石是否能在海洋沉积物中发现。”

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Kennedy领导着加州大学河边分校的全球气候和环境变化研究生项目，该校的Bristow、Mary Droser 和Arkadiusz Derkowski、内华达大学的Ganqing Jiang，以及加拿大Alberta大学的Robert Creaser参与了该研究；

Kennedy受到了来自美国国家科学基金会以及NASA 外空生物学资助的支持；Bristow于2003年加入加州大学河边分校，他受到了来自美国地质学会的一项学生研究资助的支持。该研究完全是在Bristow在加州大学河边分校期间完成的。2008年，他毕业获得地质科学博士学位，然后进入了加州理工大学工作，在那里他是博士后学者，研究海洋粘土矿物。

加州大学河边分校是一所博士研究型大学，它是一所突破性地探索对南加州内陆、加州和世界各国至关重要问题的活的实验室。加州大学河边分校反映了加利福尼亚多样的文化，它拥有1.7万名学生，预计到2020年将增至2.1万。该校园正在计划建设一所医学院，而且通过该校的棕榈沙漠研究生中心延伸到了Coachella Valley的中心地带。该校每年对加州产生的经济影响超过10亿美元。欲了解更多信息，请访问www.ucr.edu或致电(951) UCR-NEWS。

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