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日科學家認為古大陸漂移引發進化分歧

2017年07月26日 科學探秘-短篇 暫無評論 閱讀 1 次

  由日本東京工業大學生物學家和地質學家組成的一個研究小組近日證實,1億多年前早期高級哺乳動物的進化與古大陸的漂移有著緊密聯繫。當時地球上的一塊超大陸分裂成三塊,而包括人類遠古祖先在內的高等哺乳動物也隨之被分為三個群體。這是日本研究人員經過對基因組的分析以及結合地質學的證據提出的新說法,與以往的認識有很大不同。


  哺乳類動物是距今約2億年前由爬行類中的一部分進化誕生而來的。產卵的單孔目動物鴨嘴獸體現的就是哺乳動物的最原始形態。之後出現了母獸在腹部袋子裡養育後代的有袋目,代表動物為袋鼠。而在距今1億4000萬年前,具有胎盤的高等有胎盤類哺乳動物出現了。


  目前占哺乳類動物種類大多數的有胎盤類大致分為三個群體:一是起源於北美、歐亞大陸(勞亞古陸)的北方獸類,代表動物為猴子和老鼠;二是起源於南美大陸的貧齒類,代表動物為食蟻獸和犰狳;三是起源於非洲大陸的非洲獸類,代表動物為象和海牛。過去人們已知這三個群體是由於大陸的移動,陸地被分離而產生進化分歧,種類也變得更多,而其產生分歧的順序和時期卻一直是眾說紛紜。


  此次日本的研究人員將目光投向一種叫反轉錄轉座子(retroposon)的鹽基配列,這種遺傳物質會隨著進化在哺乳動物的基因組中不斷增加。他們研究了猴子、犰狳和非洲象的鹽基配列,證實這三個群體幾乎在同一時期產生了進化分歧,即這三個群體應該是在同一時期分離開的。


  不過,這個結論卻與地質學上的普遍看法有很大衝突。地質學一般認為,在哺乳類誕生的時候,地球上只有一塊超級大陸———「泛古陸」,後來北半球的「勞亞古陸」首先分離,之後在距今約1億500萬年前南美大陸和非洲大陸也分裂開來。如果按這種說法,應該是北方獸類首先產生進化分歧才對。


  為解開這個謎團,研究小組又開始在地質方面展開研究。他們發現,大陸的分裂始於地下的岩漿上升撕裂地表,形成溝壑後海水進入,而以溝壑下方被稱為中央海嶺的地方為中心,隨著岩漿的湧出海底不斷擴大,大陸也因此被大海分離開來。岩漿在冷卻下來變成岩石的時候,會具有一種記錄當時地球磁場方向的特性。過去在地質學上,人們就是通過調查殘留在海底地殼中的這種「磁場化石」來弄清大陸的分離時間。


  但是,由於陸地生物在地表割裂,海水進入的階段,生存區域就已經被分離開來,因此其分離時間其實與調查海底熔岩所獲取的大陸分離時間並不同步。為了查明陸地生物生存區域的分離時間,研究小組詳細調查了各種數據,如開發油田時獲取的地質挖掘數據以及海平面變動數據等等,最終再現了當時的古大陸海岸線情況。


  結果發現,南美大陸和非洲大陸的分離應上溯到距今約1億2000萬年前(早白堊世),與「勞亞古陸」的分離幾乎是同一時期。從而在地質學上為有胎盤類哺乳動物由於大陸分裂產生同步進化分歧找到了證據。


  研究人員認為,此次利用生物學與地質學相互印證,不但弄清了有胎盤類哺乳動物的進化分歧時期,還顛覆了地質學上的一個舊有常識,這種創新式的研究方法值得推廣。


  地質研究證實,各大陸以幾億年為週期,反覆的聚合分離,而現在各大陸正受地幔對流的推動,緩慢的向亞洲大陸移動,在約2億5000萬年後,所有的大陸又會重新聚合成一個新的超級大陸。而到了那個時候,大陸上的生物進化又會有怎樣的情景發生呢?


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