首页 > 文章中心 > 多细胞生物的起源

多细胞生物的起源

前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇多细胞生物的起源范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

多细胞生物的起源

多细胞生物的起源范文第1篇

李贺安

“五一”期间,我去参观了柳州市博物馆。令我印象最深刻的是“古生物化石馆”展示的《生命之旅》,馆里陈列着从早生代到新生代各类生物化石,清晰地展现了地球上生命的起源及进化过程。这些化石种类丰富,时间跨度长,包括各类质地清晰、千姿百态、栩栩如生的古生物化石标本,一片化石就是一幅精美的艺术珍品,犹如世界上最精美的文字、最生动的语言,记录和凝固了生命进化历程和各个地质时期的演变情景。

经过了解,地球上原来是没有生命的。最早的生命起源于36亿年前的海洋,由许多矿物质元素合成有机物质,再在漫长的岁月里,经过地球环境变化,有机物质演化成单细胞生物,于是,地球生命就诞生了!

多细胞生物的起源范文第2篇

寒武纪物种大爆发历来是神创论者反对进化论的一个理由。自从澄江动物群被发现并引起轰动后,经过一些媒体夸大其词的宣扬和某些传教士的有意歪曲,

“进化论解释不了寒武纪物种大爆发”的论调颇为流行。21世纪初,由中国科学院南京地质古生物研究所陈均远、云南大学侯先光和西北大学舒德干主持的“澄江动物群与寒武纪大爆发”项目获得国家自然科学奖一等奖,已被发现20年的澄江动物群一时又成为新闻话题。这些报道大同小异,其中新华社的报道是这么说的:

“地球上的生命何时大量出现?‘寒武纪大爆发’究竟产生了什么?中国科学院、云南大学和西北大学的科学家陈均远、侯先光和舒德干历时20年,共同完成了‘澄江动物群与寒武纪大爆发’科研项目,通过对澄江动物群化石的发现和研究,在世界上首次揭示了‘寒武纪大爆发’的整体轮廓,证实几乎所有的动物祖先都曾站在同一起跑线上。

“澄江动物群因1984年7月1日在云南省澄江县首次发现而得名,是寒武纪早期的一个多门类动物化石群,不仅动物类型多,而且十分珍稀地保存了生物的软体构造,首次栩栩如生地再现了远古海洋生命的壮丽景观和现生动物的原始特征。

“三位科学家说,‘澄江动物群的地质年代处于寒武纪大爆发时期,让我们如实地看到5.3亿年前动物群的真实面貌。各种各样的动物在寒武纪大爆发时期迅速起源,现在生活在地球上的各个动物门类几乎都已出现,而不是经过长时间的演化慢慢变来的’。”

如果如这三位科学家所言,各个动物门类“不是经过长时间的演化慢慢变来的”,那么它们又是怎么来的呢?他们的言下之意是在较短的时间内快速演化而来的(“演化”和“进化”在生物学上为同义词,都是英文evolution的翻译,下面依据一般习惯用“进化”),但是语焉不详,记者又未做补充,于是在一些人听来,竟然就是在否定动物是进化而来的。一家著名网站在转载这则报道时,用的标题赫然就是“澄江动物群证实几乎所有动物并非演化而来”,去掉了“慢慢”两字。这一改变非同小可,等于是完全否定了进化论,于是由生物进化的速度快慢之争,变成了生物进化的有无之争了。《科技日报》有关报道的题目干脆就叫“澄江动物群揭寒武纪之谜中国学者挑战进化论”!另外一种常见的说法则是“寒武纪大爆发挑战达尔文”,不仅大众媒体、基督教的宣传品这么说,而且某些专家的文章也这么说。那么,达尔文进化论到现在是否还只是科学假说?它是否面临着生物学新发现的挑战呢?我们得先看看达尔文进化论说的是什么。

达尔文提出的进化论主要包括四个子学说:

一,一般进化论:物种是可变的,现有的物种是从别的物种变来的,一个物种可以变成新的物种。这一点,早已被生物地理学、比较解剖学、比较胚胎学、古生物学和分子生物学等学科的观察、实验所证实,我们现在甚至可以在实验室、野外直接观察到新物种的产生。所以,这是一个科学事实,其可靠程度跟“地球是圆的”、“物质由原子组成”一样。在今天,除了极其个别的由于偏见而无视事实的人,实际上已无生物学家否认生物进化的事实。

二,共同祖先学说:所有的生物都来自共同的祖先。分子生物学发现了所有的生物都使用同一套遗传密码,生物化学揭示了所有生物在分子水平上有高度的一致性,最终证实了达尔文这一远见卓识。所以,这也是一个被普遍接受的科学事实。

三,自然选择学说:自然选择是进化的主要机制。自然选择的存在,是已被无数观察和实验所证实的,所以,这也是一个科学事实。但是,现在学术界一般认为,自然选择的使用范围并不像达尔文设想的那么广泛。自然选择是适应性进化(即生物体对环境的适应)的机制,对于非适应性的进化,有基因漂移等其他机制。也就是说,不能用自然选择来解释所有的进化现象。但考虑到适应性进化是生物进化的核心现象,说自然选择是进化的主要机制,也是成立的。

四,渐变论:生物进化的步调是渐变式的,是一个在自然选择作用下累积微小优势变异的逐渐改进的过程,而不是跃变式的。这是达尔文进化论中较有争议的部分。在达尔文在世时以及死后相当长一段时间,大部分生物学家,特别是古生物学家,都相信生物进化是能够出现跃变的,认为新的形态和器官是源自大的跃变,而不是微小的变异在自然选择的作用下缓慢而逐渐累积下来的。包括赫胥黎在内的一些古生物学家由于强调生物化石的不连续性,而持这种观点。在遗传学诞生之后的一段时间内,早期遗传学家由于强调遗传性状的不连续性,也普遍接受跃变论。在20世纪40年代,“现代综合”学说将遗传学和自然选择学说成功地结合起来,渐变论逐渐占了优势。但是近二三十年来,古生物学和进化发育生物学的研究表明,在生物进化过程中很可能是渐变和跃变两种模式都存在的,跃变论又有抬头的趋势。不过,进化论所说的跃变,除了某些非常特殊的情形,并非是指在一代或数代之间发生的进化,而可能经历了数千年、数万年乃至数百万年,只不过以地质年代来衡量显得很短暂而已。

寒武纪大爆发挑战的就是渐变论,但是并不能否认渐变论。它即使成立,也不过表明进化有时候是能够以跃变的方式进行的,并不能否认进化在其他时候是以渐变的方式进行的。寒武纪大爆发更不会挑战进化论。几乎所有动物的“门”都在寒武纪早期出现,绝不意味着这些动物祖先不是进化而来的,更不意味着它们之后没有发生进化。神创论者在介绍寒武纪大爆发时,试图给人这种印象:几乎所有的动物都是同时突然出现的,以后只有灭绝而没有进化。其实完全不是这么回事。第一,在寒武纪之前,动物已经过了漫长的进化过程。自20世纪50年代以来,古生物学家已在世界各地30余个地方发现了大量的寒武纪之前的多细胞生物乃至动物,数量最多、最为闻名的在四个地方:澳大利亚的埃迪亚加拉山、加拿大纽芬兰的错误点、俄罗斯的白海海岸和纳米比亚。此外还有中国瓮安动物群,据称是迄今发现的最古老的实体化石动物群。这些寒武纪之前的多细胞生物包括软珊瑚、海蜇、蠕虫和其他稀奇古怪的生物。对这些多细胞生物是否是寒武纪动物的直接祖先,以前存在着争议,因为在1995年之前从这些多细胞生物到寒武纪动物之间还存在一段地质空白。所以有专家主张这些早期多细胞生物全部灭绝,在寒武纪的时候又再来一次从单细胞到多细胞的进化。1995年,古生物学家在纳米比亚的火山灰层中发现了大量的寒武纪之前的多细胞生物,恰好补上了这段空白,所以,现在已经很少有专家怀疑前寒武纪的多细胞生物和寒武纪的动物没有相承关系。第二,寒武纪的动物并不是“同时”出现的,而是持续了几百万年,这在进化史上当然是“短时间”,但对神创论来说,却长得不可思议。第三,“几乎所有动物的门”在寒武纪地层出现并不等于“几乎所有动物的种”在那时候都已出现。事实上,寒武纪的动物通常只是那个门的原始物种。之后几乎全都灭绝了,后来的物种是进化来的。比如。寒武纪只存在少数几种原始的脊索动物,而丰富多彩的脊椎动物各类群,包括鱼类、两栖类、爬行类、哺乳类和鸟类,都是在寒武纪之后从原始脊索动物逐渐进化来的。现代脊椎动物各物种都已有了几亿年的进化史。

为什么几乎所有动物的门会在较短的时间(数百万年)内进化出来,生物学家提出了不少的解释,目前较为广泛接受的是Hox基因调控理论。Hox基因是一种“同源异形”基因,是动物形态蓝图的设计师,在发育过程中控制身体各部分形成的位置。如果同源异形基因发生突变,会使动物某一部位的器官变成其他部位的器官,叫做同源异形。Hox基因在所有的脊椎动物和绝大部分无脊椎动物中都存在,调控的机理也相似,这表明它可能是最古老的基因之一,在最早的动物祖先中就已存在。Hox基因的突变在胚胎早期引起的变化不大,但随着组织、器官的分化定型,突变的影响逐步被放大,导致身体结构发生重大的改变。这可以解释寒武纪物种大爆发。那时候基因结构、发育过程都较简单,Hox基因的突变容易被保留,结果导致了身体结构的多姿多彩。

多细胞生物的起源范文第3篇

在前寒武纪开始不到1000万年的时间里,地球上突然出现多门类多细胞的高等生命,生命演化史上的这一突发事件,科学家称之为“寒武纪大爆发”。

1984年7月1日,中科院南京地质古生物研究所侯先光教授在云南的澄江发现了澄江动物群――“寒武纪大爆发”的产物,这是闻名中外的保存完美的软躯体化石群。它被誉为“20世纪最惊人的发现之一”,是探讨地球早期生命起源和进化的独特窗口。澄江动物群生动如实地展现了5.3亿年前海洋生命的壮丽景观和后生动物的原始特征。它表明在5.3亿年前,即寒武纪开始不久,几乎现今的各个动物门类:从海绵动物到脊索动物,都出现了各自的代表。据统计,今天的生物界约有植物40万种,动物100万种,化石种类包括植物约25万种。地质历史中曾出现的生命约500亿种。所有这些生物都能归人这35个门类中,而且这些物种的祖先全都出自于“寒武纪大爆发”。

1859年,英国生物学家达尔文发表巨著《物种起源》,创立了进化论,从此在人们心中牢牢树立了进化观念。达尔文认为:生命的形成与发展是以自然选择和变异为动力,通过迁移和演化,由低等向高等,由简单向复杂地发展。而且每一个物种最初都产生于一个单独的地点(即一个物种只有一个起源中心)。根据现代生物学的研究,种存在的时限为500万年,属的时限为2000万年,生命形成一个新物种的最短时限为5.5万年。这样看来,形成生物更高级别的分类单元如科、目、纲、门的时限就无法估量了。进化论的这些原则很难解释在寒武纪开始不到1000万年时间内生命就完成了从低等到高等的飞跃。寒武纪大爆发证明,早期生命的进化并不是达尔文认为的渐进的“演化树”式的进行,而是爆发式的“灌木丛”式的迅速进行。各种实验型的动物大规模出现、突变,形成一幅壮丽、恢宏的生命画卷。

澄江动物群包含了将近180个化石种,形象地描绘了寒武纪生物的快速演化及辐射发展。但是这里的“快速”、“爆发”是以地质时代为尺度,相较整个地球历史来说的。而并不是像人们想象的那样,“绝大多数动物门类在寒武纪就像爆炸那样突然出现”。

用科学的方法分析,澄江动物群并不是上帝的恩赐,而是一个自然演化的过程,是各种物质因素的综合诱导,从量的积累到质的飞跃。科学家们一直都在探索寒武纪的生物为何把自己设计成各种稀奇古怪的样子。

科学家已经找到了一些生命自身的变化,以酝酿大爆发。内因之一是出现了性别分化,为生命从数量上增加打开了缺口。一般来说。生命的繁殖,无性繁殖比有性生殖更为简单省力,但过程慢得多。相较无性生殖一分为二的过程,有性生殖一次就能产生成千上万的后代,双亲的遗传物质发生重组,从而大大加快了后代变异性状的出现几率,为自然选择提供了源泉。有性繁殖出现后,先有了物种个体数量的大幅增加,然后有了多种类的爆发。当然生命也为此付出了代价,这就是死神的降临,只有遗传基因是永存的。内因之二,寒武纪初期,生物组成基因数目达到临界点。在5.6亿年~5.3亿年前的3000万年间,生物基因由简单的6个~8个不断扩增到40个~50个的临界点,直接导致生物形态多样化发展。内因之三,生物之间的竞争、共生关系可能产生新物种。例如,寒武纪初期的钙沉淀细菌与软体动物共生导致基因重组产生带壳动物。

生命的演化进程除自身的因素外,还与外界因素有着密切的关系。众多互不相干的生物门类同时卷入了寒武纪早期生命辐射演化和生物矿化事件,除了生命具备的条件(内因)外,还与我们所知不多的当时全球性环境变化(外因)有关。外因之一,寒武纪初期大气含氧量上升。地球经过太古宙、元古宙将近40亿年的演化,火山活动和外星碰撞减少,安宁了许多,大气中的二氧化碳大部分转移到了海水中,形成碳酸钙,成为岩石圈的一部分,把位置让给了氧气。再加上大量藻类辛勤的劳动,氧气含量急剧上升。科学家估计,到寒武纪初期,大气中氧气的含量已达现在的10%,大大激发了生命生活方式从厌氧到好氧的转化,从而加快了细胞的进化活动,促使较大的复杂动物出现。外因之二,海水中磷的增加。数十亿年的火山活动和地表水侵蚀岩石圈,使得海水中的磷含量稳步上升,形成全球性的元古宙末期大型磷矿床。近海岸河流人海口附近的微小生命结合水中的磷、钙元素形成内外骨骼来逃避天灾。当这些自养生物发展到一定程度,超过环境承载量,便开始互相吞食。从此引发“军备竞赛”,用磷、钙做出“刀枪”、“盔甲”,摩拳擦掌,大干一场。外因之三,“雪球事件”的结束。在元古宙末期,地球上的大部分地区被冰川覆盖,称为“雪球事件”。这个冰封时期长达千万年,生命调整自己的适应能力,一组组实验基因被组合,老弱病残被淘汰,只有最优秀的遗传密码,最顽强的生物被挑选出来。冰期过后,地表开始升温,海平面上升,大陆架面积增大。产生了基本的大气分带和复杂多样的环境。经历了冰封洗礼的优秀分子为适应多样的环境,种类和数量都急速扩张。外因之四,地球在宇宙中的恰当位置开启了生命遗传密码。现代天文学告诉我们,地球除了自转,还绕太阳公转,还与太阳系一起绕银河系中心运动,整个银河系还绕宇宙中心运动。这个过程中,时刻变化的宇宙射线会直接接触到组成生命的元素的原子结构,引发基因重组。基因急速重排、扩增,表现出来的形式就是生命的多样化。

5.3亿年前的澄江帽天山地区是一片温暖的热带浅海湾,孕育着地球早期的“先民”。现在就让我们乘着想象这艘“潜水艇”回到遥远的寒武纪海洋,看看围绕在我们周围的各种奇异生物吧!

首先你绝对不会错过奇虾这种寒武纪的海洋巨无霸。它是寒武纪的顶级猎食者,当时的动物平均大小只有几毫米到几厘米,它却能长到2米以上!它拖着长长的扫帚形尾叉,目空一切地遨游在海洋中上层,用长在长柄上的一对巨眼扫视着周围水域,寻找它最爱的食物――瓦普塔虾(在奇虾消化道和粪便中发现大量瓦普塔虾残骸化石)。当有瓦普塔虾游近它,奇虾就会用寒武纪第一兵器――原鳌肢(一对锯子般的附肢)迅速钳住它,并把它送入口中,可怜的瓦普塔虾就这样化为碎片了。以奇虾为代表的多种大型猎食动物的发现意味着,在寒武纪早期海洋生态系统已经存在相当完整的生态金字塔。而奇虾的发现也和它本身一样充满传奇色彩。

1892年,怀特乌斯描述了采自加拿大斯特劳山奥古格匹斯页岩的奇虾附肢化石,他认为是一种缺失头部的虾状节肢动物化石,因此命名“奇虾”。1911年,瓦尔考特发现它的环状口器,解释为水母状生物。后来,又有缺失腿部的奇虾化石被发现,科学家们感到非常奇怪,如此庞大的节肢动物竟然没有腿?直到澄江帽天山的目前最完整的奇虾化石出土,人们才有幸一睹它的真面目。

有了奇虾这样的巨怪,瓦普塔虾只能小心翼翼地成群活动。它们在海底觅食,在当时十分常见,是原始消费层的主要成员。

随处可见星口水母钵成群四处飘荡,它们借着水流推动着长约15厘米的圆盘形身体,让长在身体一侧的触手旋转来滤食。身体还能变形,扬“帆”漂移,偶尔也会用触手鞭打几下,奋力一游。

在星口水母钵身上,你能发现地球上的步行先驱――怪诞虫(两者化石常保存在一起)。它长约2厘米,用10对末端带钩、不分节的软腿(叶足)攀附在星口水母钵上。背上还生有7对长长的硬刺。同样,它的得名也是出于科学家的震惊,1977年英国古生物学家莫瑞斯误把怪诞虫的腹背颠倒了,想象它是靠腹部的硬刺行走,而用背部的触手游泳!这个错误也由澄江的完整化石更正了。

怪诞虫还有种同样怪诞的表亲――微网虫,它也常攀附在星口水母钵上。毛虫状的它长约8厘米,身体两侧却长着9对骨板。这些网状骨板精细无比。酷似三叶虫的复眼。于是它又被叫做“九眼精灵”。至于这些骨板是否真是复眼,目前尚无定论。有学者认为骨板是连接身体和腿的“膑骨”,还有学者认为这些管道是物质交换和呼吸的通道。微网虫让科学家摸不着头脑,它的头到底在哪一端?最初科学家将它较粗的一端解释为头,后来经过对比同时期动物结构,基本确认较细一端才是它的头。

接着我们把目光投向海底,各种各样的海绵动物五彩斑斓,令人眼花缭乱。在这些林立的“大厦”中,最高大的莫过于对角四层海绵,它们是多细胞集合体与多细胞动物之间的过渡型生物,一辈子固着在海床上,过滤海水。获取食物(腐烂的有机质、菌、藻类,生物幼体和溶于水中的氨基酸等),长得越高,过滤的海水也就越多。为了支撑高大的身体,它长出脚手架般的四层纵横交错的钙质骨针。第一层横向骨针,第二层纵向骨针,第三层右斜向骨针,第四层左斜向骨针――由此得名对角四层海绵,澄江动物化石群中的海绵化石是目前保存层位最低,保存大量完整海绵骨骼化石的唯一产地。

与之相比,先光海葵则秀美得多。有16条触手的它美丽多彩,素有海之花的美名。身为刺细胞动物的它比海绵更先进,具有初级的组织分化和原始的神经系统,可算是真正意义上的多细胞动物。但千万别被它美丽的外表给骗了,它们是天生的杀手,看似花瓣的触手中富含刺细胞,随时准备着向经过的动物放冷箭。刺细胞动物包括水螅、海葵、珊瑚和海蜇等,是最原始的后生动物。

底泥中还生活着各种腕足动物和软体动物:日射水母贝――披着圆形外壳的它周身长满纤毛,如太阳光向四周放射,1987年发现时被误认为是水母,命名为“日射水母”,1992年科学家们才重新把它定为腕足类动物。豆芽形的小舌形贝与现代的海豆芽极为相似,被认为是慢速进化的典型代表,从而成为渐变论的重要支持证据。长锥形的软舌螺长度可达3米,口端有一个盖,两端伸出它一对弯月般的附肢。它是软体动物最古老的代表,在寒武纪和奥陶纪盛极一时。

穿梭于“大厦”和“花丛”中的则是我们早已熟悉的三叶虫――曾经是寒武纪的代表。它们得名于横向纵向均分三块的背板,是寒武纪最常见的动物类群之一。其中还夹杂着各种别的节肢动物。仔细看,你会发觉它们的形状、大小各不相同。科学家们充分地发挥了想象力为它们命名:以发现地点命名的抚仙湖虫、跨马虫、云南头虫,加拿大虫;以发现者名字命名的周小姐虫、纳罗虫、始莱得利基虫;根据奇特外形命名的菱头虫、海怪虫、灰姑娘虫、中华月亮谜虫等等。

最后想看看人类的祖先吗?我们去看云南虫!先做好心理准备,它毫不起眼,看上去就像条灰色小蠕虫,以s状扭动着身体,小心翼翼地游动在海中,生怕被奇虾等猎食动物发现。在节肢动物横行的年代,不具硬壳的我们的祖先如此卑微,似乎就要从进化之梯上滑落下来。但正是它具备了当时最先进的(同时似乎也是不必要的)结构――脊索。现今一切脊椎动物都由它们发展而来,脊椎能使动物拥有巨大而又灵活的身体(就像恐龙那样),还能使动物脑体积“”般的发展,最终才有我们人类的诞生,也让地球步入智能时代。

试想当时的脊索动物要是真被淘汰了,就不会有恐龙时代和我们人类社会。取而代之的将会是怎样的世界?会由直立的节肢动物统治地球吗?打开电视(如果它们发明了电视)会出现各种虫鸣吗?也许在它们家中还会饲养着云南虫这样的脊索动物作为宠物吧?

多细胞生物的起源范文第4篇

关键词:磷酸盐化 胚胎化石 埋藏学 瓮安生物群

中图分类号:Q91 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)011-109-02

1 引言

瓮安生物群是发育于贵州省瓮安地区震旦纪陡山沱期含磷地层中的一个多门类、种属丰富、类型多样、保存完美的晚前寒武纪化石生物群。除了蓝细菌、多细胞藻类等化石外,瓮安生物群还发现少量可疑的后生动物幼虫等成体化石。化石保持良好的立体形态,许多特征为其与现生动物对比、鉴定生物属性提供了依据。这些化石证据有可能反映原生状态下动植物生存、进化的情况。

2 瓮安生物群胚胎化石研究历史

瓮安生物群中动物胚胎化石报道后一段时间内,这些球状微体化石的属性问题一直存在争论。1995年,薛耀松等首先发现瓮安陡山沱组上磷矿段的球状微体化石中存在多分体结构,随后将其归属至大型真核绿藻。1998 年,Xiao等认为这些球状微体化石和团藻相比,两者表面纹饰、分裂方式差异显著。Xiao等认为此类化石应属于卵裂阶段的动物胚胎,并与现代动物休眠卵进行形态学上的对比。后来, 随着更多证据的发现,动物胚胎的解释得到普遍认同。

2007 年,Bailey等通过研究认为陡山沱组保存的形态各异的分裂球形化石可能是硫细菌,这个结论是在与非洲氧化硫细菌Thiomargaritasp.比较得出的。这一研究结论发表后,再次引发对球状微体化石属性的讨论。对“硫细菌假说”,Xiao 等论证了化石从纹饰、个体比例、保存方式等四方面桶硫细菌的差异,否定了“硫细菌假说”的合理性。此后在三峡地区陡山沱组硅质结核中发现的特殊滞育胚胎化石Tianzhushaniasp.有力的支持了动物胚胎化石的解释。

3 磷酸盐化胚胎化石的埋藏学研究

20 世纪90 年代,多位研究者报道了磷酸盐化胚胎。这些发现反映出磷酸盐矿化在化石精细结构保存方面的突出作用。瓮安生物群中磷酸盐矿化胚胎化石分别保存在瓮安含磷段灰色含磷碳酸盐岩和黑色含磷碳酸盐岩两种不同的岩段内。陈均远将这两种岩性所代表的埋藏相命名为灰色富氧含磷埋藏相和黑色含磷埋藏相。这两种岩段体现的是两种不同的沉积环境和,最终的保存状况也彼此存在差异。

水动力活跃的浅海海域是灰色富氧含磷地层主要发育的环境。在沉积物与水层之间的界面上,卵、胚胎和幼虫在地质历史时期发生了磷酸盐矿化的过程。带有丰富无机和有机养分的涌升流周期性涌入海水底层的沉积区,有机质氧化后释放的磷在其中富集,形成了富磷的底水。底水可将卵和胚胎不断的磷酸化,并在海底表面形成一层薄薄硬底。在风浪和底流的作用下会打撒与下伏灰泥均匀混搅,导致含有胚胎的内砾屑多数以悬浮的方式分布于灰泥基质中。

瓮安含磷段黑色含磷碳酸盐岩为典型的黑色含磷埋藏相沉积。海藻化石和有机质的出现表明此环境下海藻和蓝藻曾大量出现。这些藻类死亡后,腐烂会消耗大量氧气,不利于动植物生存,但缺氧环境可以延长生物的腐解时间,便于生物易腐结构保存。所以在瓮安黑色含磷段中出现了相当数量的胚胎化石、海藻化石共同存在的情况。

黑色含磷埋藏相中,有机质含量较高。沉积物发生类似脱水现象。细胞原有的三维特征被精确的保存下来。胚胎内部空腔还可以观察到软泥充填。卵裂球构造在瓮安的黑色含磷埋藏相和灰色富氧含磷埋藏相中都有大量分布。但是,原肠胚化石的细胞结构的精美保存主要分布在缺氧环境的黑色含磷埋藏相中,而富氧环境的灰色含磷埋藏相中,有原肠胚细胞结构的化石非常少见。在黑色含磷埋藏相中,原肠胚化石的胚层及细胞结构常以独立的方式存在。并独立出现了胚层及其细胞构造。这些构造与沉积成岩作用不相关,它们应该是生物的原始构造。

4 磷酸盐化胚胎化石的埋藏学研究意义

在研究早期后生动物的起源及演化和胚胎生物学方面,磷酸盐矿化胚胎化石提供了重要资料。近年来,部分学者建立了一些磷酸盐矿化的胚胎化石保存了完好的三维模式以及完整的发育序列。为早期后生动物的起源、分类、谱系演化及发育生物学的研究提供了实证资料。

但是,尽管拥有保存完整的个体化石,恢复陡山沱化石生存古环境的工作才刚刚起步。应该特别注意的是,古磷酸盐的再沉积将会对这一环境分析做出一定的限制。目前,这些动物胚胎化石的生物属性及其所反映的生物环境信息是今后一段时间工作的重点。同时,关于属性争议,正是由于化石不完全的精细保存引起的。不同的研究人员对保存的结构现象有着不同的解释,需要研究者将更多的精力投入到这些化石的保存条件中。

参考文献:

[1] Xiao S H,Yuan X L,Knoll A H.Eumetazoan fossils in terminal Proterozoic phosphorites.PNAS,2000(97):13684-13689.

[2] Chen J Y,Oliveri P,Li C W,et al.Precambrian animal diversity:Putative phosphatized embryos from the Doushantuo Formation of China.PNAS,2000(97):4457-4462.

[3] 薛耀松,唐天福,俞从流,等.贵州瓮安-开阳地区陡山沱期含磷岩系的大型球形绿藻化石[J].古生物学报,1995,34(6):688-706.

[4] Xiao S H,Zhang Y,Knoll A H.Three-dimensional preservation of algae and animal embryos in a Neoproterozoic phosphorite[J].Nature,1998(391):553-558.

[5] Bailey J V,Joye S B, Kalanetra K M,et al.Evidence of giant sulphur bacteria in Neoproterozoic phosphorites[J].Nature,2007(445):198-201.

[6] Xiao S,Zhou C,Yuan X.Undressing and redressing Ediacaran embryos[J].Natrue,2007(446):E9.

多细胞生物的起源范文第5篇

关键词:  角质细胞生长因子;成纤维细胞;上皮细胞;细胞凋亡

1  KGF及其分子结构

1.1  KGF的分子结构  KGF基因编码194个氨基酸残基的蛋白质,包含一个供分泌的信号肽和N端的糖基化位点。由于N端没有糖基化,在细菌中表达的KGF为21 kD的蛋白分子[3],而哺乳动物细胞产生的KGF因N末端糖基化及与多肽链结合的糖蛋白不同,分子量为26~28 kD的单链多肽[1]。重组KGF比天然KGF的有丝分裂原性的专一活性高10倍左右,不经糖基化修饰是否是KGF有丝分裂原活性提高的原因尚待进一步研究[4]。蛋白肽链氨基酸序列分析表明,KGF与FGF家族的其它成员相比,在多肽链C端有35%~45%的同源性,而KGF端的64个氨基酸是独特的[5]。

1.2  KGF的表达及调控  已经证实,胚胎、新生儿和成人上皮细胞起源的成纤维细胞和来自肺、肝、角膜、皮肤、乳腺、胃肠道、肾、膀胱、前列腺、卵巢等器官的间质细胞以及血管内皮细胞、平滑肌细胞均可表达KGF,而内皮细胞、淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞、黑色素细胞不表达KGF[6,7]。上皮细胞表达其特异受体KGFR,KGF主要以旁分泌的方式发挥生物学功能。以往认为上皮细胞不表达KGF,但最近实验发现前列腺上皮细胞和前列腺癌[8]细胞以及卵巢上皮细胞和卵巢癌上皮细胞[9]以自分泌方式表达KGF,成人脑组织亦有表达[10]。KGF的表达受IL1、IL6、TGFα等许多细胞因子的正调控。IL1是最强的诱导剂,在肺和真皮的成纤维细胞中,从RNA和蛋白质水平都可证明此诱导作用的存在。KGF的表达还受激素的正调控。在人前列腺中,雄激素二氢睾酮刺激KGF mRNA及蛋白的表达[11],而雌激素17β雌二醇促进乳腺基质KGF mRNA及蛋白表达[12]。甲状旁腺激素相关蛋白(PTHrP)通过旁分泌的途径显著地提高上皮成纤维细胞中KGF mRNA、蛋白的表达及分泌[13]。

1.3  KGF受体(KGFR)的结构  KGFR是酪氨酸蛋白激酶型受体(PTK)的家族成员,它和bek/FGFR2基因是相同基因在转录过程中剪切不同的外显子形成的剪接变异体。KGFR的配体结合区除信号肽外,还含有2个或3个免疫球蛋白(Ig)样结构域,在IgⅠ和IgⅡ 结构之间含有主要由天冬氨酸和谷氨酸等8个氨基酸构成的酸性氨基酸序列。在第三个Ig样结构中有一部分呈突起状。第一个被克隆出来的KGFR含有IgⅡ和IgⅢ两个Ig样结构,以后从人或小鼠乳腺上皮细胞克隆出来的KGFR均含有三个Ig样结构,但它们具有同样结合配体的能力,提示IgⅠ结构域不参与配体的结合。第三个Ig样结构的羧基端和相邻柄区的49个不同顺序的氨基酸序列决定了KGFR和bek/FGFR2基因与配体结合的特异性差异,此区两者的同源性仅为47%[5]。KGFR IgⅢ羧基端区域是KGF的结合域[14]。KGFR上的糖蛋白是KGFR与KGF结合所必需的基团,不同的糖基影响不同组织KGFR和KGF的亲和性[15]。

相关期刊更多

中华临床营养

CSCD期刊 审核时间1-3个月

中国科学技术协会