這團神祕的東西，是地球上最古老的動物之一

本週有一篇發表在《科學》（Science）期刊的新研究，是研究人員利用現代科技重新審視這種古老生物。他們的研究結果、再加上其他更多證據，指出Dickinsonia可能是迄今所發現的最早動物之一，比5億4100萬年前、也是現存大部分主要動物類群起源的寒武紀大爆發更早。

「這其實已經是我們的一員了，」這項研究的作者、澳洲國立大學（Australian National University）的古生物地球化學家裘森．布洛克斯（Jochen Brocks）說。「牠是動物。」雖然Dickinsonia最後還是滅絕了，但這種動物是早期多細胞生物實驗的諸多物種之一，而這些實驗最終造就了我們現代的動物大觀園。

「我認為這多少算是解決了我們對Dickinsonia認知的困惑之處。」加州大學河濱分校 （University of California, Riverside）的古生物學家瑪莉．卓瑟（Mary Droser）說，她並未參與這項研究。

在過去幾年，她解釋，古生物學家根據對Dickinsonia印痕的研究，已大致達成共識，認為Dickinsonia是一種動物。新研究基於這項證據、再繼續深入探討，運用化學來支持這種動物假說。「對於把Dickinsonia放入地球的動物演化脈絡真的非常有幫助。」卓瑟說。

何謂埃迪卡拉生物？

埃迪卡拉生物在1946年首度於澳洲南部弗林德斯山脈（Flinders Ranges）的埃迪卡拉丘陵（Ediacara Hills）所發現，這群演化上的怪咖跟現生生物非常不一樣。埃迪卡拉生物「怪得就像另一個行星的生物，但比較容易接觸到，」古生物學家阿道夫．賽拉赫（Adolf Seilacher）在一篇於2007年刊登在《倫敦地質學會特刊》（Geological Society of London, Special Publications）的論文中如此描述。

牠們的出現，標示著演化正在測試生物從小型轉變成大型時的體型呈現。目前已知的埃迪卡拉生物有50多種類型，而且除了南極洲以外，每個大陸都發現過。

藉由研究大型生物是在什麼時候突然出現在地球上，科學家就能更深入了解複雜生物的形成。這項研究也可以帶出一些關於生物如何出現在那個遙遠世界的相關線索。而相較於在其他行星上的那些唬人研究，「回到過去、看看生命在地球上如何展開，真的是便宜多了。」卓瑟說。

如何研究不存在的東西

研究埃迪卡拉生物的挑戰之一，就是保存的問題。牠們柔軟的身軀早就爛光光了，又沒有骨骼或外殼可以留存在化石紀錄中。這就代表我們多半是靠著這些遠古居民留下來的印痕或痕跡，才能看到牠們的外型──有許多細緻的特徵，從粗糙的痕跡裡根本看不出來。這些生物也是演化樹上相當早期的成員，跟現今的生物大不相同，所以很難將牠們歸類。1980年代，甚至有學者提出，埃迪卡拉生物應該自成一個已滅絕的界。

過去的研究都集中在Dickinsonia遺留痕跡的物理性分析－－生長與發育、動作的證據、體型大小，還有複雜程度。在這項最新研究中，科學家為了尋找新線索，轉而運用名為固醇類（sterols）的分子生物標記。許多動物都會製造固醇，但每個類群都稍有不同。

動物製造的是名為膽固醇（cholesterols）的固醇，「就像我們在麥克雞塊裡找到的。」布洛克斯開玩笑說。不過埃迪卡拉生物可沒吃油炸食品。這類化合物幾乎在所有動物的細胞膜上都扮演著非常重要的角色，協助控管進出的物質。

科學家早就開始利用生物標記分析的方法，在大量沉積物中尋找藻類。「在這個例子裡，你得到的會是當地生態系的平均組成，」伊利亞．巴布羅斯基（Ilya Bobrovskiy）說，他是這項新研究的主要作者，也是澳洲國立大學的博士生。

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因為埃迪卡拉生物留下的大多是外型的印痕，從來沒有人嘗試去測試這些古老怪咖的生物標記。然而，某些埃迪卡拉生物的印痕化石上仍保有一層薄薄的有機物質。而巴布羅斯基認為，這些有機薄膜上的碳質鍵結，或許就藏著這些奇特生物真正身分的祕密。

巴布羅斯基的指導教授布洛克斯原本抱持懷疑態度。「我起先覺得這是很瘋狂的想法。」他說。但為了不要打擊這個雄心勃勃的學生，他還是讓他去做了。

後來的分析結果有什麼意義？

巴布羅斯基開發出一種方法，用於測試埃迪卡拉生物殘留在化石上的固醇，並與從周遭岩石中萃取出來的生物標記結果比較。

為了測試這種作法，巴布羅斯基最先研究的是埃迪卡拉生物群中的Beltanelliformis化石。這種生物過去曾被認為跟藻類、真菌、甚至水母相關。結果其生物標記卻指出那是藍綠藻的球狀群落。今年稍早，他們將這項分析發表在《自然－－生態學與演化》（Nature Ecology and Evolution）期刊上。

團隊接著轉向Dickinsonia，並從俄羅斯西北部的白海（White Sea）地區採集樣本。

「這些化石的分子組成和化石周遭海床的分子組成真的黑白分明。」布洛克斯說。化石痕跡中含有大量的古老膽固醇──高達93%──顯示這是動物。而周遭海床的含量則很少，含量較多的反而是麥角類固醇（ergosteroids），顯示有綠藻存在。

這項分析簡單俐落，也是讓這項新研究顯得非常了不起的部分原因。「想解決這個問題，這是一種非常有創意的方法，」並未參與這項研究的史丹佛大學（Stanford University）微生物學家寶拉．韋蘭德（Paula Welander）說，「這就是那種『以前怎麼都沒有人想到啊？』的事情。」

這項方法應該會對了解其他神祕的埃迪卡拉生物大有幫助，同樣未參與這項研究的牛津大學古生物學家兼數學家芮妮．霍薩瑪（Renee Hoekzema）在電郵中說。她最有興趣的是對羽毛狀的葉狀形態類生命（rangeomorphs）的化學分析，這種生物可能跟Dickinsonia有關，也是布洛克斯和研究團隊接下來要檢測的目標之一。

「這是令人激動的時代。」霍薩瑪說。「辯論了70年之後，我們終於開始了解埃迪卡拉生物的神祕本質。」

生物標記能夠用多久？

隨著時間過去，所有有機物都會分解，膽固醇也不例外。布洛克斯指出。但是膽固醇腐敗時產生的產物非常特殊，他解釋，而「膽固醇的原本骨架」仍然保留在這些分子化石中。

威蘭德研究的是現代固醇類的產生與功能，以便更深入解讀遠古的痕跡，她稱讚了這項工作的殘酷之處，指出這個團隊「真的把每個細節都處理得非常仔細。」

當然，在科學的世界裡，沒有什麼是絕對肯定的。這項研究所根據的，是「只有動物才會產生膽固醇」的假設，而威蘭德指出，以目前的資料來看還可以，但隨著我們對地球上諸多生命型態有更深入的了解以後，這點也有可能會改變。

「不確定的地方非常多。」是巴布羅斯基對這類古老生物研究工作的形容。「但應用生物標記可以解決很大一部分的不確定。」

卓瑟補充說：「再加上其他種種資訊，真的很難去爭辯說這不是動物。」

那麼，Dickinsonia是最早的動物嗎？

雖然科學家還不能肯定指出第一種動物到底是什麼時候出現的，但遠古痕跡指出，那應該是在超過6億年之前。然而，Dickinsonia的分類層級最近才被確認過，就位於目前所發現的最古老動物群之中。Kimberella是一種像軟體動物的早期動物，跟Dickinsonia年代相當。另外還有一種外型如蠕蟲、可能留下了名為Helminthoidichnites的蜿蜒生痕化石的生物也是。

約在5億4100萬年前，濕濕軟軟的埃迪卡拉生物把世界讓給了寒武紀大爆發中那些披著棘刺和甲冑的奇異動物。

這兩大類多采多姿的早期生物，能共同協助我們更深入了解現今世界各處游的、跳的、飛的、跑的和搖搖擺擺的所有生物。「我們為生命的多樣性、還有生物如何適應這個星球上各種不同的環境而驚嘆不已，」卓瑟說。「但這些都是地球上最後這10億年的演化與絕滅所造就的……埃迪卡拉生物群才是這一切的起源。」

撰文：Maya Wei-Haas

編譯：鍾慧元

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