古生物學家根據古代岩石中的化學痕跡和活體動物的遺傳學，一窺十億多年前的生命。12月1日發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上的研究結合了地質學和遺傳學，展示了早期地球的變化是如何促使動物的進食方式發生轉變的。

由大衛-戈爾德（David Gold）領導的古生物學家正在透過古岩石中的化學痕跡和基因研究揭示早期生命的進化過程。他們發現，岩石中甾醇類脂質的變化與動物飲食的重大變化和藻類的興起相吻合，從而揭示了十多億年前的生命。

加州大學戴維斯分校地球與行星科學系副教授戴維-戈爾德（David Gold）從事分子古生物學這一新領域的研究，利用地質學和生物學的工具研究生命的演化。有了新技術，就有可能從動物化石稀少的古代岩石中復原生命的化學痕跡。

脂質可以在岩石中存留數億年。在 16 億年前的岩石中，生物學家發現了來自細胞膜的固醇脂質的痕跡。目前，大多數動物的細胞膜都使用膽固醇–含有27 個碳原子（C27）的固醇。相較之下，真菌通常使用C28 固醇，而植物和綠藻則產生C29 固醇。C28 和C29 固醇也被稱為植物固醇。

考古學家在距今8.5 億年前的岩石中發現了C27 固醇，而C28 和C29 的痕跡則出現在大約2 億年後。這被認為反映了此時生命多樣性的增加以及第一批真菌和綠藻的演化。

由於沒有實際化石，很難說清楚這些甾醇來自哪些動物或植物。不過，戈爾德及其同事的一項基因分析揭示了一些問題。

大多數動物不能自己製造植物固醇，但它們可以透過食用植物或真菌來獲得植物固醇。最近，研究人員發現，環節動物（節肢動物，包括常見的蚯蚓）有一種稱為smt 的基因，這種基因是製造長鏈固醇所必需的。透過研究來自不同動物的smt 基因，戈爾德及其同事首先在環體動物中，然後在整個動物生命中創建了一個smt 家族樹。

他們發現，該基因起源於最早的動物演化過程中，然後在植物固醇出現在岩石記錄中的同一時期經歷了快速變化。隨後，大多數動物種係都失去了smt 基因。

戈爾德說：”我們的解釋是，這些植物固醇分子化石記錄了遠古海洋中藻類的興起，當動物可以從這種日益豐富的食物來源中輕易獲得植物固醇時，它們就放棄了植物固醇的生產。如果我們是對的，那麼smt基因的歷史就記錄了動物進化早期攝食策略的變化。”

參考文獻T. Brunoir、C. Mulligan、A. Sistiaga、KM Vuu、PM Shih、SS O’Reilly、RE Summons 和DA Gold 於2023 年11 月31 日在《自然-通訊》上發表的論文：”甾醇生物合成的共同起源指向新近紀動物的攝食策略轉變”。

DOI: 10.1038/s41467-023-43545-z

編譯來源：ScitechDaily