咱們從小就琢磨一件事兒：地球上第一個動物到底長啥樣？是像小蝦米似的竄來竄去，還是像水母那樣飄在海里？

以前科學家找答案，全靠挖“硬骨頭”——要么是古代生物的骨骼化石，要么是貝殼印記，畢竟這些硬邦邦的東西能在地下存幾億年，肉眼也看得著。

可最近麻省理工學院（MIT）一群地球化學家，在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上扔了個“重磅炸彈”：

他們沒找著任何骨頭貝殼，就靠幾塊石頭里的“分子痕跡”，硬是證明了5.41億年前，海里就有海綿的老祖宗了，而且這玩意兒極有可能是地球上最早的動物之一。

這事兒聽著玄乎，其實原理不復雜，咱們一點點掰扯清楚。

5.41億年前的“分子痕跡”

首先得搞懂一個關鍵概念：啥叫“化學化石”？

不是說這化石是用化學試劑做的，而是古代生物死了之后，身體里的某些分子沒徹底分解，被泥沙埋了、被地層壓了，經過幾億年的轉化，變成了一種特別穩(wěn)定的化學信號。

打個比方，就像有人在沙灘上走，沒留下腳印，卻掉了幾根頭發(fā)，幾億年后我們撿到這幾根頭發(fā)，就知道這兒曾經有人走過——這“化學化石”，就是遠古生物掉在地質歷史里的“頭發(fā)”。

MIT團隊找著的“頭發(fā)”，是一種叫“甾烷”的東西。你可能沒聽過這名字，但你身體里就有類似的玩意兒——膽固醇，它屬于“甾醇”家族。

甾醇是啥用？復雜生物的細胞膜里都得有它，就像建筑里的鋼筋，撐著細胞膜的結構。生物一死，細胞膜分解，甾醇慢慢就會變成甾烷，這東西特別耐造，能在巖石里存幾億年不爛。

甾體的概述圖

這次他們找到的甾烷分兩種：一種是含30個碳原子的（簡稱C30甾烷），另一種是含31個碳原子的（C31甾烷）。這倆玩意兒，后來被證實跟現(xiàn)在海里的海綿有著“血緣關系”。

爭議14年！

不過這事兒不是一蹴而就的，中間還鬧過十幾年的爭議。

早在2009年，這次研究的核心人物——MIT地球科學系的榮休教授RogerSummons，就帶著團隊在阿曼的一塊老巖石里，發(fā)現(xiàn)了一大堆C30甾烷。

那巖石是“埃迪卡拉紀”的，大概形成于6.35億到5.41億年前，比咱們常說的“寒武紀大爆發(fā)”還早。

新元古代的概述圖

這里插一句“寒武紀大爆發(fā)”：以前學界都覺得，地球上復雜的多細胞動物，都是在5.41億年前的寒武紀突然冒出來的，就像春天里一下子開出滿地花似的。

要是海綿的老祖宗在埃迪卡拉紀就存在，等于說動物起源的時間，得往前推幾千萬年，這可不是小事。

但當時沒人買賬。反對的人說：“你憑啥說C30甾烷就是海綿弄出來的？說不定是別的微生物，比如某種藻類合成的，甚至可能是石頭自己跟海水反應，瞎貓碰上死耗子弄出來的，不算數(shù)！”

就這么著，這事兒爭議了十幾年，直到這次新研究出來，才算把理說透了。

三重證據(jù)鎖死答案！

這次Summons團隊下了血本，跑了三個地方找樣本：阿曼的老巖石、西印度的鉆探巖芯、西伯利亞的露頭巖石，全是埃迪卡拉紀的，年代最年輕的也有5.41億年。

然后就在這些石頭里，他們找到了關鍵的新證據(jù)——C31甾烷。

光找到還不算，他們還做了三件事，把證據(jù)鏈鎖得死死的：

第一件，查現(xiàn)在的海綿。

他們找了幾種現(xiàn)在還生活在海里的“海綿綱”海綿（就是咱們平時說的海綿，軟乎乎的，靠過濾海水里的小微生物吃飯），在這些活海綿的細胞膜里，還真找到了C31甾醇。

這就說明，合成C31甾醇是海綿的“祖?zhèn)骷寄堋?，不是別的生物能隨便模仿的。

海綿

第二件，追根溯源。

他們研究了海綿的基因和酶，發(fā)現(xiàn)不管是C30甾烷還是C31甾烷，都是海綿靠自己特有的基因指導、特有的酶催化合成的。

別的生物，比如藻類、細菌，根本沒有這套“裝備”，想合成都沒門。等于說，C30和C31甾烷加在一起，就是海綿的“專屬簽名”，別人仿不來。

第三件，做實驗室模擬。

為了徹底堵上“非生物來源”的嘴，他們在實驗室里合成了8種不同結構的C31甾醇，然后模擬埃迪卡拉紀以來的地質環(huán)境——比如泥沙埋藏的壓力、地下的溫度變化，看這些甾醇會怎么變。

結果特別明確：只有兩種人工合成的甾醇，最后變成的甾烷，跟從老巖石里挖出來的C31甾烷一模一樣；剩下六種，要么分解了，要么變成了別的東西，根本對不上。

這就證明，老巖石里的甾烷絕對不是石頭自己“瞎搞”出來的，肯定是活生物留下的，而且這生物只能是海綿。

海綿

Summons教授后來接受采訪時說：“我們沒法把5億年前的海綿完整復原出來，畢竟它軟乎乎的，沒骨頭沒殼，埋在地下早就爛得只剩分子了，但我們能確定，它當時就生活在海里，身體軟得像塊抹布，靠過濾海水活著。”

不止定“最早動物”！

這研究不光是確定了“海綿可能是最早的動物”，更重要的是，它給科學界提供了一個“辨真?zhèn)巍钡姆椒ā?/p>

以前找遠古生物，要么靠碰運氣挖硬化石，要么靠猜分子來源，很容易把環(huán)境里的“噪音”（比如石頭自己的化學反應產物）當成生物信號。

但這次MIT團隊用了“三重驗證”：先看老巖石里有沒有分子，再看現(xiàn)在的生物會不會造這分子，最后在實驗室里模擬分子能不能自然形成。

這一套下來，就能分清哪些是真的“生物痕跡”，哪些是假的“環(huán)境干擾”。

論文第一作者、現(xiàn)在在加州理工當研究員的LubnaShawar說得特別實在：“其實這些分子一直都在那些石頭里，不是我們現(xiàn)在才發(fā)現(xiàn)的，只是以前沒問對問題，也沒找對方法。

以前我們只盯著C30甾烷吵來吵去，現(xiàn)在加上C31甾烷，再配上基因和實驗室證據(jù)，一下子就清楚了?！?/p>

海綿

還有個隱藏的重要信息：海綿的存在，說明埃迪卡拉紀的海洋不是一片死水。

海綿是濾食性生物，得靠吃海水里的微生物活著，它能活下去，就意味著當時的海洋里已經有穩(wěn)定的有機質循環(huán)了

有微生物生產有機物，有海綿這樣的生物消耗有機物，這對理解早期地球的生態(tài)系統(tǒng)特別關鍵。

接下來，這伙科學家打算把事兒做得更細。他們計劃在全球更多地方找埃迪卡拉紀的巖石，比如非洲、澳大利亞這些以前可能是古代海洋的地方，看看能不能找到更多C30和C31甾烷。

現(xiàn)在只知道海綿的老祖宗在埃迪卡拉紀存在，但具體是6億年前還是5.5億年前出現(xiàn)的？當時它們的數(shù)量多不多？這些問題還得靠更多樣本去回答。

這次研究不是MIT一家單打獨斗，而是聯(lián)合了加州理工學院、加州大學河濱分校、康奈爾大學，還有瑞典的烏普薩拉大學，

經費也來自MIT的Crosby基金、NASA的天體生物學計劃這些靠譜機構，所以結果的可信度沒話說。

說實在的，這事兒挺讓人感慨的。

5.41億年前，地球還是個跟現(xiàn)在完全不一樣的地方，那會兒沒有恐龍，沒有魚類，甚至沒有植物，就只有這些軟乎乎的海綿，在海里慢慢過濾海水，留下了一點點分子痕跡。

海綿

幾億年后，人類靠這些痕跡，居然能反推出它們的存在，還證明它們可能是所有動物的“老祖宗”之一。

有時候科學就是這樣，不一定需要驚天動地的發(fā)現(xiàn)，而是靠一點點摳細節(jié)、一點點補證據(jù)鏈，把那些被時間埋了幾億年的真相，慢慢拼出來。

就像這次的“化學化石”，看著只是石頭里的幾個分子，卻幫我們推開了理解生命起源的一扇新窗戶

原來最早的動物，不是什么威風凜凜的生物，而是這么不起眼的海綿。