美麗的大自然，其實是一個弱肉強食的世界，其中充斥著各式各樣的掠食者，那地球上最古老的掠食者是誰呢？近日，科學家給出一個新的參考答案。根據《自然》雜誌上的一項新研究，科學家在古老的岩石中發現了一群古老的微生物，它們可能是地球上最古老的掠食者，因為它們來自16.4億年前。
（「原甾醇生物群」藝術想像圖）
這些微生物被命名為「原甾醇生物群」（protosterol biota），它們是一種真核微生物，也就是說，它們的細胞有核和其他細胞器，我們先來看看這些微生物是怎麼被發現的。
在研究工作中，研究人員分析了形成於大約10多億年前的一種被稱為碳酸鹽岩（carbonate rock）的沉積岩，它們來自世界各地，其中最古老的岩石樣本來自澳大利亞的「巴尼溪地層」，其形成時間可追溯到16.4億年之前，正是在這些岩石樣本中，研究人員發現了一些特殊的分子化石，它們是一種叫做固醇（sterol）的物質。
研究人員指出，這些分子化石長期被忽視，因為它們不符合典型的分子搜索圖像，而此次研究中使用了一系列技術，才能岩石中檢測到它們。這些技術包括使用高解析度氣相色譜-質譜儀（GC-MS）和液相色譜-質譜儀（LC-MS）來分離和鑑定分子化石，使用同位素標記法和同位素稀釋法來定量分析分子化石，以及使用人工智慧來模擬分子化石的形成過程和可能樣貌。
固醇是一種重要的生物分子，它在真核生物有機體中廣泛存在，不過研究人員發現，此次發現的這些固醇分子化石與現代真核生物合成的固醇存在著很大的區別，也就是說，它們屬於一種新發現的類型，而這就意味著，它們是由一群與現代生物不同的古老微生物留下的，隨後科學家將這群微生物統稱為「原甾醇生物群」。
進一步研究表明，「原甾醇生物群」能產生一種特殊的固醇類物質，叫做24-甲基膽固醇（24-methylcholesterol），因為這種物質的合成需要消耗大量的能量和營養，而在16.4億年前的海洋中，能量和營養的來源非常有限，所以科學家推測，「原甾醇生物群」應該是一種掠食者，它們只有通過捕食和消化當時海洋中的其他微生物來獲取能量和營養，才有可能產生24-甲基膽固醇。
考慮到它們來自16.4億年前，因此它們稱得上是已知地球上最古老的掠食者了，那它們到底長什麼樣子呢？由於分子化石並沒有完整保留它們的形態特徵，我們無法直接觀察到它們的外貌，所以科學家只能將它們的分子特徵和生態特徵與現代真核生物進行類比，進而模擬出它們的樣子。
模擬結果顯示，「原甾醇生物群」具備類似於細胞壁或細胞膜的結構（用於保護或交換物質），以及一些類似於液泡或溶酶體的結構（用於儲存或消化食物），除此之外，它們還有一些用於移動和捕食的纖毛或偽足。
科學家認為，「原甾醇生物群」對推動地球上的生命進化起到了重要作用，原因就是，為了尋找和消化不同類型的微生物，這些古老的掠食者需要不斷地演化出一些新的基因和蛋白質來適應，而作為被捕食的一方，也會相應地演化出一些防禦機制，這樣就形成了一種動態的進化過程，從而推動了生命形式的多樣化和複雜化。
值得一提的是，根據目前的研究，「原甾醇生物群」在大約8億年前就滅絕了，它們滅絕的原因暫時還沒有確定的答案，不過科學家推測，這應該是地球上自然環境的巨變造成的。
參考資料： Lost world of complex life and the late rise of the eukaryotic crown. Nature (2023).
doi.org/10.1038/s41586-023-06170-w