大多数主要的动物群体——包括节肢动物、软体动物和蠕虫——在 5.41 亿年前的寒武纪大爆发期间首次出现在化石记录中。但根据今天发表在Nature 1上的一篇论文，来自加拿大西北部的海绵化石可能比 3.5 亿年还要早，这大大推迟了地球上已知最早动物的日期。

这一古老的发现引发了古生物学家之间的争论，他们长期以来一直在争论复杂的动物生命何时开始进化。

“如果我是对的，动物就在传统动物化石第一次出现之前很久就出现了，”研究作者、加拿大萨德伯里劳伦森大学的沉积地质学家伊丽莎白·特纳 (Elizabeth Turner) 说。“这意味着动物的历史悠久，只是没有得到很好的保存。”

奇怪而奇妙的形状

然而，鉴于研究中提供的证据，一些科学家不相信特纳 8.9 亿年前化石中的微观图案表明是一种古老的海绵。

英国爱丁堡大学研究化石礁石的地球科学家雷切尔伍德说：“这是一个很大的主张，你真的必须消除所有其他可能性。” “例如，微生物会产生奇怪而奇妙的形状和形式。” 她说，有时晶体也会以一种看起来像生物体形成的图案的方式生长，这意味着特纳发现的岩石样本可能根本不是化石。

岩石中的结晶管（左）可能是在 8.9 亿年前海绵的胶原样骨架腐烂和化石化时形成的。一些现代海绵具有类似于岩石形状的内部脚手架（右）。图片来源：伊丽莎白 C. 特纳

特纳反驳说，8.9 亿年前存在的已知造礁生物，如蓝藻或藻类，都无法解释她样本中的复杂结构。

她从 1990 年代研究生学习期间开始，从保存在加拿大偏远西北地区岩石中的古代微生物礁中收集了据称的化石。

当特纳在显微镜下检查岩石切片时，她看到了结晶管的分支网络。她后来意识到这些结构类似于现代角质海绵的内部支架，并且与海绵的预期腐烂和化石模式一致，海绵是一种形成支架的胶原蛋白。

“这些岩石很漂亮，但你不会期望在其中发现一些复杂或奇怪的东西，”她说。

动物生命的早期历史

直到过去几年，当她看到在更年轻的岩石中描述类似结构的研究时——从已知存在海绵的时代开始——特纳才对发表她的结果充满信心。但这些研究也存在争议，理由是它们可能不是真正的海绵化石。

其中一篇论文2的作者拍摄了他们岩石样本的许多薄片照片，并使用它们生成了所谓海绵的 3D 模型。伍德说，类似的证据会加强特纳的说法。

加州大学戴维斯分校的地球生物学家大卫·戈尔德 (David Gold) 表示，如果特纳的结构确实被证明是海绵化石，“这将非常令人兴奋，并帮助我们确定动物进化的早期故事”，这是一个一直很热门的话题。争论了几十年。

但是，尽管“在化石记录中很容易找到看起来像海绵的东西”，他说，但用其他证据来支持它们却更加困难。例如，他和其他研究人员通过指向包含与海绵相关的生物分子痕迹的岩石样本，支持了3 项化石主张。不幸的是，鉴于特纳岩石样本的年龄和类型，这种类型的保存实际上是不可能的，他补充道。

马萨诸塞州威廉斯敦威廉姆斯学院的地球生物学家 Phoebe Cohen 说，海绵可能早于寒武纪大爆发的存在并非不可想象。科学家们使用“分子钟”来估计活体动物群体的祖先在多久前发生分化，分子钟可以测量 DNA 和蛋白质随时间的突变率。

科恩说，这些估计中的大部分表明，今天所有活着的动物的最后一个共同祖先在寒武纪大爆发之前进化，但不超过 3.5 亿年。尽管如此，她说如果她看到更多的证据，包括关于角质海绵如何变成化石的研究，她可以确信特纳的样本是海绵化石。

古生物学界对寒武纪之前动物化石的缺乏是因为当时生活的生物很少以化石的形式幸存到今天，还是因为对动物起源的分子钟估计是错误的存在分歧。戈尔德确信在寒武纪之前就存在海绵，但他说到底能追溯到多远是一个悬而未决的大问题。

如果现代海绵的祖先真的在 8.9 亿年前还活着，那么这意味着早期动物在非常艰难的生活条件下幸存下来，例如极低的氧气含量和地球表面几乎完全冻结的“滚雪球地球”时期结束了，金说。

特纳认为，海绵可以通过在微生物礁中的空洞和裂缝中生存，并在光合蓝藻旁边释放氧气，从而在低氧环境中幸存下来。海绵也可能受到细菌产生的有机软泥的滋养。“这些滤食性生物可能会吃到美味且非常丰富的'鼻涕'，”她说。

科学家们对他们对地球上动物生命何时开始的看法充满热情。Gold 说，这篇论文可能会重振几十年来一直在悄悄酝酿的辩论。“但我怀疑，对于那些已经决定动物年龄的人来说，这不会改变很多想法。”