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恐龍譜系樹(shù)可能需要重寫(xiě)

約130年來(lái)，恐龍一直被分為兩大演化分支：骨盆與鳥(niǎo)類(lèi)相似的鳥(niǎo)臀目恐龍，以及骨盆與爬行動(dòng)物相似的蜥臀目恐龍。鳥(niǎo)臀目恐龍包括禽龍等鳥(niǎo)腳亞目恐龍，以及三角龍和劍龍等有甲恐龍；蜥臀目恐龍包括霸王龍等肉食性的獸腳亞目恐龍，以及梁龍等巨大的蜥腳下目恐龍。然而，近期英國(guó)劍橋大學(xué)研究者研究了大量早期恐龍，包括74個(gè)分類(lèi)群，共分析了457種特征，以檢測(cè)解剖學(xué)上的相似性和差異。根據(jù)繼承自一個(gè)共同祖先的21項(xiàng)特征，比如頜骨上尖銳的縱脊、特別的跖骨和許多其他的共同特征，他們歸納出了一個(gè)新的分支，并將鳥(niǎo)臀目和獸腳亞目恐龍一同歸在了這一支中。另一個(gè)分支則將蜥腳下目恐龍與一種被稱(chēng)為艾雷拉龍的早期肉食性恐龍，而不是肉食性的獸腳亞目恐龍分類(lèi)在一起。作者提出，以往認(rèn)為的這些肉食性恐龍中的類(lèi)似特征，可能是各自獨(dú)立演化出來(lái)的。這一新模型還提供了有關(guān)恐龍演化的新線索，如它表明早期恐龍是雜食性的，體型較小，用兩條腿走路，還有能抓握的前肢。此外，分析表明，恐龍更可能起源于北半球而非岡瓦那大陸。但研究者指出，恐龍演化的時(shí)機(jī)和地理環(huán)境仍然需要經(jīng)過(guò)重新評(píng)估。（Nature 2017，543：501-506）

兩千六百萬(wàn)年前的西藏腹地曾為溫暖濕潤(rùn)的低地

青藏高原幅員遼闊，地勢(shì)高峻，號(hào)稱(chēng)"世界屋脊"。青藏高原的形成由印度-亞洲板塊碰撞（約5千萬(wàn)年前）所導(dǎo)致，然而對(duì)于高原如何隆起成今天的高度和規(guī)模，隆升過(guò)程中西藏地區(qū)環(huán)境曾如何演變，科學(xué)家們的認(rèn)識(shí)分歧很大。關(guān)于隆起的時(shí)間，有觀點(diǎn)認(rèn)為高原在印度-亞洲板塊碰撞的早期就已經(jīng)形成，并在漸新世（約3千萬(wàn)年前）或中中新世（約1千5百萬(wàn)年前）達(dá)到現(xiàn)在的高度；其他學(xué)者則推測(cè)高原直到晚中新世（約7百萬(wàn)年前）甚至更晚的時(shí)候才增長(zhǎng)到今天的海拔；而其他觀點(diǎn)推定的隆起時(shí)間則屆于二者之間。關(guān)于隆升的模式，人們?cè)岢稣w隆升、階梯狀隆起、幾次隆起與夷平交替等不同的模型。近年來(lái)，主要基于穩(wěn)定同位素分析而推測(cè)古高度的研究十分活躍，在此基礎(chǔ)上建立的高原隆升模型，如"原西藏高原"令人印象深刻，這一派觀點(diǎn)認(rèn)為高原的主體早在4千多萬(wàn)年前就已經(jīng)成型了。

對(duì)環(huán)境非常敏感的魚(yú)類(lèi)和植物是最直接而可靠的環(huán)境指標(biāo)：氣候的冷暖干濕，地勢(shì)的高低陡緩，對(duì)應(yīng)著不同的生物面貌。古生物學(xué)家將今論古，通過(guò)分析和比對(duì)古生物和相關(guān)現(xiàn)代類(lèi)群的生物學(xué)信息可以復(fù)原化石產(chǎn)區(qū)的古環(huán)境，甚至推定當(dāng)時(shí)的古高度。就高原魚(yú)類(lèi)而言，現(xiàn)生裂腹魚(yú)類(lèi)（屬鯉科）"演變與隆起并進(jìn)"的范例,使化石裂腹魚(yú)以及與它們相關(guān)的鯉科魚(yú)類(lèi)成為反推高原古高度較為有力的依據(jù)。先前已知的高原新生代化石魚(yú)幾乎全部屬于這一類(lèi)。近期，研究者報(bào)道了青藏高原中部倫坡拉和尼瑪盆地晚漸新世地層中（距今約2600萬(wàn)-2400萬(wàn)年前）指示低地暖濕環(huán)境的化石攀鱸（及其伴生植物，為重建高原的地質(zhì)歷史新添了獨(dú)立證據(jù)。攀鱸今天主要分布在南亞，東南亞和非洲中西部熱帶地區(qū)（氣溫18至30℃，分布區(qū)海拔大多在500米以下，最高不到1200米）的河湖邊緣或沼澤水洼，它們偏好淺而安靜且缺氧的水體。它們的鰓腔內(nèi)長(zhǎng)有由鰓骨特化而成的結(jié)構(gòu)如花朵一般的迷鰓。迷鰓表面覆蓋著呼吸上皮，有著豐富的毛細(xì)血管，而且不同于其他正常的鰓，通過(guò)迷鰓的血液經(jīng)由靜脈回流到心臟。憑借這一器官，攀鱸可以直接呼吸空氣中的氧氣。迷鰓結(jié)構(gòu)復(fù)雜，擠占了鰓腔很大的空間，而用于水中呼吸的鰓因此大大萎縮以致于不能滿(mǎn)足魚(yú)體存活所需要的氧量，所以攀鱸必須經(jīng)常將頭伸出水面，吞吐空氣，甚至在雨后爬出水面，登岸"行走"甚至"上樹(shù)"。西藏的化石攀鱸[西藏始攀鱸（Eoanabas thibetana）]是攀鱸科迄今最早且最原始的化石代表，它將本科的化石記錄前推了約2千多萬(wàn)年。更有趣的是，在始攀鱸的標(biāo)本中研究者也觀察到了迷鰓，而且迷鰓骨片上穿有孔洞，可知它迷鰓的發(fā)育程度更接近于在空氣中呼吸能力最強(qiáng)的亞洲攀鱸。這些特征說(shuō)明西藏的化石攀鱸具有類(lèi)似于現(xiàn)代攀鱸的生理特征與生態(tài)習(xí)性，指示著溫暖濕潤(rùn)的環(huán)境，它們所棲息的地方可能是較為局限的水體。這與今天化石產(chǎn)地海拔高（近5000米）、紫外線輻射強(qiáng)、水體低溫、流動(dòng)性強(qiáng)而溶氧量高的環(huán)境截然不同?？梢?jiàn)自化石攀鱸的時(shí)代至今，高原內(nèi)部的地理特征與自然環(huán)境必然經(jīng)歷了巨大的變化。

這一推斷也得到了其他古生物學(xué)證據(jù)的支持。與攀鱸同層的植物群落包括典型的喜暖濕環(huán)境的葉型碩大的棕櫚、菖蒲以及與浮萍類(lèi)關(guān)系很密切的天南星科水生植物。據(jù)分析，群落所在地海拔不過(guò)一千多米。同層的某些昆蟲(chóng)也指示相似的古高度。而其他魚(yú)類(lèi)，例如稍晚的大頭近裂腹魚(yú)（原始的裂腹魚(yú)類(lèi)）和與攀鱸同層的張氏春霖魚(yú)（化石鲃?lì)悾即碇咴l(fā)育初期或者隆起之前的環(huán)境，與本文結(jié)論一致。這樣一個(gè)生物群落的存在，也間接地說(shuō)明當(dāng)時(shí)自印度洋來(lái)的暖濕氣流至少可以深入到西藏的中心地區(qū)，因此今天西藏南側(cè)橫亙東西的巨大山脈在當(dāng)時(shí)至少還沒(méi)有發(fā)育到像今天一樣的規(guī)模，而不足以阻隔南來(lái)的熱帶氣流。（Scientific Reports 2017，7：878）

巨型病毒點(diǎn)燃進(jìn)化樹(shù)之爭(zhēng)

病毒是一類(lèi)不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)，具有遺傳、復(fù)制等生命特征的微生物。病毒同所有的生物一樣，具有遺傳、變異、進(jìn)化的能力，是一種體積非常微小，結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單的生命形式，病毒有高度的寄生性，完全依賴(lài)宿主細(xì)胞的能量和代謝系統(tǒng)，獲取生命活動(dòng)所需的物質(zhì)和能量，離開(kāi)宿主細(xì)胞，它只是一個(gè)大化學(xué)分子，停止活動(dòng)，可制成蛋白質(zhì)結(jié)晶，為一個(gè)非生命體，遇到宿主細(xì)胞它會(huì)通過(guò)吸附、進(jìn)入、復(fù)制、裝配、釋放子代病毒而顯示典型的生命體特征，所以病毒是介于生物與非生物的一種原始的生命體。有關(guān)病毒的起源學(xué)術(shù)界爭(zhēng)論了十幾年，仍無(wú)定論。2003年，研究者發(fā)現(xiàn)報(bào)道了巨型病毒，并將其命名為巨型擬菌病毒（Mimiviruses）。其攜帶的基因表明，它們的原型可以生活在宿主細(xì)胞外。巨型擬菌病毒直徑400納米，大約是大腸桿菌細(xì)胞寬度的一半，能在顯微鏡下看到，它們包含DNA編碼分子，將RNA信息轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)，在這方面它們是獨(dú)特的。普通病毒只能讓宿主細(xì)胞為它們生產(chǎn)蛋白質(zhì)。病毒制造自身蛋白質(zhì)的能力表明，這些病毒巨人起源于可能不再存在的古代獨(dú)立生存的細(xì)胞類(lèi)型。它們重新啟動(dòng)了關(guān)于病毒生存本質(zhì)的討論及其與"細(xì)胞"世界的關(guān)系的辯論。繼巨型擬菌病毒發(fā)現(xiàn)后，一些科學(xué)家發(fā)展了一種理論，將病毒放到進(jìn)化樹(shù)的根源。他們提出，病毒構(gòu)成了"第四領(lǐng)域"，與細(xì)菌、真核生物（細(xì)胞包含內(nèi)部結(jié)構(gòu)如細(xì)胞核的微生物）以及古菌并存。近期，研究者在奧地利的污水處理廠研究細(xì)菌分解污物時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)了一種新的巨型病毒——克洛斯特新堡病毒（Klosneuviruses）。他們通過(guò)基因組測(cè)序，發(fā)現(xiàn)其4個(gè)基因組與巨型擬菌病毒類(lèi)似。研究者在追蹤其基因組的進(jìn)化史時(shí)發(fā)現(xiàn)，它們的轉(zhuǎn)譯基因似乎是在數(shù)億年里一個(gè)接一個(gè)地被拾取。這個(gè)證據(jù)支持了病毒偷取部分基因組的觀點(diǎn)。不過(guò)，巨型擬菌病毒和克洛斯特新堡病毒可能是以不同方式起源的，這使病毒起源的兩種想法變成可能。（Science 2017，356：82-85）