古代蝙蝠粪便有助于保存世界上最古老的精子化石

一群被称为种子虾的微小甲壳类动物有着不同寻常的特点：它们能产生动物界最长的精子细胞。一些介形虫属物种的精子细胞长度可达 10 毫米——相比之下，人类精子的长度约为 55 微米，包括其鞭毛（类似尾巴）。一微米是千分之一毫米。因此，虾类的精子绝对巨大，甚至没有鞭毛。一些介形虫甚至可以产生比制造它的动物更大的精子细胞。

这种奇怪的结构为何会进化，又是如何进化的？科学家们还无法给出答案，部分原因是他们不知道这种特性已经存在了多久。现在，来自五个国家的科学家团队根据迄今为止发现的这种巨大配子最古老的样本，给出了一些可能的答案。这一发现要归功于鸟粪，即蝙蝠粪便。

介形虫在任何水生环境中都很常见，它们的外骨骼含钙，因此很容易变成化石。人们发现了很多虾种化石，但它们通常不包含内脏等软组织。与大多数化石一样，这些组织通常会在数十万年的时间里死于微生物或蛋白质分解，尽管也有罕见的例外。

在一篇新论文中，德国路德维希马克西米利安大学的雷纳特·马茨克-卡拉斯领导的科学家报告称，他们在澳大利亚古代蝙蝠洞富含磷酸盐的石灰岩沉积物中发现了虾化石。其历史可追溯到 1600 万至 2300 万年前。化石虾的内脏和精子仍然完好无损。一只雌性虾的生殖器中含有大量精子细胞，这表明在它死亡前不久曾发生过某种形式的交配。

这怎么可能呢？研究小组用蝙蝠粪便来解释。发现这些充满精子的虾的古老洞穴现已坍塌，洞穴中还发现了数千块蝙蝠化石，代表了八个不同的物种。研究小组说，这些化石附近的石灰岩沉积物含有高浓度的磷、锌和其他元素。他们将此归因于多年来大量蝙蝠粪便落在洞穴地面上。

他们写道：“考虑到同一沉积层中发现的成千上万个蝙蝠化石，这个洞穴中的水可能富含大量蝙蝠粪便产生的磷。”磷有助于软组织和含钙外骨骼的矿化。

这为什么重要？这些化石是最古老的石化配子，是这一不寻常生殖系统进化时间非常久远的重要证据，而且在数千万年中从未改变。介形虫需要投入大量精力来生产、储存和运输这些巨型精子细胞，但它们已经存在了这么久，这表明一切进展顺利。“这与其他类群的精子形成了鲜明对比，它们表现出了巨大的进化分歧，”作者写道。“因此，不仅介形虫巨型精子的起源和功能是生物学之谜，这一特征的进化不足本身也是一个谜。”

该研究于 5 月 14 日在《皇家学会学报 B》在线版上发表。