為什么嚴酷的雪球地球啟動了我們最早的多細胞祖先 _雪球地球

（a）無運動擴散細胞。球形細胞吸收細胞表面的所有營養物質（C=0），導致化學資源（如葡萄糖）從遠處向細胞擴散（C=C∞）。（b）動力性choanoblastula 。該生物是中空的，外徑為a，以v的速度游動。該生物的運動性意味著它相對于獵物以彈道方式游動。資源集中假定為常數（C=C∞）。資料來源：英國皇家學會學報B：生物科學（2024）。DOI:10.1098/rspb.2023.2767
據圣達菲研究所：十億年來，單細胞真核生物統治著這個星球。然后，大約7億年前，在雪球地球——一個冰川可能延伸到赤道的地質時代——一種新的生物爆發了：多細胞生物。
多細胞性為什么會出現？解開這個謎團可能有助于查明其他星球上的生命，并解釋當今地球上從海綿到紅木再到人類社會的巨大多樣性和復雜性。
普遍的觀點認為，單細胞形成多細胞集落必須達到一定的氧氣水平。但氧氣的故事并不能完全解釋為什么動物、植物和真菌的多細胞祖先同時出現，以及為什么向多細胞生物的轉變需要超過10億年。
《英國皇家學會學報B》上的一篇新論文展示了雪球地球的特定物理條件——尤其是海洋粘度和資源匱乏——是如何驅使真核生物轉向多細胞的。
該論文的通訊作者、麻省理工學院博士生、前SFI本科生復雜性研究員William Crockett表示：“這些非常惡劣的條件，這個冰凍的星球，實際上可能會選擇更大、更復雜的生物，而不是導致物種滅絕或體型縮小，這似乎幾乎違反直覺。” 。
利用縮放理論，作者發現，一個假設的早期動物祖先（讓人想起以獵物為食而非光合作用的游動藻類）在雪球地球的壓力下會膨脹其大小和復雜性。相比之下，像細菌一樣通過擴散運動和進食的單細胞生物會生長得更小。
資深作者、SFI教授Christopher Kemps表示：“雪球地球之后的世界就不一樣了，因為這個星球上有一種新的生命形式。進化的核心問題之一是，你如何從一個星球上的一無所有變成像我們這樣的東西，變成社會？所有這些都是意外嗎？我們認為這不是運氣：有辦法預測這些重大轉變。” 。
這項研究表明，在雪球地球期間，結冰的海洋會阻擋陽光，減少光合作用，從而排出海洋中的營養物質。處理更多水的較大生物體更有機會吃到足夠的水來生存。一旦冰川融化，這些較大的生物可能會進一步擴張。
該模型反映了最新的古生物學研究，建立在另外兩位合著者的基礎上，他們是前SFI Omidyar博士后研究員Jack Shaw和科羅拉多大學博爾德分校的科學家Carl Simpson 。
克羅基特說：“我們的研究為化石記錄中尋找祖先生物特征提供了假設。” 。
該論文還提出了研究物理效應對生物體生理學的新工具，這對未來的研究是一個福音。
肯普斯說：“我們為人們在實驗室中解釋地球的過去、理解現代生態學和研究生物體生理學提供了一個有用的框架。” 。