作者：美国《科学新闻》杂志社（Science News）
出版社：电子工业出版社
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生命与进化(全彩)试读：
序言·PREFACE
感谢达尔文，感谢他成就了本书的内容，感谢他让今天的我们对生命如何进化有了更多的了解。虽然也有其他人提出了进化和共同祖先的概念，但是，是达尔文在19世纪中叶用“自然选择”理论将进化的证据整合起来，并且向全世界阐明了这一真理。今天的科学家们在研究自然世界时，实际上是通过由达尔文的观察和见解所创造并打磨的透镜在看世界。
在科学家们的眼里，这个世界充满着苦苦挣扎的生命，为了生存，它们不断进行适应和改变。地球上的生命在无数条通往种族繁荣的道路上摸索前行着，你看，生命的形式如此多样，从球状的阿米巴虫到瓢虫和蜥蜴，甚至还有完全超出我们想象的样子，本书就讲述了许多这样令人大开眼界的故事。例如，通过静电引力和一种被称为刚毛的脚趾毛的辅助，壁虎可以倒立黏附在玻璃窗上。齿鲸在约3000万年前进化出了回声定位的能力，而蝙蝠则可能比齿鲸早2000多万年就独立进化出了这种能力。美洲鼹鼠虽然近乎失明，但它的小鼻子能够分辨不同气味之间的细微差异，因此拥有立体辨味的超能力。自然界中的生物肯定还存在无数更多的技巧和技能，一切都是为了实现生存的三大目标：寻找食物、逃避天敌和繁衍不息。
研究人员发现，很多动物竟然能表现出一度被认为是人类所独有的特性。现在我们知道，人类并不是唯一一个会使用工具、建立友谊、相互学习和拥有独特个性的物种。乌鸦掌握类比的技巧，大象能够模拟韩语发音，狗狗会从面部表情分辨你是高兴还是难过。不过，正如苏珊·米利厄斯在《不一样的智慧》一文中写道：“只看到动物在智力测试中赢得胜利并不能提供太多信息表明它是如何进化出这种能力的。”研究人员还需要了解这些动物不能够做什么。“我感兴趣的是进化发生到中途是个什么样子。”罗素·格雷说，他在新西兰的奥克兰大学研究新喀里多尼亚乌鸦。研究那些在某些智力测验中表现很好却在另一些测试中失败的小动物，将有助于科学家更好地理解获取认知能力过程中的每一个步骤。
同样，如果生物学家用对比的方式来讲述，许多关于生命与进化的故事会听起来更有趣：这些生物怎么看起来很像？它们之间的差异在哪里？这些动物为什么会生活在这儿而不是别的地方？为什么它们吃这种食物而不是那种？地球在数十万年前是什么景象？那几十亿年前地球上刚刚有生命迹象的时候又是什么模样？怀着对生命起源的好奇，我们开始编写这本书。有一篇故事讲述了由于陨石撞击形成了温热、潮湿的环境，很可能是孕育生命的起源地，在这篇文章中，科学家们发问：地球上最早的生命从何处开始？又是如何开始的？这个问题关系的不仅仅是地球上的生命，也包括茫茫宇宙中其他任何可能的生命形式。人类对各种生命起源的探索脚步从未停止，从最初的微生物、单细胞生物和新世界猴，到恐龙存在的最早证据、鱼是如何走向陆生以及栉水母在生命起源进化树的最底端找到了自己的新定位。如果非要为这些研究发现找出一个共同点，那就是，对进化的探索仍然充满了惊喜。美国《科学新闻》杂志社（Science News）2017年11月
美国科学与公众协会（The Society for Science&the Public）介绍
美国科学与公众协会（The Society for Science&the Public）是美国历史悠久的非营利机构之一，致力于鼓励公众参与科学研究和科学教育。美国科学与公众协会成立于1921年，总部设在华盛顿特区，实施会员制。作为倡导公众了解科学、重视科学的前沿阵地，协会始终坚持传播科学在人类进步过程中所起到的重要作用。
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美国《科学新闻》杂志（Science News）介绍
美国《科学新闻》杂志（Science News）由非营利机构美国科学与公众协会（The Society for Science&the Public）出版，出版地为华盛顿特区。纸质版《科学新闻》杂志为双周刊，同时开通了每日更新的新闻网站 （www.ScienceNews.org）。
纸质版《科学新闻》杂志拥有超过 9.3 万的付费订阅者，网站年独立访问量高达 1200 万。此外，《科学新闻》杂志在社交媒体上也十分活跃，拥有 220 万脸谱网粉丝和150万推特粉丝。《科学新闻》杂志已有 94 年的历史，一直致力于为公众提供值得信赖的科学信息。1922 年，报纸出版人爱德华·W.斯克里普斯（Edward W.Scripps）创办了《科学新闻》杂志，最初名为Science News-letter，这是美国第一份旨在为公众提供客观严谨的科学新闻的出版物。如今，《科学新闻》杂志的使命依然没有改变，始终以“传播育人”为己任，继续将各个科学领域的重要发现传递给公众。《科学新闻》杂志由顶尖的团队撰写、编辑和设计，面向科学爱好者、希望更深了解前沿科学成果的学者，以及时刻关注其他领域发展的科学家。《科学新闻》杂志多年来屡获大奖：
●由美国杂志Folio主办的“埃迪和奥兹奖”（2013，2014，2015）
●华盛顿科学作家协会“新闻摘要奖”（2012，2013，2014，2015）
●威比奖（2014）
●美国物理联合会“科学传播奖”（2013，2014，2015）
●美国环境记者协会“戴维·施托尔贝格功勋奖”（2012）
●美国气象学会“大气及相关科学杰出新闻奖”（2009，2013）
●科维理/美国科学发展协会“儿童科学新闻奖”（2009）
I 生命起源与进化之路
陨石坑可能养育了远古生命
艾琳·韦曼宇宙大碰撞或许创造了温暖潮湿的庇护所。
早期地球表面被陨石撞出的大坑或许恰好为原始生命创造了易于生存的温暖、潮湿的环境。对芬兰境内一个陨石坑的最新研究表明，这种水热活动可能持续了长达1600万年——是理论推算时间的100倍——为生命的萌发和传播提供了足够多的时间。
在火星上形成的古老陨石坑很有可能也是水热活动的家园，是人类探寻生命迹象的好地方，研究小组在2013年2月19日的《地球化学与宇宙化学》杂志上报道了这一发现。
由于现代水热活动系统养育着最古老的生命血统，因此许多生物学家认为，最初的生物是从相似环境中产生的。火山活动是当今大多数水热系统的动力源，比如温泉及黄石公园的间歇泉。但当生命进化至约38亿年前时，这个星球所遭遇的高频率宇宙撞击才是水热活动的最主要来源。
这类事件所产生的能量足以熔化岩石，并将在地壳循环中的水加热。这些水热环境可能造就了舒适的保护性栖息环境，在这里生命能够萌发，或者至少找到一个落脚点以备进一步的进化。“诸多未解之谜中，有一个问题是这些水热系统能够持续多久？”加拿大西安大略大学行星地质学家戈登·奥辛斯基（Gordon Osinski）说。加拿大境内约250千米宽的萨德伯里陨石坑自约18.5亿年前形成起，其供养水热活动已有约一百万年的历史或者更长。
来自克劳力市西澳大学的地质学家马丁·施密德（Martin Schmieder）说，更为常见的是一些相对较小的陨石坑，地球上这些直径20～30千米的中型陨石坑的数量约比萨德伯里之类的大型陨石坑多10倍，因此，中型陨石坑可能在生命起源过程中扮演着更为重要的角色。不过，理论计算结果表明，这些陨石坑可能降温太快，无法持续数万年地维系水热活动——或许不足以支持生命起源。
施密德与其来自澳大利亚佩斯市科廷大学的合著者弗莱德·霍尔丹（Fred Jourdan）并没有打算测量中型陨石坑的冷却时间，他们很好奇在测定芬兰境内直径约23千米的拉帕耶尔维陨石坑的年代时，究竟发生了什么。利用坑内采集的矿石标本，他们测算出撞击发生在约7620万年前。
撞击中被熔化的岩石再度冷却时，钾长石是其中最后结晶出来的矿物质之一。对拉帕耶尔维陨石坑中钾长石的测定表明，它比坑内其他矿石样本晚了约1600万年。施密德和霍尔丹说，坑内矿石样本与钾长石之间的地质测定年代差异代表了该陨石坑产生足够多热量以维系水热环境的时期。
施密德和霍尔丹计划接下来去考察德国或澳大利亚境内那些保存完好的陨石坑，他们也会在那里调查陨石坑冷却速度的影响因素。
生命之初
莎拉·威廉姆斯地理学家、生物学家携手讲述地球上最初细胞新故事。
地球最初的生命并没有留给我们什么足迹、咬痕或骨头。这些单细胞生命在地球某处一个小小的口袋中静静地蓬勃兴旺。几个世纪以来，科学家们一直试图描述最早的生命形式，他们依靠生物学证据，研究现代生命形式中有哪些普遍存在的特征，以推导出细胞的最原始成分。通过逆向作业，生物学家们就这类简单形式的生命可能于何时何地出现的问题提出各种设想，但这些设想目前为止最多也只是猜测，还无法证实。
来自另一领域的研究人员——地理学家们最近也开始加入到这种努力中。在生物学家的指导下，地理学家们开始研究地球上最古老的岩石，以期找到第一批细胞留下的一星半点的生命痕迹。地理学家们还将生物学家指向早期细胞有可能获得立足之地的不寻常环境条件。当两个研究领域开始合作，更可靠的生命形成期的景象正逐渐成形。
从定义上看，生命会改变周围环境，与其所在的环境交换能量和化学物质，因此，早期细胞存在的证据应该留下了不易磨灭的化学踪迹——如果没有可代谢生物的帮助，就不可能有聚集在一起的特定元素组合。如今，可能包含着地球最早生命留下的化学标记的材料非常罕见，绝大部分都深深地埋在地球内部，极偶然的火山爆发或山脉形成后才会被顶出地表。但地理学家们已下定决心，要找到这些石头并分析其中的生命迹象。“地质记录像一块铺在老房子里的地毯，”科罗拉多大学博尔德分校的斯蒂芬·莫契斯（Stephen Mojzsis）说，“人们在它身上踩过几个世纪，它已经完全磨损了，你现在所能看到的，不过是几根彩色的线头。不过，如果你看得够仔细，就有可能顺着这根线，一根接一根地找到其他线拼接起来，然后弄明白这块地毯曾经是什么模样。”
找出早期生命存在的线头只是这项艰巨工作中的一部分挑战，地理学家还需要讨论这些线是在哪里纺成的。其中的一个观点根据新发现的深海热泉，认为生命从海洋深处开始。另一个设想则认为生命起源于充满蒸汽的水塘，地理学家说那里应该能够满足生物学家列出的生命存在的所需要素。
随着合作的结束，地理学家和生物学家互相为对方提供检查和帮助，以确定哪些设想是可能的。“对生物学家来说，他们考虑这个问题的方式应该从真实的地球发展过程和条件来想，而不是他们能在试管中做什么，因为很显然，早期的地球上可没有试管。”斯坦福大学的地球物理学家诺姆·斯利普（Norm Sleep）说，“我认为我的职责就是向这些生物学家提供早期环境研究的购物清单。”
生命之石
45亿年前，婴儿期的地球还是一个高温且不稳定的地方。在它形成后不久，大约过了1.5亿年，它与一个体积稍小的行星相撞，这次撞击形成了月球，并剧烈地改变了地球的样貌。“关于生命在这个星球上可能出现的时间存在一些不可逾越的挡板，”莫契斯说，“其中一块挡板是月亮的形成——这是一次重大的灾难性事件，地球被再度熔化，一切都被重设。这个时期不可能有任何生命存活下来。”不过，这一时期地球逐渐冷却，在经历了冥古宙后，它慢慢变成了适宜居住的地方。在太古宙开始前，即38亿年前左右，生命开始兴旺。
地理学家知道那时有生命存在，因为来自太古宙时期的岩石中含有高浓度的碳元素。在生命有机体形成之前，这个星球上大部分的碳都以大气形式存在。但是，光合有机体为产生能量的化学反应将碳聚集在一起，转变成这个星球上的固态碳形式。因此，高碳含量石头的存在意味着发生了光合作用。不仅是碳，带有“条状铁层”——红色条纹的富含铁沉积层的远古石头也是光合作用存在的证据；通过光合作用释放出的氧气让地表岩石中的铁氧化生锈。
生命的第一步 科学家们猜测，地球上的所有生命的起源发生在大碰撞之后的某个时间点，那次灾难性的撞击事件发生在距今约43.5亿年前，并因此形成了月球，可能还重塑了地球环境，为生命起源做好了铺垫。“我们看见了38亿年前光合作用存在的这一证据，”斯坦福大学的地球化学家丹尼斯·伯德（Dennis Bird）说，“但光合作用是一种高级的化学反应，因此生物必须是在这之前的某个时间出现的。问题是你顺着地球历史越往前追溯，确凿的数据就越少。”
画面变得更加模糊，因为来自冥古宙的石头非常难找到。在过去40亿年中，地球上所有的石头和矿物质一直在不同的岩石层中循环。今天，地球上最古老的石头大部分都深深地埋在地幔层中，距地表数千米以下的黏质层，温度高达数千度。它就像这个星球上的沙拉碗，不同年代、不同地点的石头都在地幔中熔化在一起。过了几千年或是几亿年，有些石头随着火山或深海热泉返回到地表，而它们几乎很难再恢复到自己原本的样貌。图片权利和来源（IMAGE CREDIT）：Denniss/Wikimedia Comons“基本上，我们所有的来自冥古宙的直接证据只有一些针尖大小的晶体。”斯利普说。
这些晶体大部分是锆石，这种持久的矿物质能够在地幔的高温骚乱中保持原本的形状，在西澳大利亚其他的更新一些的石头中找到名为锆石的古老矿石中保存着来自早期地球的印迹。
了藏于其中的古老锆石晶粒。通过研究固封在锆石结构中的氧和钛的类型和含量，科学家们能够了解这些晶体在什么样的温度下形成，以及它们是否与水有过接触。锆石甚至有助于澄清地球历史中大陆架形成的时间点。
早期残骸
即使地理学家们发现了来自冥古宙的古代岩石，从中寻找生命的迹象依然很棘手。根据早期细胞如何起作用以及在哪里起作用，推断它们有可能会留下特别的化学线索。斯利普和伯德最近对38亿多年前早期生命的地理学迹象可能会是什么样子进行了一项综合分析。现在他们希望其他地理学家密切关注这些迹象。“岩石学家正在研究所有时期的地幔，”斯利普说，“但他们没有接受过像古生物学家一样的职业训练，所以可能扔掉一些他们觉得不重要的石头，而我们有可能从中找到重要线索。”
科学家们在最近发表于《地球与行星科学年报》的文章中提出，岩石的化学物质中有可能是远古生命关键线索的元素包括：硫、铁、铀、镍和氮。地理学家向生物学家咨询后得出了一个清单：何种类型的代谢可以让这类有机体生长，以及它们可能会如何繁殖并对周围环境做出回应。随后，地理学家用这些信息将有可能残留在岩石中的线索片段拼凑起来。据研究小组报道，这类迹象有可能在自冥古宙开始的岩石循环骚乱中保存下来。
不过，仅有这些元素也不一定就意味着生命的存在，不过，任何一种元素富集在一起或许就是个线索。“我们为要寻找什么样的线索设定了条件，如果没人知道到底要寻找什么样的生命迹象，那根本无从找起。”来自德国杜塞尔多夫大学的进化生物学家比尔·马丁（Bill Martin）说，“我想，真正令人振奋的是，我们现在知道了要去找什么，我们有可能会找到远至冥古宙时代生命迹象的预期。”
至于去哪里找，科学家们已经有了好主意——西澳大利亚和格陵兰西南海岸线都是寻找超过30亿年岩石的胜地，还有地球上其他一些地方甚至有更为古老的物质靠近地表。一旦他们完成寻找岩石的漫长任务，研究者们就能将地球上生命起源的日期估算得再精确一些。可能的起源窗口跨度仍然会在1亿年左右。
不过，所获得的知识远不止于时间上的，岩石中残留的化学物质可能会揭示早期细胞是如何生存的，甚至会指明它们兴盛时期的环境条件。
战略现场
大多数生物学家都相信，早期生命起源于水中，因为今天所有的生命都依赖于某种形式的液体来完成分子之间的相互作用。不过，第一批细胞是出现在含盐的海洋中还是淡水湖中一直是一个争论不休的问题。地理学家所提供的帮助，是对早期地球环境进行分类并对其中起作用的化学物质加以描述。
2000年，一次偶然的发现为生命起源于海洋的观点增添了新证据。科学家们在一次深海考察中，在大西洋中部洋底发现了一种新型的深海热泉。对这些失落之城热泉的化学和地理学分析结果表明热泉有益于许多微观生命形式，看到这些结果，包括马丁在内的生物学家，都意识到这种地方或许正是早期生命起源之处。
绝大多数深海热泉是由洋底的火山热驱动并在周围海域中生产酸性环境，而失落之城热泉则由地幔岩石和海水之间的相互作用形成，在海水中产生碱性的环境。
这些热泉喷涌出甲烷和氢气，与海水发生反应形成石灰石柱、醋酸盐（早期生命的潜在能量来源）和烃类（生命的重要构造元件）。此外，石灰石上的孔还意味着化学物质可以在这里进行反应而不会顺水漂走。“这些微型的小隔间所起的作用就是提供一种可能的方式，让这里的化学物质在物理形式上聚集浓缩，而不需要细胞膜的帮助。”马丁解释说，他曾与地理学家合作，提出生命起源于失落之城的假说。早期细胞可能在这些小隔间中以化学混合物为生。马丁说：“失落之城是本领域中过去十年内最令人激动的发现。”图片权利和来源（IMAGE CREDIT）：E.Feliciano
水下有机物 2000年在大西洋底部发现了与失落之城相似的热泉，这里或许有着初期细胞形成所需要的合适化学环境。在热泉附近，水温达到100℃左右，海水呈碱性，有机物质丰富。
今天的失落之城热泉或许并不是40亿年前的生命起源之地，但那时相似的热泉应该会向早期海洋中喷涌出可维系生命的化学物质。这得由地理学家来决定地球初期这类热泉是否存在，并由生物学家来弄清楚生命是否能够在这样的环境中繁衍兴旺。
德国奥斯纳布吕克大学的阿芒·穆尔奇丹尼安（Armen Mulkidjanian）对于生命起源之地有不同的见解。他研究现代单细胞有机体中有哪些共有的特征，这是在进化生物学家中最受欢迎的话题。两个现存的主要领域——细菌和古细菌——被认为是从距今至少35亿年前的同一个祖先进化而来。
地球最初的细胞很有可能比这个共同祖先还要原始，研究它的特性或许能帮助科学家拼凑起一幅关于更古老细胞的图画。到目前为止，研究人员已经在细菌和古细菌之间找到了60个共同的基因。因此，科学家们推断，共同祖先（被称为Last Univeral Common Ancestor，LUCA，最后一个通用共同祖先）应该也有这些基因。图片权利和来源（IMAGE CREDIT）：brookpeterson/Flickr （CC BY-ND 2.0）
蒸汽水塘，比如今天在加州发现的温泉，可能提供了早期生命所需要的高钾环境。
穆尔奇丹尼安说：“我们决定分析这些通用基因所编码的每一种蛋白都需要哪些有机离子。”他的研究小组2012年初在《美国国家科学院院刊》上报告了分析结果。他们发现，与其他离子相比，这些通用蛋白需要更多的钾。研究人员还发现，钠阻断了某些细胞元素的功能，大部分与遗传物质向蛋白质的翻译过程相关。“我们知道最初的细胞膜封闭性很差，细胞可以将蛋白质或核酸保留在膜内，但对钾无能为力。”穆尔奇丹尼安说。这也就是说，LUCA必须生活在钾离子含量高于钠离子的地方；否则钾会从膜中大量流出。
这时就需要生物学家向地理学家咨询了。熟悉远古地理学的研究人员认为，所有来自冥古宙岩石的证据均表明那时的海洋富含钠元素。不过，地理学家说，古代地球上有一个地方或许有着丰富的钾元素：火山系统蒸汽所形成的水塘，而冥古宙时期的地球，到处都是火山。
当火山喷出的岩浆加热岩石，水汽被蒸发，同时带走岩石中某些元素而留下另一些。产生的蒸汽重新凝聚成液态水，形成的淡水塘不仅富含钾，还富含锌和磷——它们很可能也是早期细胞活动中所需要的物质。穆尔奇丹尼安研究小组提出的LUCA细胞需求与地理学家对早期地热环境的描述相吻合。穆尔奇丹尼安说：“地热知识真实填补了我们构建的生物学故事中的空白。”
关于生命从何处起源的观点，无论是海洋还是淡水塘，或是其他什么完全不同的地方，都仍然只是一些设想。关于生命何时起源以及它们长什么模样的观点也是同样的境况。不过，随着地理学家和生物学家继续互相学习，他们正在不断地引入新证据来支持现有的假设，并有可能产生新的构想。
对地理学家而言，接下去的挑战是找到并分析更多的古代岩石，来充实冥古宙时代地球的画面细节。对生物学家而言，接下来的任务是将他们对于早期细胞的理论与地理学家对早期地球的环境描述结合起来。
马丁说：“我们正在开始缩小微生物学与地球化学之间的距离。”
随着新锆石的发现和有利于化学物质反应的进一步环境探索，生命如何起源的故事将会得出一个达成共识的时间、地点，以及最终会得出这其中的细节。
早期生命迹象
梅根·罗森新发现有助于将微生物的起源向前推至35亿多年前。
澳大利亚西部的皮尔巴拉地区从来就不是以宜居而闻名。小溪早已干涸，裸露的河床在满是沙石的红土地上刻出一条条小路，刀锋一般尖利的草覆盖着低矮的土丘。在这个创下高温和连续数月几乎没有降雨纪录的地方，有生命力顽强的动植物一息尚存。
不过，皮尔巴拉曾经或许是这个星球上最早的复杂生命形式的主要栖息地。在一片已有35亿年历史的石头堆中，地球生物学家诺拉·诺夫克（Nora Noffke）找到了一些小小的精细图案，它们有可能是微生物群落的印迹。这些图案看起来就像是今天海岸线附近潮湿的微生物垫所留下的印迹。诺夫克在澳大利亚发现的这些标志物或许是地球上复杂生命的最早证据。
然而，其他一些科学家们并不是很确定这一点。早期生命迹象很难解释，也很容易引发争议。每一次，每一个奇怪的结构、化学痕迹或显微可见的微型化石，这些据称为最早生命遗迹的证据都遭遇过质疑。不过，有了诺夫克发现的图案，这些证据汇总在一起或许能够拼凑起一个科学家们能够基本接受的完整故事：微生物生态系统很有可能存在于大约35亿年前。
如果诺夫克发现的图案真的是由细胞留下的，这种精致的纹理或许可以提供一种新的方法来搜寻其他星球上的微生物，并且，它们或许还能帮助科学家们更好地理解地球上的生命进化速度有多快。
创世之初
据我们现有的知识，当地球在约45亿年前最初形成时，还没有出现生命的希望。小行星撞击地球，留下的是熔岩形成的海洋，很有可能还扫清了任何可能的生命迹象。科学家们普遍认为，在与地球大小相似的星体猛地撞上地球产生月亮之后，最早的细胞形式才出现。
据科学家们推理，由于需要时间进化出复杂生命，因此于35亿年前在微生物生态系统出现之前，最初出现的细胞必须很好地生存下去。如果真是这样，诺夫克的发现和其他的一些证据表明，在地球生命进化时间表上，早期细胞的起源与这个星球在骚乱中形成的时间非常接近。“每一次我们发现这样的证据，它就告诉我说，这个星球上生命出现的过程相当之快。”来自索科罗的新墨西哥工学院的地球微生物学家佩内洛普·波士顿（Penelope Boston）说，“而且非常神奇。”
早期生命迹象可能很难确定，“如果你发现了一块巨大的完整恐龙骨骼，事情就简单多了，”波士顿说，“但大多数化石都不是这种情况。”
最古老的恐龙化石的年代可推算至约2.3亿年前。不过与诺夫克发现的图形结构相比，那些恐龙骨头就太年轻了。时光在微型古化石上留下它的痕迹：历史被印刻在石头上，数十亿年来忍受着地球地质的变迁。高温和高压的环境可能持续了很长时间，细胞残骸被风化到无法辨认，留下的往往只有显微可见的证据，令人遐想的空间之大，不拒绝任何解释的可能。
科学家们在不同的岩石层中找到这些极小的线索。来自加利福尼亚州帕萨迪纳的美国国家航空和宇宙航行局（NASA）喷射推进实验室的天体生物学家阿比盖尔·艾尔伍德（Abigail Allwood）说：“让人想起多层蛋糕。”最古老的岩石层躺在最底部，年轻的一些在上层。地质学家通过化学方法测定每层岩石的年代，嵌于其中的化石即属于同一年代。
在搜寻早期生命迹象时，科学家们梳理古老岩石层，试图找出有意义的结构、化学物质和化石。诺夫克有时不得不蹲下身子，靠近岩石层，借助放大镜来观察是否具有特殊规则雕刻图案。不过，她相信古老岩石上的小小印迹与今天的微生物垫的纹理相吻合。
今天的微生物垫位于沙滩海岸线上，渗出的黏液将各种微粒黏合到一起。当海浪轻拍到这些垫上，微生物中包裹着的沙砾会发生一些改变，黏液将它们重新聚合到合适的位置，留下可识别的印痕。诺夫克说，它们看起来就像是虫子在沙土中钻洞后留下的沟穴。如果沙土固化，这种痕迹证据就会被留在岩石中。微生物垫不会像虫子那样在沙土中推出通道，但微生物可形成特征性的刻痕，比如碎裂、褶皱、成簇和卷曲等图案。最终，微生物死去，其细胞破碎，但它们沉淀下来的特征性刻痕会留下来。
诺夫克曾对微生物垫进行过研究，它们在全世界有水环境中留下刻痕——从德国海岸线的滩涂到突尼斯的泻湖。她见过的刻痕有形成仅数周的，有数千年前形成的沉积物中的，也有不同年代岩石中的。这类微生物形成的特征性刻痕被称为微生物诱发沉积结构（MISS）。到目前为止，诺夫克所见过MISS的最古老地层是南非的一片距今约32亿年的岩石层。
她认为自己可能在皮尔巴拉找到了更为古老的岩石，有迹象表明远古时期这里曾是盐沼地，正是微生物喜欢的一种盐滩环境。在最初的简单参观时，诺夫克发现了她怀疑可能是MISS的图案。她说：“当时我就想，‘我得再回来看个清楚’。”
于是，2011年，她与一名同样来自弗吉尼亚州诺福克的奥多明尼昂大学的研究生丹尼尔·克里斯蒂安（Daniel Christian）一起艰苦跋涉到皮尔巴拉地区中有着35亿年历史岩石的地方，拖来食物、水以及安营扎寨所需的补给，安顿下来准备为期三周的化石搜寻之旅。为了找出新露出的古老岩石层，两人在这一地区清理数日，最后找到了一块含有MISS的岩床。
在通往一个低矮山丘的半路上，诺夫克首先看见了微生物的刻痕。她说：“我太激动了，以至于接下来一整个星期我都在不停地说起这件事。”零乱的斑纹，这种被称为“碎裂”的图案布满了岩石表面。这些碎裂图案看起来就像是现代盐滩中微生物垫形成的刻痕。“我立刻就被折服了。”诺夫克说。
她收集了一些小规模样本，带回实验室用显微镜进行观察。微型的花纹图案，以及岩石自身的矿物质组成，符合之前诺夫克所研究过的MISS特征，她和同事们在2013年的《天体生物学》杂志上报道了这一发现。
虽然由微生物垫形成的结构很微妙，对恶劣环境中存活微生物进行研究的波士顿却能够看出古代与现在MISS之间的相似之处。她说：“我非常坚信，他们所见到的正是起源时期的微生物。”
MISS中化学物质方面的证据也指向生命存在的迹象。诺夫克与来自克劳利的西澳大学古生物学家戴维·韦西（David Wacey）合作，检测岩石刻痕中碳元素的地质年代。她采集回来的样本中充满了远古时期的碳元素——对寻找生命迹象的科学家们来说绝对是个好兆头。诺夫克说，这些碳可能来自很久之前细胞破碎的残骸。
NASA的艾尔伍德正在进行的古代岩石方面的研究可以辅助在其他星球上寻找生命迹象，她希望看到诺夫克样本中化学物质的更多分析资料。不同的测试或许能够确定其他的生物学标志，比如这个MISS是否具有生命特征的碳元素信号：一种特定的碳同位素的放射信号。细胞倾向于囤积碳-12，碳元素中较轻的形式，是生命体中的基本结构组成。
虽然诺夫克发现的结构“相当引人注目”，艾尔伍德补充道：“但很难证明它们就是生物体。”
科学家们在对早期生命的证据进行评估时，一般依赖于可见特征的数据进行综合判断，但来自珀斯的前西澳地质调查局古生物学家凯思琳·格雷（Kathleen Grey）说，“很难去核实所有的选项。”研究人员很少会见到所有他们想见的特征，这也可以解释为什么古代生命迹象的证据总是会引发诸多争议。
生命层
曾有一个远古生命迹象令科学家们着迷了几十年。那是20世纪80年代时，在距今35亿年的岩石中发现了崎岖不平的结构，暗示着当时可能有细菌住在那里。
这些结构被称为叠层石，由多水环境中的微生物垫形成，富含碳元素，而碳元素也是石灰岩和珊瑚礁的基本化学组成结构。当碳形成颗粒、沉淀且与黏滑的微生物垫彼此叠加在一起时，就形成了叠层石。随着垫中微生物的生长，它们会改变周围水体的温度和酸度。这些变化又迫使水中溶解的矿物质在微生物垫的表层沉淀累积，然后顶层又形成新的微生物垫，反复如此，最终形成厚达数米的层叠式结构。
现代叠层石如夏克·贝（Shark Bay）在澳大利亚发现的那些，常常被一层薄薄的活细胞垫覆盖，不过它们的核心部分已经固化成岩石，格雷说，她已经从欧洲大陆各地收集了大量叠层石样本。她说：“这有点儿像是从底部堆起来的混凝土。”将这些结构横断切开后，科学家们能够看见不同微生物垫层所形成的明显呈波浪状的线。这种多层结构也见于古代叠层石。
与诺夫克的MISS一样，叠层石中的线索也指向约35亿年前的复杂生命。细胞必须组成群落形式才能改变其周围环境，波士顿说：“那可不是你能从DNA原始汤中晃出来的东西。”
不过，肯定存在某种类型的原始汤进化出了地球上第一个细胞。对于这些细胞，演化成群落状态或许需要花上数亿年的时间。这一段时间轴的证据藏在那些有38亿年历史的岩石中，它们位于世界的另一个荒凉角落格陵兰。这些岩石的碳同位素示踪结果表明，在形成早期叠层石和MISS的微生物的出现更早3亿年左右，可能就有生物存在了。
生命在古老的格陵兰土地上留下印迹，在这些印迹中还发现了另一种突然出现的元素：铁的红色条纹贯穿了最古老的岩石。这样的红色意味着周围环境中已经出现氧气并足以产生铁锈。那么，如果氧气早在38亿年前就已经存在，很有可能是光合细菌在将太阳能转化为糖的过程中将这种气体释放到空气中。
不过，韦西认为化学证据并不能完全令人信服。他对格陵兰岛岩石碳素示踪结果实际晚于有生命体出现的时间表示怀疑：“这些岩石中并没有结构能够让你确定它一定是化石。”此外，甚至有可能是现代植物碎片材料污染了古代岩石样本，表现出类似生命一样的碳信号。这些信号甚至有可能是由根本没有生命存在的火山和水热环境伪造出来的。
几十年以来，这一领域一直试图为早期生命实证证据的构成要求建立标准。理想情况中，科学家想要找到这样的化石：呈细胞形状，外部还由看起来像是膜的物质包裹出轮廓。对某些科学家来说，这种证据是建立起早期生命迹象令人信服案例的基石。到目前为止，还没有人在距今35亿年的叠层石或是MISS中发现这样的证据。“生命是封闭在细胞膜中的，”牛津大学古生物学家马丁·布拉塞尔（Martin Brasier）说，“这就是我所认为的关键点。”
直接证据
科学家们认为他们在1987年找到了令人信服的古细胞证据。小威廉·史古夫（J.William Schopf）和邦妮·派克（Bonnie Packer）在《科学》杂志上报道称他们在澳大利亚的岩石层中发现了化石细胞，距今将近35亿年。这个研究小组声称包裹在鞘内的微型球体是细菌的微型化石。
大多数科学家接受了这一结论，直到2002年，布拉塞尔这个古化石评估行家震惊了整个领域。他仔细检查了所谓的细菌微化石，随后在《自然》杂志上发文称，这些结构根本不是化石：它们是矿物质生长的痕迹。“人们简单地去寻找那些令他们想到细胞的有趣形状，”布拉塞尔说，“形状固然很重要，但从化石信息能大致描绘出古细胞生存的环境以及找到类似生命行为的证据也很重要。你得将所有这些东西放在一起，然后才能看到一个完整的故事。”
2011年，布拉塞尔、韦西和他们的同事报道称发现了关于细胞微化石的更强有力的证据。他们的化石位于具有34亿年历史的沙石中，距史古夫和派克发现样本的地点仅50千米。
在更为年轻一些的岩石中，研究人员发现了成簇的圆形细胞，看起来就像是一串串葡萄，还有一些瘦长形的细胞，像香肠一样连成一串。布拉塞尔还主张称，这些微化石不仅仅是看起来像细胞，成簇结构的行为也像细胞。这些生物似乎是将自己困在了沙粒中。名为黄铁矿的微晶体散布在微化石内部和四周，可能是硫黄代谢过程中的副产物。与某些生活在低氧环境中的现代微生物一样，这些生物或许依靠“呼吸”硫这种元素生存，而非氧气。这一发现发表于《自然·地球科学》杂志上。
虽然诺夫克还没有在皮尔巴拉的MISS中找到真正的细胞，但她曾看到过纤维状的细长型细菌的显微结构。尚无人能确定这些纤维状的结构是否是最初的有机体，不过布拉塞尔认为，MISS值得进一步研究。他说：“如果我们能在MISS内部或是周围找到一星点半细胞的迹象，那我会非常高兴。”
总的来说，关于35亿年前复杂生命的证据正在逐渐累积，来自巴吞鲁日的路易斯安那州立大学地球生物学家穆德·沃尔什（Maud Walsh）说：“更多证据的线索正在建立起来，足以证实我们曾有过相当可靠的细菌生态系统。”沃尔什数十年来一直在追寻早期生命的踪迹。
研究叠层石的格雷对此表示赞同：“这就像把一件侦破案的线索放到了一起。”一次又一次，线索一直在暗示着地球早期生命的历史。并且，因为MISS是由复杂的生态系统形成的，细胞生命在这类结构出现在化石记录前必须存在数百万年。
沃尔什说，镶嵌在皮尔巴拉岩石中的古老结构甚至有可能帮助科学家们在其他星球上搜寻生命迹象。研究人员可以检视火星探测器传回的照片，寻找与地球最古老岩石中深藏着的证据相似的叠层石和MISS。
诺夫克对此充满希望，因为地球和火星都存在有古老盐沼的证据，她说：“火星上存在MISS的可能性非常大。”
布拉塞尔说，即使这种早期生命的假设最后被推翻，但它激起的激烈讨论是健康积极的，“如果我们真的在火星上找到了生命迹象，却没有人真正同意这一观点，那将是多么可怕的一件事，”他说，“我们已经在这里为此类辩论进行了彩排。”
栉水母的基因改写生命进化树
艾米·马克西门一项新的研究认为，名为栉水母的一类复杂海洋生物应该取代无脑、无肠的简单海绵动物，作为动物进化树的根基部分。
DNA数据表明这种生物属于最早的动物谱系。
科学家们长期以来一直认为所有现在动物的祖先大概就是像海绵动物那样简单的生物。现在，生物学家必须对5.5亿多年前第一批动物的进化之路构建新的假设。这篇发表于2013年12月13日《科学》杂志上的研究文章的主要作者、来自马里兰州贝塞斯达的国家人类基因组研究所的进化生物学家约瑟夫·瑞恩（Joseph Ryan）说：“这一发现让人们很难接受。”
一个多世纪以来，生物学家描绘了早期动物进化图谱，逐渐补充一些必不可少的特征。在那种假设情境里，被称为领鞭虫的单细胞生物的克隆逐渐发展成为多细胞的海绵动物祖先；数百年过去，这些生物的一个分支形成了神经细胞。随后，肌肉组织开始发展。科学家们一直认为栉水母在这之后才出现，因为它们同时拥有神经系统（并有一个初级的大脑作为补充）和肌肉组织。
瑞恩和他的同事曾在2013年1月份的一次会议上向这种假设情境提出质疑，他们认为栉水母可能起源于一种在海绵动物之前发生进化的祖先。这个研究小组已经对栉水母（Mnemiopsis leidyi）的基因组进行测序，并与海绵动物以及几十种其他物种的基因组进行比较。不过，他们的研究结果中还存在一些不确定之处，导致许多生物学家拒绝对进化树分支进行重新规划的提议。
自那时起，研究小组就开始通过更多的分析来巩固之前的结论。他们使用了一些算法来分析所有动物以及诸如领鞭虫之类的单细胞生物中是否存在某些特殊基因，而领鞭虫的祖先的出现时间早于动物。分析结果发现，栉水母和单细胞生物中缺少许多动物中普遍存在的基因。《科学》杂志首次对这项分析结果以及之前的基因组研究进行了报道。
来自哥本哈根的丹麦国家自然历史博物馆的克劳斯·尼尔森（Claus Nielsen）说：“这项新的分析结合之前的研究结果提供了强有力的证据。”尼尔森之前一直对重新规划进化分支有所疑虑，直到见到了这篇文章。他说，如果他重新编写自己的书《动物进化》，他会将栉水母放到动物进化树的最底端。
德国基尔大学的生物学家托马斯·博世（Thomas Bosch）认同栉水母在进化树中的新定位，但他补充道：“我不理解的是这种结果所代表的生物学意义。”这种新定位表明，动物最近的祖先或许有神经系统和肌肉组织，因为栉水母就是这样。如果真是这样的话，海绵动物必须在进化中丢失这些零件，毫无痕迹。
另一种让博世和尼尔森更愿意接受的解释是，动物的共同祖先已经拥有发育成神经和肌肉所需要的大多数基因，但这种生物实际上并没有那些复杂器官。
瑞恩的研究支持这一观点。研究人员发现，栉水母缺少某些其他动物用于肌肉生长的基因，这就意味着栉水母很有可能使用了一套完全不同的基因，在数百万年时间中独立进化出了肌肉组织。有可能在与动物的共同祖先分离后，栉水母还独立进化出了神经系统。在这种假设情境中，栉水母使用基因的方式与其他现存动物不一样。
不过，仍然也有一些生物学家对新的进化树结构持怀疑态度。麻省理工学院的进化生物学家曼西·斯里瓦斯塔瓦（Mansi Srivastava）曾参与过海绵动物基因组测序，她说，栉水母和海绵生物可能自出现后都已经丢失了许多基因，混淆了该研究团队最初得出的分析结果：“这真是一个不容易解决的难题。”
进化之谜
艾米·马克西门栉水母遗传学证据重建生命之树。
史蒂夫·哈多克（Steve Haddock）是加利福尼亚州莫斯兰汀蒙特利湾海洋研究所的海洋生物学家，他至今仍记得第一次在海洋中邂逅栉水母的每一个细节。在一片深不见底的蓝色开阔水域中，那只约有网球大小的动物微微发着光。“它就像只气垫船一般四处巡游，”哈多克说，“栉水母比人们想象中的任何外星人还要怪异。”
先从它们的外观说起吧：这种海洋动物像一只半透明的气球，装着闪烁着的彩色灯光。某些种群会发光，当受到惊吓时，某些种群还会发出闪电般的蓝光。数百条头发似的荧光纤毛组成梳齿状的垂直线条，贯穿它们栉水母是一种半透明的水生生物，具有多种多样的形式。新的遗传数据表明，这种相对复杂的动物可能在海绵动物之前而不是在其之后进化的。图片权利和来源（IMAGE CREDIT）：L.L.Moroz&M.Citarella/Univ.of Florida；Casey Dunn/Brown Univ
球状的身体（栉水母因此而得名）。某些种群的纤毛可长达2毫米——是其他动物纤毛长度的200倍——它们有节奏地拍打海浪，推动自己前进、后退或是朝着对角线方向搜寻猎物。
不仅仅是它们的外观奇妙：如果将栉水母的胚胎切成两半，你会得到两个都只有一半的成年个体，而它们各自都能自我受精，生育出完美的整个的后代。某些种群还能在幼体时进行繁殖。虽然水母没有眼睛，但是哈多克和他的同事们发现了栉水母用来感知光线的蛋白。比较生物学家们喜欢开玩笑地说，上帝是在创世纪的第八天创造了栉水母。
栉水母和水母一样都呈凝胶状，但它们的相似性仅止于此。从身体构造看，水母与主要固着的类似植物的海葵、珊瑚虫及其他刺细胞动物类似，这个种群的起源至少可追溯至5.5亿年前。当水母和其他刺细胞动物开始进化出神经细胞在身体内形成松散网络时，栉水母已经拥有了复杂的神经系统，包括一个初级的大脑和被称为突触的细胞间连接，这类神经系统也存在于果蝇、人类和大多数其他动物体内。
不过，如果仔细观察两种栉水母的基因组，你会惊奇地发现，它们才是更原始的动物，而不是之前人们一直以为的水母、海葵或是珊瑚虫。甚至有可能，复杂的栉水母家族的进化或许早于无脑、无内脏、无肌肉的海绵。
因为只有150种的已知的种群，栉水母只代表着动物王国的一小部分。但是，从它们外表的奇异性，一直到它们的DNA，颠覆了科学家们认为他们所掌握的动物起源和早期演化方面的认知。
有一个激进的观点认为，栉水母可能会把海绵从动物进化树的基础之中排挤出去。如果这一观点属实，这意味着栉水母进化出了神经、肌肉和其他复杂的功能，这在某种程度上与我们自己独立的进化出大多数动物的祖先相类似。
或者，对于生物学家们来说，更难接受的一种可能性是，所有动物的最后一个共同祖先可能拥有复杂的特性，这些特性仍然存在于栉水母之中，却在海绵、水母以及它们的谱系中完全丧失了。这两种可能性都让传统认知变得混乱，因为传统假设认为，某些特性不会在进化过程中随意地出现或者消失。
来自圣奥古斯丁的佛罗里达大学惠特尼海洋生物实验室的神经生物学家里奥尼德·莫罗兹（Leonid Moroz），最近对栉水母的一种——太平洋侧腕水母（Pleurobrachia bachei）的基因组进行了排序。新的遗传研究结果暗示，“制造一个复杂动物的方法可能有很多种。”他说。
其他人并不同意这一观点。来自瑞典乌普萨拉大学的古生物学家格拉哈姆·巴德（Graham Budd）说，“如果栉水母独立地进化出了神经元和肌肉，那将非常引人注目，而如果它们位于进化树的底部，那是令人震惊的，这实际上就是在说，动物进化了两次。坦率地说，我无法相信它。”
进化树之初
早在查尔斯·达尔文（Charles Darwin）把进化描述为后裔发生演化之前，动物学家们就发现很多动物会共有某些结构。例如，人类、鸟类、蜥蜴和鱼都有一个由若干个骨骼组成的脊椎，来保护脊髓。达尔文认为，这些动物并不是沿其进化分支独立地进化出了这个复杂的结构，而是从一个共同的祖先那里继承了这个脊椎结构，随着时间的推移，这个脊椎结构在不同的动物谱系中不断演化。这就是为什么有些蛇的脊椎有400块骨头，而人类脊椎只有33块。
当科学家绘制进化树的时候，他们比较并对比了有关动物相关性的一些特性。在一般情况下，生物学家们赞成最简单的解决方案——大多数谱系分支从一个共同祖先那里辐射出来，并享有这个祖先的大部分特征。这个简单性的概念，被称为简约性，一直都在指导着有关动物起源的思考。
现今所有存活的动物都是从一团细胞繁衍而来的，这团细胞在8亿多年前开始彼此沟通并黏附在一起。来自丹麦哥本哈根自然历史博物馆的生物学家克劳斯·尼尔森（Claus Nielsen），同时也是教科书《动物进化》的作者，他说，就像动物进化过程中的其他里程碑事件，例如由细胞形成组织层，这一事件似乎曾经已经发生过一次。
在传统的进化树中，海绵是最早的一个分支，它是多细胞动物但尚未有专门分化。水母、海葵和珊瑚虫在其之后出现，它们也是由多细胞类型的祖先进化而来，有些细胞围绕机体形成一个外组织层，内组织层覆盖在肠道内。一个动物如果具有所有这些特征，再加上神经细胞、一个基本的大脑和一个形成肌肉的中间组织层，在传统上就会被认为是栉水母和其他动物的祖先。
按照最早的动物进化谱系中排列的这个顺序，主要的过度转变为进一步的进化铺平了道路。这不仅体现在看起来非常相像的身体结构之中，还体现在共同的分子基础之上。在多细胞生物的情况中，许多相同的蛋白质把细胞黏附在一起，并在所有活的动物细胞之间交流信息。同样的概念也适用于肌肉和中枢神经系统，其中包括由基因编码的蛋白质网络构建的几个不同的部分。事实上，所有的动物都在共享许多相互作用的组成部分，这让尼尔森和许多其他人都不认同这样一个观点，那就是栉水母的各组成部分是起源于自身，然后趋同于一个共同设计之上。尼尔森说，“一个共享结构越复杂，趋同性的可能就越低”，或者独立进化的可能就越低。“我们不能排除趋同的可能性，但是，在有可能和很可能之间有很大的差别。”图片权利和来源（IMAGE CREDIT）：L.L.Moroz&M.Citarella/Univ.of Florida
太平洋侧腕水母（左）利用它的长触手抓住猎物，而梳状水母（右）使用布满黏液的栉板捕食。它喜食鱼卵和仔鱼，已经重创了好几个渔场。
在20世纪90年代，生物学家们曾经预测，动物基因组学的研究结果将会反映出早期动物进化中逐渐增加的解剖结构的复杂性。在人类基因组中大约有22000个基因，预计海绵动物、海葵和栉水母的基因将会比人类的基因少很多。然而，在2007年，发表在《科学》杂志上的一篇报道表明，海葵和人类拥有同样多的基因，这让生物学家们大吃一惊。复杂性的遗传潜力似乎在很久以前就已经存在了。
栉水母在一年之后引发轰动。据2008年《自然》杂志报道，如果不考虑共享的解剖特征，而根据一段选择延伸的DNA的相似性构建进化树，栉水母被放在了无脑的海绵的下面。在当时，科学家们在很大程度上忽略了这一发现，认为这是一个“不完美的树状结构算法”的结果。事实上，研究团队最初没有把这个发现写在论文中。论文的合著者安德里亚斯·和诺（Andreas Hejnol）是挪威卑尔根市的萨尔斯国际海洋分子生物学中心的进化发育生物学家，“但是审稿人想让我们说点什么，所以我们注意到了这个结果，并说它需要进一步的分析。”他说，“但是私下里，我们谈论过如果栉水母在基础位置的话，那会意味着什么，这意味着它们的复杂性是独立进化的，或者意味着海绵动物失去了巨大的复杂性。”
发现趋同性
为了探索这个问题以及其他问题，一个由生物学家组成的团队决定全面解析完整的栉水母基因组。他们选择了核桃状的梳状水母（Mnemiopsis leidyi），这种栉水母可以很容易地在马萨诸塞州科德角的海岸上大量采集到，并饲养在实验室中。图片权利和来源（IMAGE CREDIT）：E.Feliciano
进化树 图解描绘了动物谱系随时间演变的历史。每一个分支都代表一个谱系，它与其后分支的所有动物都有一个共同的祖先。生物学家传统上通过比较物种的解剖结构来构建进化树；现在他们还要比较DNA序列。
梳状水母基因组项目的首席研究员由马里兰州贝塞斯达市美国国家人类基因组研究院的比较生物学家安迪·拜克斯维恩（Andy Baxevanis）担任。他在加利福尼亚州旧金山市召开的整合与比较生物学学会年会上，介绍了他的团队的研究结果。他们通过一个数学模型比较了栉水母与其他生物的基因组的几千个位置，计算得出栉水母位于动物进化树的底部。然而，另一个分析结果把栉水母放在了水母和它的谱系的下面，但是，该结果无法解决海绵和栉水母的先后问题。
拜克斯维恩的团队在栉水母基因组中检测了一些动物中普遍存在的基因家族的情况，例如，与动物细胞间信号传递和黏附作用有关的LIM蛋白。和其他动物相比，栉水母中编码这类蛋白质的基因较少。栉水母和海绵中缺失了参与细胞生长和代谢的信号通路的分子成分，也没有发现Hox基因。Hox基因是一种对早期发育至关重要的基因，并负责传递大脑、四肢或身体其他部位形成的信号。栉水母可能是唯一的既缺少被称为microRNAs的基因调控分子，也缺少创造它们的分子机制的动物。
拜克斯维恩说，对于缺失的基因，最简单的解释是，栉水母与其他动物的祖先在进化树上分支后进化而成的，这与水母在进化树的位置更靠前存在争议。
在旧金山的会议上，出现了更多支持重新定位栉水母在进化树上位置的意见。除了拜克斯维恩的报告外，还有其他13个与水母基因组有关的讲演和海报。最重要的是来自莫罗兹领导的研究团队的新数据，该团队刚刚完成对太平洋侧腕水母基因组的分析，这种栉水母拥有8列闪光纤毛组成的栉板和两根长长的黏性触手，极具对称美。他的团队所绘制的新动物进化树中，栉水母也在最下面处分支出来，位于海绵的下方。
神经生物学家莫罗兹现在对栉水母的研究，已经不仅仅限于他对神经系统起源的兴趣。他推测栉水母的神经系统可能会代表着人类神经系统的一个非常早期的形式。
和拜克斯维恩一样，莫罗兹和他的同事们发现，这种栉水母与其他类型的动物存在大量遗传差异。
莫罗兹发现，栉水母和海绵动物都缺少多基因，而多基因被认为对于功能性神经系统是至关重要的，莫罗兹对此进行了仔细思考，他说，这一结果对于海绵来说，是讲得通的，因为它们没有神经，但是，对于栉水母来说，“这令人震惊，因为它们有一个大脑，有神经系统，还有复杂的反应。”栉水母是非常活跃的：有些种群会追捕猎物，有些种群会像撒渔网一样张开它们的触手。然而，两个团队都没有找到编码5-羟色胺、多巴胺和大多数其他经典神经递质的基因，这些神经递质负责动物的神经元之间的信息传递。还有很多蛋白质未被发现，如在其他动物中引导神经元生长的蛋白质。
另外，在栉水母的基因组中也没有找到在其他动物中与肌肉相关的常见基因序列。在栉水母中出现的肌肉基因似乎是以不寻常的方式行使功能。例如，其他动物中形成中间组织层（由此产生肌肉）的基因，在栉水母的神经细胞中表达。
平行进化
栉水母很明显有肌肉、神经细胞和基本的大脑，所以，它们可能会使用一组不同的基因来构建这些部分，或者仍然是那些众所周知的基因，但是已经突变很多，以至于无法识别出来。在当下，有关构成栉水母的肌肉和神经系统的基因还尚未可知，因为科学家们不知道需要找什么基因。
鉴于栉水母的肌肉和神经系统在基因层面上的独特性，认为栉水母独立进化出了这些功能的观点，听上去也就没有那么荒谬了。莫罗兹认为栉水母“与其他动物谱系同时发育出了复杂的动物功能”，如果他是对的，这些生物在5.5亿年前出现的时候，可能是从非常简单的形式开始的。此外，如果栉水母的祖先是简单的，那么海绵和水母种群也不需要失去复杂性，即便栉水母代表了最长寿的谱系。
想确定栉水母最初是什么样子的是不可能的，因为凝胶状的动物几乎没有留下任何化石记录。然而，研究埃迪卡拉纪时期（6亿3500万年至5亿4200万年前）的古生物学家们说，在大多数现代动物谱系出现之前，在这个时期的生命都极其怪异，有的形状像有皱纹的嘴唇，有的像泡状的蕨类植物，还有的像被压扁的螺旋状星系，这些埃迪卡拉纪化石都无法规整地归入任何一个现代分类中。来自华盛顿特区的
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