由牛津大学主导的一项研究表明，最早的动物可能存在于第一批明确无误的动物化石出现之前的数亿年前。这项发表在10月2日《科学进展》（Science Advances）上的发现表明，动物可能起源于新元古代深处，甚至可能在地球历史上一些最严酷的冰期之前。
这项研究可能会重塑科学家对一个重大进化之谜的理解。在化石记录中，动物似乎在寒武纪（5.39亿至4.87亿年前）前不久相对突然地出现，尽管其他证据长期以来一直表明它们的进化故事开始得更早。
这项新研究的核心是一个关于研究人员如何利用古代化石沉积来确定动物起源最大年龄的问题。
重新思考一个关键的化石假设
一个重要的遗址是中国瓮安生物群，这是一个保存在埃迪卡拉纪岩石中、约有5.9亿年历史的化石沉积地。该遗址包含保存异常完好的微小生物，但没有一种可以被明确鉴定为动物。
由于这种缺失，科学家们此前认为动物很可能是在瓮安生物群形成之后才进化出来的。其理由是，如果当时动物已经存在，这样一个异常完好保存的化石沉积应该会捕捉到它们的证据。
这项新研究对这一假设提出了质疑。
蒙古化石提供了关键的检验
这个包括来自加州大学伯克利分校、苏黎世联邦理工学院和耶鲁大学科学家的国际团队，对来自蒙古Kheseen生物群的保存异常完好的微化石进行了广泛研究。
Kheseen生物群比瓮安生物群年轻4000多万年，尽管这两个化石组合共享一些物种。重要的是，在Kheseen生物群形成时，世界其他地区（包括纳米比亚和中国华南的遗址）已经发现了动物。
研究人员使用扫描电子显微镜检查了140多个样本，包括从以前未记录的地点收集的材料。他们的分析揭示了保存精美的新微化石物种，包括疑源类（带有刺和分支突起的微小球形生物），以及含有内部细胞的胚胎状化石。
尽管保存状况非常出色，但没有一块化石能被确信地鉴定为动物。
资深作者、牛津大学自然历史博物馆副教授罗斯·安德森（Ross Anderson）说：“Kheseen生物群打破了这样一种论点，即瓮安异常完好的微化石意味着如果动物当时存在，我们就会在化石组合中看到动物化石。Kheseen微化石保存得同样完好，但动物依然缺失——尽管我们知道在那个时间点它们已经存在。”
这表明动物可能占据了与Kheseen沉积物所代表的环境不同的环境，或者那里导致化石化的化学条件不适合保存动物遗骸。
一段可能被隐藏的动物生命史
由于在Kheseen生物群形成时动物已经存在，但仍然没有出现在其化石记录中，研究人员认为，瓮安生物群中动物的缺失不能自动作为5.9亿年前动物尚未进化的证明。
相反，该团队检查了更古老的化石沉积，其年代约为8.5亿至7.3亿年前。这些包括斯万伯格菲耶莱特组（Svanbergfjellet Formation，挪威）、苦泉群（Bitter Springs Group，澳大利亚）和丘阿尔群（Chuar Group，美国亚利桑那州）——所有这些都是富含化石的沉积，被认为能够保存动物，尽管尚未在其中发现确凿的动物化石。
这些地点此前被用来确定动物生命起源的最大可能年龄。
利用这些更古老的地质约束，研究人员进行了分子钟分析。这种技术比较现存物种之间的遗传差异，并将其与化石日期和估计的进化变化速率相结合，以计算共同祖先可能生存的时间。
当研究人员使用这些更古老的沉积而不是较年轻的埃迪卡拉纪瓮安遗址作为约束时，估计的动物起源时间向后推移了约2亿年。新的范围将动物可能的出现时间定在8亿至7亿年前。
来自古代化学化石的线索
其他证据已经暗示，动物的进化史可能比其身体化石所显示的要深远得多。
保存在古老岩石中的化学化石，也称为生物标志物，包含与至少6.5亿年前生存的海绵动物相一致的证据。这将使它们比最古老的确凿的大型动物化石早数千万年。
最早的动物可能体型微小且身体柔软。没有外壳、骨骼或其他坚硬结构，它们在化石化过程中存活下来的可能性要比许多后来的动物小得多。
它们被保存下来的机会也在很大程度上取决于它们的生活地点以及死后罕见的化学条件组合。
动物在雪球地球之前就存在了吗？
如果动物起源于8亿至7亿年前，这一时间点提出了一个非凡的可能性。在地球进入其历史上一些最极端的冰期之前，动物生命可能已经存在，或者动物甚至可能是在那个严酷时期出现的。
成冰纪大约开始于7.2亿年前，当时巨大的冰川在通常被称为“雪球地球”的时期内扩展到整个地球。
这些新发现重新开启了关于与雪球地球相关的环境条件是否影响了动物生命的起源和早期进化的问题。
第一作者、博士生奥林·洛尔·德宾（Orin Lole Durbin，研究时为牛津大学本科生，现就职于弗吉尼亚理工大学）说：“前埃迪卡拉纪的动物身体化石仍然难以寻觅，这项分析也没有证明动物在8亿年前就存在。然而，我们来自蒙古的新化石证据削弱了将动物起源限制在埃迪卡拉纪的主要论据之一。同时，我们的分子钟分析显示了它们的进化史可以向前延伸多远。”
寻找最早的动物
研究人员表示，未来的研究应该检查来自更广泛地点、环境和保存条件的化石沉积，以寻找早期动物的证据。
这一搜索还应结合所有可用的证据来源，包括动物身体化石、动物活动的痕迹以及化学生物标志物。
安德森教授补充道：“在获得这些证据之前，动物界的确切诞生日期仍然是不确定的。”