距今9億年!科學家發現藻類化石,揭開真核生物演化的奧秘

2020-12-14 瀟湘晨報

現代快報訊(記者 阿里亞)藻類,在我們的生活中隨處可見。不過,你仔細觀察過它們嗎?你知道藻類最初是如何進化的嗎?儘管真核藻類的微體祖先在距今10億年前就出現了,但研究表明,直到距今7-6億年前,包括綠藻在內的肉眼可見的宏體真核藻類才初步具備了生態優勢,成為海洋中主要的初級生產者。

採集上萬件珍貴化石標本,持續研究5年……中科院南京地質古生物研究所的科學家們與山東科技大學的同行合作,在山東發現了一個距今約10-7.2億年的藻類化石生物群。他們分析認為,其實藻類很可能在這段時期就已經在全球範圍內起到了重要的生態作用。相關研究成果於近日發表在地學SCI期刊《前寒武紀研究》上。

△科研團隊發現的藻類化石生物群

採集上萬件古藻類化石,否定之前假說

遠古時代,萬物尚未孕生,為數不多的生物也僅僅以最低級的生命形式隱匿於汪洋之下。這毫無生機的景象,卻因藻類等光合生物的出現而劃上了句號。最先出現的一批光合生物,是以藍細菌(又稱藍藻)為代表的原核生物。它們沒有根莖葉的分化,構造也相當簡單,甚至連細胞核都不具備。之後,地球發生了天翻地覆的變化,原核生物逐漸進化成藻類等真核生物。

「距今約10-7.2億年的拉伸紀,見證了地球環境的變遷和許多關鍵性的生物演化事件。不過,這個時期的藻類化石記錄卻較單調。」據南京地質古生物研究所早期生命研究團隊副研究員龐科介紹,在這段時期,大部分生物都是微體的,肉眼看不見。業界普遍認為,該時期的生物很簡單,類型也很少。

龐科等人團隊的研究打破了這一認知。從2014年起,他們在山東省安丘市距今約9億年前的地層中採集化石。五年間,陸陸續續採集了上萬件。「合作者之一是山東科技大學教授陳雷,他是我的師兄,當時我們倆商量著能不能在山東找到這個地層的化石。」龐科說,他們採集化石的地方也是一個礦石採集地點。「村民們每挖一段時間就有新鮮的剖面露出來,我們就跑去採。只要挖到了相應的地層,化石就挺豐富的。」龐科舉例,10釐米乘以10釐米的面積,最多挖出了十幾二十個化石。

科研人員對其中6000多件化石進行了數據整理。「它們保存精美、形態多樣,大小在毫米和釐米之間。」龐科解釋稱,微生物的體積直徑一般小於1毫米。「而這些化石很多都是大於1毫米,甚至達到釐米級別,這意味著它們已經是肉眼可見的形態了。」

△科研團隊發現的藻類化石生物群

多樣性最高的藻類生物群之一,揭示真核生物的演化

科研團隊發現的藻類化石生物群由12屬16種以及1個未命名絲狀體組成,包括新建立的1屬6種。其中,含有11種真核宏體藻類化石、4種藍細菌化石,以及2種生物屬性未知的類型。3種宏體化石保存了精美的多細胞結構。

龐科告訴現代快報記者,宏體藻類是指那些能夠肉眼可見的藻類,而距今10-7.2億年的宏體藻類化石記錄非常稀少。「我們此次發現了十餘種,新命名的有六七種,算是首次發現的、類型最豐富的藻類生物群,擴大了這個時期的藻類多樣性。」他表示,該生物群的屬種多樣性遠大於以往發現的其他同時代的化石生物群。

「這個生物群的發現,為我們認識早期的宏體藻類面貌提供了重要的直接證據,表明真核生物的某些進化分支可以通過簡單的多細胞化或多核體形式,由微體達到能夠被肉眼可見的程度。」龐科說,他們發現的豐富多樣的藻類化石同時表明,距今10-7.2億年的宏體藻類多樣性被嚴重低估,它們可能已經開始在全球範圍內起到了重要的生態和生物地球化學作用。

(中科院南京地質古生物研究所供圖)

【來源:現代快報】

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