南京古生物所破解上億年前微生物之謎

　　作為一類已滅絕的具有機質殼壁的海洋微體生物化石，幾丁蟲廣泛存在於奧陶紀至泥盆紀的各類海相沉積物中，在年代地層和生物地層對比中發揮著重要作用。然而，自1931年被首次報導以來，關於這類小瓶小罐小棒狀化石的生物學屬性就一直爭論不休，未有定論。

　　近年來，得益於一批保存精美的標本和新技術在古生物學領域的應用，中國科學院南京地質古生物研究所梁豔副研究員等與來自愛沙尼亞、美國、英國和中南大學的古生物學家合作，就幾丁蟲的生物學屬性開展了新的研究，並取得了新的認識。這一研究成果日前已在國際地學期刊《地質學》（Geology）在線發表。

　　該研究採用近紅外顯微成像、顯微CT、雙束電子掃描和場發射電子成像等多項技術手段，發現長久以來被認為是畸變的特異標本實則是記錄幾丁蟲生殖瞬間的關鍵材料。這類特異標本的一大共性是在一個標本的反口極方向（俗稱底部）發育一個與該標本具有相同形態特徵的、個體略小的不完整標本。通過對20枚特異標本的深入研究，識別出幾丁蟲的兩種生殖模式：一個母體一次繁殖一個後代（Fig. 1A–E）或一次繁殖多個後代(Fig. 1F–G)。

^{（Fig. 1 顯微CT下的特異標本。均可在母體標本體室內清晰地觀測到子代的殼體。）}

　　這兩種生殖方式與出芽和橫裂生殖分別具有一定的相似性，但又有明顯不同。相對出芽生殖而言，幾丁蟲的子代僅在母體的底部「出芽」。雖然子代的體室以類似「出芽」的方式呈現在母體的底部，但在母體的體室內，子代的頸部也幾乎在同步進行生長。橫裂則是水螅體在生成水母幼體之前進行橫裂產生多個碟狀幼體的過程，其生成的碟狀體在形態上與水螅體和水母均有顯著區別，仍需進一步的發展才能發展成為一個完整個體。而一個幾丁蟲母體一次繁殖多個後代的生殖模式是通過子代複製母體的形態特徵來產生新的個體，新個體一旦發育成熟，脫離母體，就已經是一個與母體具有高度一致形態特徵的完成體。根據已有的材料和研究結果，項目對幾丁蟲的生殖過程進行了復原（Fig. 4）。

　　高解析度下的超微結構分析顯示，無論是生殖標本內部出現的海綿狀構造（Fig. 2Q–U）、從狀或枝狀構造（Fig. 3D–T），抑或是緻密的殼表（Fig. 2J–K）或殼體（Fig. 3X–Y），均由直徑為幾十或百餘納米的球形顆粒組成（Fig. 5）。根據這些顆粒的大小和排列方式的不同，形成各類形態構造，並最終發展成緻密的殼體。

^{（Fig. 2 近紅外顯微成像（A，L）和經雙束掃描電鏡切割後在場發射電鏡下觀測的超微結構。）}

　　根據本項研究對幾丁蟲的超微結構和生殖方式的最新研究成果，結合幾丁蟲呈輻射對稱殼體的形態特徵、廣泛的古地理分布和生態分布、較為顯著的種內差異，幾丁蟲更可能為一類獨立的原生生物，而非後生動物的卵或卵囊。

^{（Fig. 4 幾丁蟲生殖過程復原示意圖。）}

　　該項研究得到了國家自然科學基金委、中國科學院先導B項目、現代古生物學和地層學國家重點實驗室、愛沙尼亞基金委的聯合資助。

　　（來源：江蘇廣電融媒體新聞中心/黃蒙 呂瑩瑩 編輯/韓瑜）