2016年04月08日 星期五

研究亮点

尚晓冬,刘鹏举等-Palaeontology:寒武纪早期地层中发现与现代绿藻亲缘关系密切的微体化石

来源:地调局地质所 作者:尚晓冬,刘鹏举,科技处 发布时间:2020-09-02

埃迪卡拉纪与寒武纪过渡时期(前寒武纪寒武纪)地球生物圈面貌发生了重大转变。在微体生物群方面,同埃迪卡拉纪大型具刺疑源类相比,寒武纪初期的疑源类个体更加微小,直径仅为几微米至几十微米。他们形态各异,具有刺状突起等精美装饰,在三叶虫等动物生命出现之前即开始全球性广布。这些微小的生物化石个体一般呈单细胞的形式,亲缘关系并不清楚,且罕见保存有子细胞等内部结构。近来,中国地质科学院地质研究所刘鹏举课题组尚晓冬博士在湖北长阳地区合子坳剖面寒武纪早期的岩家河组底部燧石条带中发现了数以千计保存完好的疑源类Yurtusia uniformis化石标本,其中许多化石膜壳的内部含有数量不等的子细胞,这也是首次在如此微小的寒武纪疑源类化石中发现有子细胞的存在。这些处于分裂状态的子细胞代表了生物的生殖结构,该发现为研究此类生物的亲缘关系与生命周期提供了重要线索。

通过对共计717枚保存完好的化石标本进行多指标测量与统计分析,发现了处于生命周期中不同阶段、直径为2~25微米的生物个体。其中,极其微小(仅2~3微米)的个体明显处于幼年阶段;随着膜壳的生长增大,刺状突起的长度也在增加。与此同时,膜壳内部的子细胞可发生若干次连续分裂。依据综合数据,重建了此类生物体个体发育与无性生殖模式,表明Yurtusia uniformis为微体藻类积极生长的营养细胞,而非滞育休眠包囊。基于新发现的个体发育过程、生殖结构及形态特征,与许多相似的现生及化石类型(包括原核生物、真菌、伪真菌和多种多样的原生生物)进行对比研究,认为Yurtusia uniformis是一种微体绿藻,且与共球藻纲(绿藻门)、甚至小球藻目中的某些种类具有密切的生物学亲缘关系。此外,基于现代绿藻的生活史,建立了Yurtusia uniformis的生命周期,其中包含营养生长与无性生殖阶段。这为正确认识寒武纪早期其他类型具刺疑源类的生物学属性和进一步了解寒武纪早期生物圈特征提供了可靠的证据。

本研究由国家自然科学基金、中国博士后科学基金、中国地质调查局、国家重点研发计划和中国科学院战略性先导科技专项(B类)项目联合资助。研究成果发表于古生物学专业国际知名SCI期刊《Palaeontology》上。Shang, X., Liu, P., Moczydłowska, M., Yang B., 2020. Algal affinity and possible life cycle of the early Cambrian acritarch Yurtusia uniformis from South China. Palaeontology. (DOI: 10.1111/pala.12491)

    论文链接:https://doi.org/10.1111/pala.12491

           

           图1  处于不同生长发育阶段的Yurtusia uniformis个体(比例尺适用全部)

      

                图2  处于不同生殖阶段的Yurtusia uniformis个体(比例尺适用全部)

     

                图3  Yurtusia uniformis化石形态特征相似的现生绿藻

     

4  处于不同发育和生殖阶段的现代绿藻(A~D);基于绿藻生活史重建的Yurtusia uniformis生命周期(E),包含营养生长和无性生殖阶段