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科學家揭開元古宙地層“珍珠項鏈”存在之謎

發布時間:2023-04-17 16:10:00來源: 中國新聞網

  中新網南京4月17日電 (記者 楊顏慈)神秘的霍氏串珠(Horodyskia)是發現於(yu) 元古宙地層中的形態類似一串珍珠項鏈的宏體(ti) 化石,其生物成因和係統發育位置一直是學界之謎。

  記者17日從(cong) 中國科學院南京地質古生物研究所獲悉,該所早期生命研究團隊牽頭在中國魯西和淮南地區拉伸紀地層中發現了以多種形式保存的霍氏串珠標本,證實了霍氏串珠的生物成因,表明真核生物至少在14.8億(yi) 年前通過多核體(ti) 和簡單多細胞化相結合的方式實現了身體(ti) 的宏體(ti) 化,為(wei) 真核生物的早期演化與(yu) 體(ti) 型的宏體(ti) 化提供了重要啟示。

  相關(guan) 成果於(yu) 近日發表在《自然》(Nature)旗下生物類專(zhuan) 業(ye) 期刊《通訊-生物》(Communications Biology)上。

  科研人員介紹,霍氏串珠是為(wei) 數不多的在全球多個(ge) 地點都有記錄的元古宙宏體(ti) 化石,通常由幾個(ge) 至幾十個(ge) 大小一致的“珠子”等間距呈單鏈形式排列構成,其分布時代從(cong) 中元古代(距今14.8億(yi) 年)延伸至新元古代埃迪卡拉紀,時間跨度長達近10億(yi) 年。

  中國華北地台東(dong) 部的膠遼徐淮地區拉伸紀地層(距今10億(yi) 年-7.2億(yi) 年)中保存有豐(feng) 富的碳質壓膜宏體(ti) 化石。近年來,南京古生物所早期生命研究團隊與(yu) 山東(dong) 科技大學、南京大學、美國弗吉尼亞(ya) 理工大學等國內(nei) 外單位的科研人員合作,在山東(dong) 魯西地區的石旺莊組(距今8.5億(yi) 年-7.2億(yi) 年)和安徽淮南地區的九裏橋組(距今9.5億(yi) 年-7.2億(yi) 年)等拉伸紀地層中發現了以多種形式保存的霍氏串珠標本,填補了此前拉伸紀地層中沒有發現霍氏串珠的空白。

  科研人員在同一層麵發現其保存了兩(liang) 類體(ti) 型截然不同的霍氏串珠標本。其“珠子”的平均直徑處於(yu) 0.8mm–10 mm和0.1mm–0.8mm兩(liang) 種範圍,可以分別與(yu) 中元古代、埃迪卡拉紀的標本進行比較,將其從(cong) 時代和大小上聯係起來,科研人員推測它們(men) 具有親(qin) 緣關(guan) 係。

  本次發現的霍氏串珠化石主要以碳質壓膜形式保存,此外還有未完全壓扁的三維有機質壁、印痕和模鑄等其他形式保存的標本。其中,前兩(liang) 種保存方式首次呈現出具原生有機質成分的霍氏串珠標本。這些碳質膜在拉曼光譜下亦顯示出相似的特征,表明它們(men) 經曆了同樣的埋藏過程,具有同等的熱成熟度。

  綜合上述特征,研究證實了霍氏串珠的生物成因,結束了將其認為(wei) 是沉積結構、假化石、可疑化石等的爭(zheng) 議。

  科研人員將霍氏串珠的整體(ti) 形態恢複成由幾個(ge) 到幾十個(ge) 具有機質壁的巨型細胞組成的鏈狀生物,其細胞外麵包裹了一層無定形的凝膠質基質;細胞正是因為(wei) 這些基質的存在從(cong) 而能夠保持等間距的鏈狀排列。

  同時,在標本中霍氏串珠的“珠子”之間沒有發現定向排列或相互疊壓的現象,也沒有出現首尾兩(liang) 端分異的現象,因此推測其很可能是一種在沉積物表麵匍匐底棲生活的生物。

  綜上,科研人員認為(wei) 霍氏串珠不太可能是原核生物,而更可能是發育巨型細胞的真核生物。目前在現生的真核生物當中,常需多個(ge) 細胞核來共同控製如此巨大的細胞內(nei) 部的新陳代謝等過程,也就是說,霍氏串珠很可能是一種多核體(ti) 生物。

  研究還進一步對前人提出的關(guan) 於(yu) 霍氏串珠的近10種可能的親(qin) 緣關(guan) 係解釋進行了討論,並重點評估了霍氏串珠屬於(yu) 有殼變形蟲、有孔蟲和真核藻類的可能性。(完)

(責編:陳濛濛)

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