这项研究揭开寒武纪早期藻类海洋生态的秘密|环球报资讯

2023-03-09 18:55:06 来源 : 金台资讯

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人民网昆明3月9日电 (记者程浩)3月8日，国际顶尖科学杂志Nature在线发表了云南大学古生物研究院张喜光、杨杰团队题为《Protomelission 是早期绿藻，并非寒武纪的苔藓虫》(注：Protomelission为苔藓虫的一个拉丁属名)的研究论文，该研究对在藻类与苔藓虫早期演化研究意义重大。

在重大基础研究领域，无数后生动物化石在地层中突然出现的“寒武纪大爆发”，历来是最引人入胜的重大地质事件之一。尽管古生物学家、地质学家和进化生物学家在认知先驱生物群的真实面貌、辐射分异，以及与古环境的协同演变取得了种种突破，该领域仍存在不少未解之谜与研究空白。例如，自养的藻类是现代生物圈食物金字塔基层的主体组份，其最早的化石记录出现在前寒武确信无疑，但它们在寒武纪仅留下少许化石，以致学者对其早期演化的了解远不及带矿化壳体的后生动物。

图1：寒武纪第3期昆明小石坝生物群中的绿藻与澳大利亚的“苔藓虫”(a—c)。云南大学供图

1999年西北大学舒德干与剑桥大学S. Conway Morris等报道了澄江动物群中迄今已知最古老(约5.18亿年前)的“天下第一鱼”，人们才惊奇知晓原本视为生物界最高等的脊椎动物，其先祖也参与了寒武纪大爆发。然而令人费解的是，当今广布各大洋、具钙质外骨骼的底栖苔藓虫，其最早可靠的化石纪录只追溯到早奥陶世(约4.85亿年前)。在此之前，不时有发现寒武纪苔藓虫的报道，却因这样或那样证据的不足一直未能得到举世公认。

2021年底，西北大学Zhang et al.依据在陕南略低于澄江化石群层位地层中发现的一枚“潜在干群苔藓虫”，结合产自澳大利亚5枚同类化石完成的论文得以在Nature发表。但是这些硬体标本“虫室”的“前壁”多毁坏，仅一块由残留部分围成的不规则开口被误定为苔藓虫触手伸出的孔口。孔口为苔藓虫的关键硬体构造之一，该鉴定缺失其存在的直接证据。

昆明小石坝生物群自2011年发现以来，以其精美绝伦的软躯体后生动物特异保存享誉世界。最近经团队成员细心观察检测，其中的12块化石显示了海藻的基本特征：藻体被压扁，呈条带状，由许多规律排列、近六边形或菱形的藻体模块构成；底栖固着生长；出芽；具软体的叶状缘突。据此，云南大学古生物研究院张喜光、杨杰团队将小石坝的海藻定名为绿藻Protomelission。而首次发现的3枚化石基部固着于腕足动物壳瓣(图1a—c)生动记录了此类海藻的生活模式，为认知寒武纪早期藻类及趋于复杂化的海洋生态系统提供了新的切实信息。

图2：张喜光、杨杰团队成员与来访的英国杜伦大学Martin Smith在昆明小石坝化石发掘地。云南大学供图

此外，小石坝海藻的藻体模块被一薄而韧的表层覆盖，一旦破损，其残留部分与前述“苔藓虫”残破的“孔口”相似(图1fh)。藻体内视显示：所有藻体模块均为规则排列的亚菱形并具微小孔穴(图1gi)。这些相互可比的性状特征表明产自陕南与澳大利亚的“潜在干群苔藓虫”应是早期绿藻。至于依据这些不见孔口的“苔藓虫”将苔藓动物的起源提早3500万年，有待今后新材料的论证。

此次研究得到了国家自然科学基金项目和云南大学“双一流”学科建设经费的资助。

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