Protomelission是早期綠藻,并非寒武紀(jì)的苔蘚蟲
在《生命起源與演化》重大基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,早期無數(shù)后生動物化石在地層中突然出現(xiàn)的綠藻“寒武紀(jì)大爆發(fā)”,歷來是并非最引人入勝的重大地質(zhì)事件之一。盡管古生物學(xué)家、寒武地質(zhì)學(xué)家和進(jìn)化生物學(xué)家在認(rèn)知先驅(qū)生物群的苔蘚真實(shí)面貌、輻射分異,早期杭州美女兼職上門外圍上門外圍女(微信156-8194-*7106)全國1-2線城市可真實(shí)安排30分鐘到達(dá),不收任何定金以及與古環(huán)境的綠藻協(xié)同演變?nèi)〉昧朔N種突破,該領(lǐng)域仍存在不少未解之謎與研究空白。并非例如,寒武自養(yǎng)的苔蘚藻類是現(xiàn)代生物圈食物金字塔基層的主體組份,其最早的化石記錄出現(xiàn)在前寒武確信無疑,但它們在寒武紀(jì)僅留下少許化石,以致我們對其早期演化的了解遠(yuǎn)不及帶礦化殼體的后生動物。1999年西北大學(xué)舒德干與劍橋大學(xué)S. Conway Morris等報道了澄江動物群中迄今已知最古老(約5.18億年前)的“天下第一魚”,人們才驚奇知曉原本視為生物界最高等的脊椎動物,其先祖也參與了寒武紀(jì)大爆發(fā)。然而令人費(fèi)解的是當(dāng)今廣布各大洋、具鈣質(zhì)外骨骼的底棲苔蘚蟲,其最早可靠的化石紀(jì)錄只追溯到早奧陶世(約4.85億年前)。在前,不時有發(fā)現(xiàn)寒武紀(jì)苔蘚蟲的報道,卻因這樣或那樣證據(jù)的不足一直未能得到舉世公認(rèn)。2021年末西北大學(xué)Zhang et al.依據(jù)在陜南略低于澄江化石群層位地層中發(fā)現(xiàn)的一枚“潛在干群苔蘚蟲”,結(jié)合產(chǎn)自澳大利亞5枚同類化石完成的論文得以在Nature發(fā)表。但是這些硬體標(biāo)本“蟲室”的“前壁”多毀壞,僅一塊由殘留部分圍成的不規(guī)則開口被誤定為苔蘚蟲觸手伸出的孔口(orifice)。孔口為苔蘚蟲的關(guān)鍵硬體構(gòu)造之一,該鑒定缺失其存在的直接證據(jù)。
昆明小石壩生物群自2011年發(fā)現(xiàn)以來,以其精美絕倫的軟軀體后生動物特異保存享譽(yù)世界。最近經(jīng)團(tuán)隊(duì)成員細(xì)心觀察檢測,其中的12塊化石顯示了海藻的基本特征:(1)藻體被壓扁,呈條帶狀,由許多規(guī)律排列、近六邊形或菱形的藻體模塊(modules)構(gòu)成;(2)底棲固著生長;(3)出芽(budding);(4)具軟體的葉狀緣突(flange)。據(jù)此我們將小石壩的海藻定為綠藻Protomelission?;首次發(fā)現(xiàn)的3枚化石基部固著于腕足動物殼瓣(圖1a-c)生動記錄了此類海藻的生活模式,為認(rèn)知寒武紀(jì)早期藻類及趨于復(fù)雜化的海洋生態(tài)系提供了新的切實(shí)信息。
上述性狀特征(1)和(2)在“干群苔蘚蟲”的報道中已有清楚描述(其個體相對較小是因?yàn)榱姿猁}化石多為發(fā)育早期的個體,通常小于2毫米)。此外,小石壩海藻的藻體模塊被一薄而韌的表層覆蓋,一旦破損,其殘留部分與前述“苔蘚蟲”殘破的“孔口”相似(圖1f,h);藻體內(nèi)視顯示:所有藻體模塊均為規(guī)則排列的亞菱形并具微小孔穴(圖1g,i)。這些相互可比的性狀特征表明產(chǎn)自陜南與澳大利亞的“潛在干群苔蘚蟲”應(yīng)是早期綠藻。至于依據(jù)這些不見孔口的“苔蘚蟲”將苔蘚動物的起源提早3500萬年,那是后話,有待今后新材料的論證。

圖1.寒武紀(jì)第3期昆明小石壩生物群中的綠藻與澳大利亞的“苔蘚蟲”。
a-c,產(chǎn)自小石壩底棲的Protomelission?,常以附著器(holdfast)固著在動物介殼上(白色箭頭),柱狀藻體被埋藏壓扁,呈條帶狀具柔軟的棘狀緣突(橙色箭頭).d, e,顯示緣突(橙色箭頭)細(xì)部的熒光和EDX攝像。f-i, 布爾吉斯頁巖型的小石壩綠藻與磷酸鹽化的 “苔蘚蟲”的細(xì)節(jié)比較:f, h, 規(guī)則排列的藻體模塊,其外表為韌性膜覆蓋(橙色箭頭),破損后呈無固定形狀的殘破開口(星號所示),絕非“苔蘚蟲蟲室”的關(guān)鍵構(gòu)造孔口(Zhang et al. 2021)。g, i, 當(dāng)柱狀藻體(或“苔蘚蟲”體)一側(cè)的體壁被剝離(白色箭頭),藻體(或“苔蘚蟲”體)另一側(cè)內(nèi)表面規(guī)則排列的菱形模塊及彼此間的小孔(橙色箭頭)。

圖2.野外工作照。張喜光、楊杰團(tuán)隊(duì)成員與來訪的英國杜倫大學(xué)(Durham University)Martin Smith (右方2米多的高個)在昆明小石壩化石發(fā)掘地(楊杰攝影)。
本研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號:41730318,42162002)和云南大學(xué)“雙一流”學(xué)科建設(shè)經(jīng)費(fèi)的資助。(原標(biāo)題:云南大學(xué)張喜光楊杰團(tuán)隊(duì)在Nature發(fā)文在藻類與苔蘚蟲早期演化研究中作出突破性貢獻(xiàn))
論文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41586-023-05775-5
相關(guān):中外學(xué)者合作對5億年前寒武紀(jì)一種化石重新鑒定為藻類而非動物
(神秘的地球uux.cn)據(jù)中新網(wǎng)北京3月9日電 (記者 孫自法):國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》最新發(fā)表一篇中外學(xué)者合作研究的古生物學(xué)論文指出,研究人員對5億年前寒武紀(jì)時期一種之前鑒定為苔蘚動物的化石進(jìn)行重新鑒定,結(jié)果顯示這些化石為藻類,而非動物。這項(xiàng)研究結(jié)果挑戰(zhàn)了人們對動物演化的認(rèn)知以及藻類在寒武紀(jì)生態(tài)系統(tǒng)中的作用。
該論文介紹,化石記錄揭示了寒武紀(jì)時期動物的演化,但一種水生苔蘚狀無脊椎動物——苔蘚動物(Bryozoa)卻一直在該時期的地層中缺失。2021年,《自然》發(fā)表的一篇論文將采自澳大利亞的名為Protomelission的寒武紀(jì)化石鑒定為一種苔蘚動物。不過,中國云南大學(xué)、貴州大學(xué)與英國杜倫大學(xué)的學(xué)者通過最新合作研究,對該苔蘚動物鑒定觀點(diǎn)提出了挑戰(zhàn)。
論文共同通訊作者、英國杜倫大學(xué)馬丁·史密斯(Martin Smith)和中國云南大學(xué)張喜光及合作者一起,對來自中國南部小石壩生物群(Xiaoshiba Lagerst?tte)的保存完好的Protomelission狀化石進(jìn)行重新研究鑒定,認(rèn)為這些化石是一類底棲、光合藻類,屬于絨枝藻目。該研究結(jié)果表明,目前尚未發(fā)現(xiàn)明確的寒武紀(jì)時期的苔蘚動物化石。
論文作者還對Protomelission狀化石與地理分布廣泛的小型脊髓形狀化石——寒武釘(cambroclaves)進(jìn)行比較,并認(rèn)為某些寒武釘可能也是絨枝藻。他們的這些研究發(fā)現(xiàn)共同表明,在寒武紀(jì)早期生態(tài)系統(tǒng)中,底棲的生物礦化藻類的貢獻(xiàn)比之前認(rèn)為的更大。
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