组合图像显示了中国原球茎的外表面(左),通过由椭圆囊(中间,着色)和中央虹吸管(右,着色)组成的外层观察。信用:Cédric Aria
古生物学家在中国发现了一种藻类化石,确定它是一个新的属和种,叫做中国原球茎。这块古老的化石——有5 . 41亿年的历史——比陆地植物的起源还要早,让科学家们对植物王国早期的多样化有了新的认识。
有趣的是,该化石是这个时代第一个也是最古老的三维保存的绿藻,这使得科学家能够以前所未有的精确度研究其内部结构。
他们发现原球茎与它的近亲现代恐龙几乎一模一样松藻属–今天在许多海洋中发现的一种绿藻——这将历史上绿藻和陆地植物拥有共同祖先的观点向前推了一步。
这些发现已经发表在新研究在BMC生物学.
“原球茎“Protocodium属于一个已知的绿藻谱系,具有令人惊讶的现代建筑,表明这些藻类在20世纪50年代末之前就已经多样化了埃迪卡拉人多伦多大学生态与进化生物学系博士后研究员、加拿大皇家安大略博物馆(ROM)的合著者Cédric Aria说。
“它的发现触及了整个植物王国的起源,并为5亿多年前寒武纪大爆发之前的生物起了一个熟悉的名字,当时世界上第一个现代生态系统出现了。”
绿藻可以进行光合作用,将光和二氧化碳转化为糖和氧。因此,它们可能是地球早期生态系统的重要基础,这项研究表明,绿藻在公元前2000年之前就已经在世界的浅水区形成了,作为二氧化碳的再循环者和氧气的生产者寒武纪大爆发.
使用电子显微镜(A)和X射线计算机断层扫描(B-D)的中国原球茎图像。面板B-D揭示了内部结构。鸣谢:Shu Chai, Cédric Aria and Hong Hua
这原球茎Protocodium是作为高家山生物群的一部分被发现的,高家山生物群是中国西北陕西省南部灯影组中保存异常完好的一组重要化石。
“我们知道海藻样的化石至少有10亿年的历史了,”第一作者,哈佛大学博士后研究员柴博士说西北大学在陕西省西安市。“但到目前为止,平坦、颗粒状的二维保存使得识别一般形态结构以外的结构变得很困难。”
整个化石及其精细的细胞细节在一个叫做磷化其中原来的有机物质被磷酸盐取代,这使得研究人员可以使用电子和X射线显微镜对化石进行切片,以揭示其内部结构。
原球茎化石呈球形,很小(只有大约半毫米宽),表面覆盖着许多更小的圆顶。在内部,复杂的单细胞包含称为虹吸管的细线,周围是一层均匀的球形结构——这是该属某些现代单细胞海藻的典型形态松藻属.
“这很能说明问题,这种生物在至少5.4亿年的时间里几乎没有变化,”艾瑞亚说。“到了埃迪卡拉纪,进化已经把它推向了一个稳定的适应区——从那以后,它就一直在那里过得很舒服,而且,相当成功。以至于,事实上,现在松藻属利用全球贸易轻松战胜其他藻类物种。"
简化的系统发育或生命树,显示原球茎和其他绿藻,称为绿藻,与其他主要植物谱系的关系。信用:Cédric Aria