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2.8億年前澱粉化石揭示覆雜的早期動植物共棲現象

http://dailynews.sina.com/bg/   2018年03月12日 03:56   中國新聞網

圖為山西保德早二疊世澱粉顆粒在光學和掃描電子顯微鏡下的光學和形態特徵圖。南古所 供圖
中新網南京3月12日電 (楊顔慈)中國科學院南京地質古生物研究所12日發布消息稱:該所與德國明斯特大學等機構的相關研究人員合作,在中國鄂爾多斯盆地的一層煤層中,發現一種奇特的石松類大孢子,表面被一團圓形顆粒所覆蓋。經鑒定,這是目前已知最早的、特徵明確的澱粉顆粒化石記錄,將動植物共棲現象的化石證據推溯至2.8億年前。

圖為山西保德早二疊世含澱粉大孢子與現生含有脂質體種子的對比。南古所 供圖

  相關文章已經在綫發表在國際權威地質學雜誌《Geology》上,相關研究得到中國科學院、國家自然科學基金委和德國洪堡基金的資助。

  中國科學院南京地質古生物研究所劉鋒研究員介紹,澱粉是由葡萄糖分子聚合而成的,它是大部分綠色植物將光合作用産生的碳水化合物儲藏而形成的一種多糖化合物。作為人類的主要食物來源,澱粉被認為對人類生理和文明的演變起到重要作用。

  “在本次研究之前,已知的特徵明確的澱粉粒化石産自於距今兩百萬年前的舊石器時代的石器裂縫中。由於澱粉顆粒在土壤中很難長時間保存,因此很多考古學家認為,澱粉粒化石在沒有石器或一些容器的保護下,保存時間很難超過600年。”劉鋒稱。

  本次研究,突破性地將澱粉化石記錄追溯到了2.8億年前。

  劉鋒介紹,本次在中國鄂爾多斯盆地東北緣山西省保德縣下石盒子組的一層煤層中(亞丁斯克階,距今2.9-2.8億年)發現的石松類大孢子表面被一團圓形顆粒所覆蓋,顆粒呈圓形或多邊形,中心都具有一個臍形凹陷。同時,大部分顆粒在鏡下呈現出明顯的雙摺射和十字消光現象。綜合來自顯微成像和X射線能譜等多方面證據,表明這些顆粒是距今2.9–2.8億年的澱粉顆粒。

  有趣的是,本次研究證明了2.8億年前,不少植物就很“聰明”,懂得利用動植物共棲,讓物種得到更好地傳播與存續。

  “本次發現的大孢子上,附着了一些澱粉團塊。這與現生種子上常出現的一種被稱為油質體的可食附着體非常接近。”劉鋒介紹,這種附着體主要是用來吸引螞蟻、陸地腹足類或鳥類食取種子,從而實現種子的遠距離傳播。在傳播種子的同時,這些動物獲得了高能量的營養物質。通過這個過程,動植物建立了緊密的共棲關係。

  科研團隊認為,類似的可食澱粉附着體在早二疊世的大孢子表面出現,表明了在螞蟻和鳥類出現之前,遠古的某些石松類植物已經具備了強大的光合作用能力,並能夠把光合作用生産的葡萄糖以澱粉的形式大量儲存下來。同時,植物懂得利用這些澱粉來吸引當時的陸地生物(如蝸牛、蟑螂和多足類)食取,以實現自身種子的傳播,從而建立動植物共棲關係。(完)

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