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在华北地台早元古代地层中发现了真核生物的化石证据
2020-10-12 | 编辑: | 【

  真核生物起源是生命演化史上的里程碑式事件。根据现代真核生物的新陈代谢方式可以推测,只有在氧化大气圈形成之后,真核生物才有可能出现。已有沉积学和地球化学的证据显示,地球氧化大气圈的形成不晚于早元古代,但在该时期地层中已发现的可靠的真核生物化石资料非常有限。

  华北地台五台山地区的前寒武纪早期地层出露比较齐全,主要分布有:太古代五台群和早元古代滹沱群。早元古代滹沱群的东冶亚群下部以砂岩或板岩为特征,上部为砂岩、碳酸盐岩与叠层石和千枚岩互层。根据最新的锆石测年结果显示,滹沱群沉积年龄约为2150-1950 Ma

  中国科学院南京地质古生物研究的尹磊明研究员、孟凡巍副研究员以及博士研究生牛长泰等人,通过岩石切片和浸泡方法,在滹沱群的东冶亚群的文山组、河边村组和天蓬垴组中发现了大量的微体化石。研究成果已发表于国际学术刊物《前寒武纪研究》(Precambrian Research)上。

  此次研究共鉴定出8个形态属,包括球形、丝状蓝藻和具有机壁的疑源类。疑源类化石是分类起源不明的具有机壁的微体化石,主要分布在前寒武纪与早古生代,无法与现代浮游藻类相对比,但推测其亲缘关系大多与真核藻类有关,是早期海洋初级生产力的主要提供者。滹沱群的疑源类化石,表面已经有一定的纹饰且直径较大,表明了真核生物化石的特征;而原核生物化石没有复杂的纹饰。

  该研究还显示,在距今19-21亿年前的早元古代海洋中,除了生活着大量的原核生物蓝藻外,真核生物也已经存在于海洋浮游生物圈中。真核细胞进行有丝分裂,而有性生殖的减数分裂是有丝分裂的特殊形式。在地球生命历史的30多亿年中,在真核细胞出现之前地球上长期处于单调的生物圈,而在有性生殖出现之后,地球上的生物圈才变得多姿多彩。现今地球上的生物圈中有性生殖已经占据了98%以上,因此真核生物化石的记录对地球演化历史格外重要。

  本研究得到了国家自然科学基金,江苏省自然科学基金,中科院战略性先导科技专项(B类)和现代古生物学与地层学国家重点实验室的资助。

  论文相关信息:Leiming Yin*, Fanwei Meng, Fanfan Kong, Changtai Niu2020. Microfossils from the Paleoproterozoic Hutuo Group, Shanxi, North China: Early evidence for eukaryotic metabolism. Precambrian Research, 342 (2020) 105650. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2020.105650.

在华北地台早元古代地层中发现了真核生物的化石证据

图1. 研究地区地层柱状图

图2. 滹沱群河边村组部分原位保存微体化石版图1

图2. 滹沱群河边村组部分原位保存微体化石版图1

图3. 滹沱群河边村组部分原位保存微体化石版图2

图3. 滹沱群河边村组部分原位保存微体化石版图2

图4. 滹沱群河边村组微体化石及其能谱测试结果

图4. 滹沱群河边村组微体化石及其能谱测试结果




 
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