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最早的淀粉化石揭示早期动植物共栖现象

2018年03月14日 08:18    作者:    来源:中国科学院    [纠错]

 

图为山西保德早二叠世淀粉颗粒在光学和扫描电子显微镜下的光学和形态特征图。南古所 供图

 

图为山西保德早二叠世含淀粉大孢子与现生含有脂质体种子的对比。南古所 供图

  中国科学院南京地质古生物研究所3月12日发布消息称:该所与德国明斯特大学等机构的相关研究人员合作,在中国鄂尔多斯盆地的一层煤层中,发现一种奇特的石松类大孢子,表面被一团圆形颗粒所覆盖。经鉴定,这是目前已知最早的、特征明确的淀粉颗粒化石记录,将动植物共栖现象的化石证据推溯至2.8亿年前。

  相关文章已经在线发表在国际权威地质学杂志《Geology》上,相关研究得到中国科学院、国家自然科学基金委和德国洪堡基金的资助。

  中国科学院南京地质古生物研究所刘锋研究员介绍,淀粉是由葡萄糖分子聚合而成的,它是大部分绿色植物将光合作用产生的碳水化合物储藏而形成的一种多糖化合物。作为人类的主要食物来源,淀粉被认为对人类生理和文明的演变起到重要作用。

  “在本次研究之前,已知的特征明确的淀粉粒化石产自于距今两百万年前的旧石器时代的石器裂缝中。由于淀粉颗粒在土壤中很难长时间保存,因此很多考古学家认为,淀粉粒化石在没有石器或一些容器的保护下,保存时间很难超过600年。”刘锋称。

  本次研究,突破性地将淀粉化石记录追溯到了2.8亿年前。

  刘锋介绍,本次在中国鄂尔多斯盆地东北缘山西省保德县下石盒子组的一层煤层中(亚丁斯克阶,距今2.9-2.8亿年)发现的石松类大孢子表面被一团圆形颗粒所覆盖,颗粒呈圆形或多边形,中心都具有一个脐形凹陷。同时,大部分颗粒在镜下呈现出明显的双折射和十字消光现象。综合来自显微成像和X射线能谱等多方面证据,表明这些颗粒是距今2.9–2.8亿年的淀粉颗粒。

  有趣的是,本次研究证明了2.8亿年前,不少植物就很“聪明”,懂得利用动植物共栖,让物种得到更好地传播与存续。

  “本次发现的大孢子上,附着了一些淀粉团块。这与现生种子上常出现的一种被称为油质体的可食附着体非常接近。”刘锋介绍,这种附着体主要是用来吸引蚂蚁、陆地腹足类或鸟类食取种子,从而实现种子的远距离传播。在传播种子的同时,这些动物获得了高能量的营养物质。通过这个过程,动植物建立了紧密的共栖关系。

  科研团队认为,类似的可食淀粉附着体在早二叠世的大孢子表面出现,表明了在蚂蚁和鸟类出现之前,远古的某些石松类植物已经具备了强大的光合作用能力,并能够把光合作用生产的葡萄糖以淀粉的形式大量储存下来。同时,植物懂得利用这些淀粉来吸引当时的陆地生物(如蜗牛、蟑螂和多足类)食取,以实现自身种子的传播,从而建立动植物共栖关系。

【责任编辑:丽丽】

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