6.3亿岁!科学家发现超级高龄“蘑菇”

    来源:现代快报    发布时间:2021-02-23 14:46    编辑:沙风     浏览量:

(记者 阿里亚)你爱吃蘑菇吗?你知道蘑菇是从什么时候开始出现的吗?近日,中美科学家在我国贵州发现了6.3亿年前的真菌类生物化石。这是迄今世界上发现的最早陆生真菌类化石,说明在6亿多年前,蘑菇、酵母、青霉等真菌生物的祖先已经从海洋爬上了陆地。相关研究

(记者 阿里亚)你爱吃蘑菇吗?你知道蘑菇是从什么时候开始出现的吗?近日,中美科学家在我国贵州发现了6.3亿年前的真菌类生物化石。这是迄今世界上发现的最早陆生真菌类化石,说明在6亿多年前,蘑菇、酵母、青霉等真菌生物的祖先已经从海洋“爬”上了陆地。相关研究成果发表在国际权威期刊《自然·通讯》上。

△现代蘑菇

△野外的露头、席状孔洞、古喀斯特面等照片和席状孔洞的岩石光面照片

发现上千枚化石,比头发丝还细

新发现的真菌类化石位于贵州省瓮安县两处白云岩喀斯特洞穴中。

△微小化石的丝体与相关的大、小球体

“我们共采集到20块岩石样品,得到上千枚微小真菌化石丝体。”参与这项研究的中科院南京地质古生物研究所副研究员庞科说,这些微小丝状体比头发丝还细。“丝状体整个成一团,密密麻麻的,看起来就是一片黑黑的小东西,肉眼根本看不到单根丝体。”

△博士生甘甜(右一)

“这其实是中科院地球化学研究所博士生甘甜的博士论文选题,我2017年回国后就开始参与其中,指导她。”庞科向现代快报记者介绍,团队由中外多家单位的科研人员组成,包括美国弗吉尼亚理工大学、美国辛辛那提大学、贵州师范学院、中科院南京地质古生物研究所以及中国科学院大学等。

科研人员们将这上千枚微小化石磨成薄片,利用一系列的高科技技术,对化石进行了详细的形态学观察、三维重建和多种元素、同位素、谱学等分析。

△两种类型化石的复原与丝体直径分布

“我们发现6.3亿年前的这种远古真菌类化石主要由两部分构成。一部分是长度数百微米的空心细丝,另一部分是连接在细丝之间、直径10至26微米的空心小球。”研究团队通过与现代类似真菌的比对推测,细丝可能是真菌类生物的菌丝,而空心小球可能是用于繁殖的无性孢子。

在自然界中地位很高,化石却很少

一提起真菌,大家首先想到的是日常吃的蘑菇。实际上真菌家族非常庞大,据科学家们保守估计,全球约有150万种真菌,目前人类已知约12万种。地上的蘑菇,高原地区的虫草、银耳、灵芝,杏子发霉,腐烂的树干上长出一些云片状的结构……真菌不仅种类繁多,而且形态也千变万化。

真菌和人类形影不离。制作面包离不开酵母菌,腐乳、酱油、啤酒的酿造过程中也都离不开真菌。同时真菌也是重要的分解者,能把动植物遗体中的有机物质分解,从而把无机碳和其他营养物质返还到环境中供植物循环利用。

△现代蘑菇

“真菌和绿藻或蓝细菌也可以形成互利共生的地衣体,能生活在各种寒、旱等极端陆生环境中,被称为‘植物界的拓荒先锋’。”庞科说,事实上,早期的植物登陆就被认为是真菌与光合生物共生后产生的结果。

真菌对生机盎然的陆地生态系统如此之重要,那么它们是在何时首次登上陆地的呢?

“真菌可能在距今约9-15亿年前就已经起源。但因为真菌的丝体非常脆弱,难以保存成化石,且它们通常生活在风化剥蚀区,而非沉积区,使得早期真菌的化石记录很少。”庞科告诉记者,此前最早的陆生真菌发现于苏格兰,距今约4.1亿年历史,其中极为难得地记录了真菌多种类群的早期形态和生活史。

将陆生真菌的化石记录提前了2亿多年

蘑菇、酵母、青霉等真菌生物的祖先如何从海洋“爬”上了陆地?庞科说,这与全球气温变化有直接关系。

过去数十亿年来,地球上的气温并非一直保持不变。地球有时很热,例如,1亿年前的恐龙时期,全球气温比现在高了3 ℃;5亿年前的寒武纪,全球气温更是高达21 ℃,比现在高了7 ℃。另一方面,地球有时也会很冷。在距今24亿至21亿年前,地球陷入了“雪球地球”模式,持续3亿年。

“在‘雪球地球’事件结束后,在距今约6.35亿年前发生了盖帽白云岩沉积,而我们这次发现的化石就保存在盖帽白云岩的席状孔洞硅质胶结物中。”庞科说,白云岩是一种沉积碳酸盐岩。“‘雪球地球’时期沉积的是冰积岩,冰期结束后,全球的冰积岩上面都盖了一层白云岩,像帽子一样,所以取名为盖帽白云岩。”他解释称,盖帽白云岩一般在相对温暖的水体里生成,它的出现就表明当时的环境已经由冰河期转入温暖期。

△席状孔洞的岩石薄片显微观察,显示不同期次的胶结物与真菌状微体化石

△席状孔洞胶结物形成过程

庞科告诉现代快报记者,之后由于冰川快速消融,盖帽白云岩逐渐被暴露出海平面,导致岩石中形成了席状孔洞,而真菌状生物就生活在孔洞的内表面。

“生物从海洋登上陆地是生命演化史上的一次重要转折。而真菌被称为‘拓荒先锋’,在陆地从一片荒芜到生机勃勃的过程中扮演重要角色。此次发现的6.3亿年前陆生真菌,比最早的陆生高等植物化石还早1亿多年。这对我们研究陆地早期环境和生命演化,也具有重要意义。”庞科说,下一步他们计划开展更细致的研究。

(中科院南京地质古生物研究所供图)

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