南京古生物所等元古代微體真核生物化石研究獲進展

　　新元古代大冰期前的有機質壁微體化石是研究真核生物起源和早期真核生物的重要材料，它們也為該時期地層的劃分與對比提供了重要的生物地層學依據。最近，中國科學院南京地質古生物研究所研究員袁訓來領導的早期生命研究團隊對我國山西永濟古-中元古代汝陽群和華北地臺新元古代溝后組中的有機質壁微體化石進行了深入研究，取得了系列新進展。

　　團隊成員南京古生物所龐科和美國弗吉尼亞理工大學博士研究生唐卿等人，在我國山西永濟古-中元古代汝陽群的頁巖中報道了3種新發現的微體化石。綜合利用光學顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡對汝陽群中已知最可靠、最古老的真核生物化石之一Valeria lophostriata進行了微細結構的觀察。首次利用生物力學分析的方法對這一微體化石進行了形態功能學研究。V. lophostriata的形態可以恢復成一個球形的膜殼，在膜殼的兩個半球上分布著像緯線一樣的同心狀紋飾。這些紋飾的形成可以用Belousov-Zhabotinsky反應模型或者Turing反應-擴散模型來解釋。該研究利用“薄壁球形壓力容器”模型對V. lophostriata進行了生物力學分析，發現這些同心狀紋飾作用是引導膜殼以中裂的方式進行脫囊開口。這是一種生物編程的過程，使得V. lophostriata能夠在固定的位置開裂以釋放原生質體。該研究為探討早期單細胞真核生物的功能形態和生活周期提供了重要的證據，同時也為微體化石的研究提供了一個新思路，不僅要關注化石的形態和種類的多樣性，而且要更深入地研究它們的形態功能。

　　此外，唐卿、龐科等人利用改進的疑源類分析方法，在我國淮北地區新元古代溝后組頁巖中發現了大量保存精美的有機質壁微體化石，其中包括一個新種Dictyosphaera tacita n. sp.和多種形態復雜的微體真核生物化石。雖然前人的研究普遍認為在溝后組及其上覆寒武紀早期的猴家山組之間存在著沉積間斷，但是由于缺乏可信的精確定年數據，溝后組的沉積時代一直以來存在著比較大的爭議，認為溝后組有可能是寒武紀、成冰紀-埃迪卡拉紀（~720 Ma至~540 Ma）或者拉伸紀（1000 Ma至~720 Ma）的沉積地層，因而對于這一沉積間斷持續的時間也存在著不同的認識。本次研究在溝后組中發現了帶刺疑源類Trachyhystrichosphaera aimika，該類化石僅出現在大冰期之前的新元古代早期地層中，是新元古代早期拉伸紀（Tonian，1000 Ma至~720 Ma）的標志性化石。此外，與T. aimika同時產出的其他真核生物微體化石，例如Valeria與Dictyosphaera等，也都僅出現在新元古代大冰期之前的地層中。因此，該研究認為，溝后組的沉積時代應該屬于大冰期之前新元古代早期的拉伸紀（Tonian），表明溝后組與寒武系猴家山組之間存在著近2億年的沉積間斷。該研究為揭示新元古代大冰期前真核生物的多樣性、論證徐淮地區前寒武紀地層時代提供了可靠的化石材料。

　　相關成果近期分別發表在國際地學期刊《遠古世界》(Palaeoworld) 和《前寒武研究》(Precambrian Research)上。相關研究由國家自然科學基金、中科院重點部署項目和科技部重大基礎研究計劃聯合資助。

　　論文相關信息：

　　1. Pang, K., Tang, Q., Yuan, X., Wan, B., Xiao, S. A biomechanical analysis of the early eukaryotic fossil Valeria and new occurrence of organic-walled microfossils from the Paleo-Mesoproterozoic Ruyang Group. Palaeoworld, 2015. DOI:10.1016/j.palwor.2015.04.002.

　　2. Tang, Q., Pang, K., Yuan, X., Wan, B., Xiao, S. Organic-walled microfossils from the Tonian Gouhou Formation, Huaibei region, North China Craton, and their biostratigraphic implications. Precambrian Research, 2015, 266: 296–318.