中新網(wǎng)西安5月31日電 (記者 阿琳娜)記者31日從西北大學(xué)獲悉，《自然-植物》(Nature Plants)雜志在北京時間30日以長文形式在線刊發(fā)了西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系劉麗靜副教授等人的最新成果——《奧陶紀(jì)海洋輪藻及其對陸地植物起源的啟示》，宣告了在中國塔里木和鄂爾多斯盆地發(fā)現(xiàn)了地球上已知最早的輪藻門化石。
奇跡塔里木輪藻Tarimochara miraclensis產(chǎn)出地區(qū)和層位。西北大學(xué)供圖據(jù)介紹，該研究將輪藻門化石的地質(zhì)記錄從晚志留世提前到晚奧陶世，將其起源時間向前推進(jìn)了約2800萬年，為陸地植物于奧陶紀(jì)起源于輪藻門的推論提供了關(guān)鍵的化石證據(jù)。
陸地植物(又稱有胚植物)的起源是地球演化歷史上重要的生物演化事件。基于形態(tài)、解剖、生理和基因特征的研究認(rèn)識，植物學(xué)界有一個共識性的假說——陸地植物起源于陸地淡水藻類輪藻門(廣義，又稱鏈形藻類)。目前最早的陸地植物的化石一般認(rèn)為是中奧陶世達(dá)瑞威爾期出現(xiàn)的有規(guī)則四分體結(jié)構(gòu)的隱孢子，或者代表了陸地植物減數(shù)孢子先于孢子體演化出來。而在此前，最早的雙星藻綱化石記錄來自于中泥盆世，而最確切最古老的輪藻門化石記錄來自晚志留世(425Ma)的陸相地層的輪藻綱化石。因此，晚志留世之前輪藻門化石記錄的缺乏，阻礙了人們對陸地植物是否在奧陶紀(jì)期間從輪藻門演化而來的認(rèn)識。
已知最古老的輪藻門化石奇跡塔里木輪藻Tarimochara miraclensis。西北大學(xué)供圖劉麗靜介紹，此次發(fā)現(xiàn)的化石樣本，是來自塔里木盆地晚奧陶世早期(凱迪早期)以及鄂爾多斯盆地晚奧陶世早期(凱迪中期)(450Ma)的海相碳酸鹽巖地層中的海生的輪藻鈣質(zhì)葉狀體化石。因?yàn)樵摶孥E般地保存了輪藻綱葉狀體關(guān)鍵特征的正模標(biāo)本來自塔里木盆地，于是團(tuán)隊(duì)把其驕傲地命名為奇跡塔里木輪藻Tarimochara miraclensis gen.et sp. nov.。
該化石主軸上有輪生小枝，且有節(jié)與節(jié)間分化，節(jié)間上覆蓋有縱向排列的皮層細(xì)胞，并且小枝也具有皮層細(xì)胞。此外，還發(fā)現(xiàn)了稀少的可能是覆蓋藏卵器的外殼化石。它們的葉狀體和現(xiàn)生的輪藻非常接近，表明輪藻葉狀體演化非常保守。同時，由于其皮層細(xì)胞更多，缺乏復(fù)雜的外殼和鈣化藏卵器等特征，所以推斷是輪藻綱的基干類群。研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)紅藻門、綠藻門、輪藻門中6個綱，以及陸地植物各門類共13個類群62個性狀特征的系統(tǒng)發(fā)育分析，進(jìn)一步確認(rèn)了陸地植物與輪藻門的演化關(guān)系。
基于化石和現(xiàn)代輪藻綱構(gòu)建的Tarimochara miraclensis復(fù)原圖。劉茜繪制該發(fā)現(xiàn)首次揭示出，在晚奧陶世凱迪早期之前已經(jīng)出現(xiàn)了從輪藻門向陸地植物的進(jìn)化過程中的關(guān)鍵的形態(tài)創(chuàng)新(如多細(xì)胞分枝、卵式生殖等)，這一發(fā)現(xiàn)對證實(shí)陸地植物于奧陶紀(jì)起源于輪藻門的假說有重要的科學(xué)價(jià)值。
劉麗靜為論文第一作者，西北大學(xué)為第一完成和通訊單位。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所和美國田納西大學(xué)為共同通訊單位。該研究是由中國科學(xué)院院士、西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系教授舒德干領(lǐng)銜的西北大學(xué)早期生命與環(huán)境創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)繼其在寒武紀(jì)動物門類起源和演化領(lǐng)域取得一系列高水平研究成果以來，首次在奧陶紀(jì)藻類與植物起源領(lǐng)域取得重要成果。(完)