中科院地化所:罗泰义团队发现最早陆生真菌状化石

  

  真菌是岩石和矿物生物风化的重要媒介,也是陆地生态系统中重要的分解者。真菌和绿藻或蓝细菌形成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。生物登上陆地是生命演化史上的关键转折,真菌在这一登陆过程中扮演着重要的角色,然而真菌的登陆时间仍不清楚。由于真菌丝体的脆弱难以形成化石,而它们的生活环境又非沉积区,因此至今报道的早期真菌的化石记录非常有限。 

  最新的研究发现,在我国华南瓮安地区埃迪卡拉纪陡山沱组底部盖帽白云岩(距今约6.35亿年前)的席状孔洞(sheet-cavity)硅质胶结物中真菌状微体化石。这些微体化石以黄铁矿化的形式保存,同时保留了少量的有机物残留。研究人员就此提出了围绕盖帽白云岩、溶蚀孔洞、真菌状化石形成过程中各个地质事件之间的模式。本次研究表明,真菌状生物在距今约6.35-6.32亿年之间,就已经存在于喀斯特溶蚀孔洞。它们比显生宙莱尼燧石等环境中保存的陆生真菌化石提前了2亿多年,也比最早的陆生高等植物化石记录(隐孢子)提前了至少1亿年。 

  在新元古代晚期至寒武纪早期的沉积地层广泛分布磷酸盐沉积,反映在埃迪卡拉纪-寒武纪之交时发生了显著的生物地球化学环境变化。有些学者推测真菌在这一地球化学环境转变的过程中扮演了重要的角色。本次研究发现的真菌状化石为这一假说提供了佐证。另外,磷元素的富集可以增加海洋的初级生产力,同时,生物风化会产生的大量粘土矿物会增加有机碳的埋藏作用。更高的海洋生产力和更多的有机碳埋藏意味着生产有机碳的光合作用过程产生大量氧气,这有利于氧气浓度的增加,进而为埃迪卡拉纪复杂多细胞生命的出现和宏体生物的辐射铺平道路。   

  本项研究由中科院地球化学研究所罗泰义、中科院南京地质古生物研究所庞科、美国弗吉尼亚理工大学肖书海等联合团队共同合作完成,发表在《Nature Communications》。     

  论文相关信息:Gan, T., Luo, T.*, Pang, K.*, Zhou, C., Zhou, G., Wan, B., Li, G., Yi, Q., Czaja, A.D., Xiao, S.* Cryptic terrestrial fungus-like fossils in the early Ediacaran Period. Nature Communications, 2021. https://doi.org/10.1038/s41467-021-20975-1. 

  1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

     

2 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 

  3 席状孔洞胶结物形成过程 

(庞科 撰稿)