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南京专家发现2.8亿年前最早淀粉化石 揭示早期动植物共栖现象

来源: 交汇点新闻   作者:  2018-03-14 10:25:00

  交汇点讯作为人类的主要食物来源,淀粉的重要性不言而喻,目前已知的最早淀粉粒化石,产自距今两百万年前的旧石器时代的石器裂缝中。记者今天(3月14日)获悉,这一记录被南京专家的一项新研究打破:中科院南京地质古生物研究所专家在山西保德2.8亿年前的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,被认为是最早的淀粉化石。该成果已在线发表在国际权威地质学杂志《Geology》上。

  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。不过,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,在第四纪以前地层出现的可能性更是微乎其微。由于缺乏化石证据,关于植物淀粉对漫长地质历史时期陆地生态系统演化的影响,我们还知之甚少。

  此次,中科院南京地质古生物研究所刘锋研究员与德国明斯特大学及中国科学院地理科学与资源研究所科研人员合作,在我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,发现一种奇特的石松类大孢子(异孢植物的雌性配子体),其表面被一团圆形颗粒所覆盖。

  “在光学和扫描电子显微镜下的观察发现,这些颗粒呈圆形或多边形,中心都具有一个脐形凹陷,特别是运用正交偏光显微镜观察后发现,大部分颗粒在镜下呈现出明显的双折射和十字消光现象。”刘锋介绍说,这些特征与现生淀粉粒的形态和光学特性完全相符,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。

  这是目前已知最早的特征明确的淀粉颗粒化石记录,打破一些考古学家之前认为淀粉颗粒很难保存的推定,进一步明确在一些特定沉积条件下,这些淀粉粒可以在如此漫长的地质历史时期中得以保存。

  通过与现生一些依靠动物传播的植物种子对比,研究人员认为这些位于大孢子表面的淀粉团块,与现生一些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。

  现生种子的脂质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。

  此次专家们研究认为,类似的可食淀粉附着体在早二叠世的大孢子表面出现,表明远远早于最早的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,同时利用这些淀粉吸引当时陆地上的一些生物(如蜗牛、蟑螂和多足类)的食取,来实现自身种子的传播,从而建立动植物共栖关系。

  交汇点记者吴红梅

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编辑:王建旸

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