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寒武紀底質革命前奏或在5.4億年前出現
2022-01-12 14:35:29   來源:化石網   評論:0 點擊:

(化石網整理)據化石網公眾號:宏體藻類是海洋生態系統中重要的組成部分,它們不僅是高效的初級生產者,還可作為許多其他生物的食物和棲息地。底棲宏體藻類的演化在中元古代到新元古代早期(約16至6億年前)經歷
(化石網整理)據化石網公眾號:宏體藻類是海洋生態系統中重要的組成部分,它們不僅是高效的初級生產者,還可作為許多其他生物的食物和棲息地。底棲宏體藻類的演化在中元古代到新元古代早期(約16至6億年前)經歷了一段漫長的停滯,之后卻在埃迪卡拉紀發生了快速的形態分異和輻射事件。伴隨著宏觀形態的快速分異,底棲宏體藻類的固著器也迅速多樣化。
 
固著器將藻類固定在底質上,其形態除了屬種特征的區別外,還在很大程度上受到基底性質的影響,反映了當時藻類的固著策略。因此,研究宏體藻類的固著器不僅可以反映藻類自身形態的多樣性,也可以起到指示基底性質的作用。 
 
 
宏體藻類固著器形態與固著策略對底質改變的響應示意圖
 
寒武紀底質革命是地史上最重大的底質轉變之一。前寒武紀廣泛分布著分層良好、含水量低的硬質基底,在底質革命之后被含水量高的混合基底所取代。這一轉變通常被認為是由生物擾動導致的,但考慮到部分基底的轉變在寒武紀早期就已經完成,以及埃迪卡拉紀晚期多樣的遺跡化石,寒武紀底質革命的發源應當可以追溯到前寒武紀。
 
近年來,在埃迪卡拉紀藍田生物群和廟河生物群中發現了大量保存了固著器的精美宏體藻類化石,它們提供了少有的可以從化石生物學角度檢驗埃迪卡拉紀基底性質的機會。 
 
近期,中國科學院南京地質古生物研究所早期生命研究團隊萬斌副研究員,指導博士研究生王霄鵬等人,與貴陽學院的研究人員合作,對華南埃迪卡拉紀宏體藻類固著器多樣性及固著策略的演化進行了綜合研究。研究成果發表于知名地學期刊《地球科學前沿》(Frontiers in Earth Science)。 
 
該研究對我國埃迪卡拉紀早期藍田生物群和晚期廟河生物群中的宏體藻類的固著器進行了形態功能學分析,將其分為錐形底部、球狀固著器、復合球狀固著器、圓盤狀固著器、擬根狀固著器和水平連接固著器等六種類型。同時,通過這兩個時間窗口中固著器形態功能的演變,進一步分析了埃迪卡拉紀藻類固著策略的演化。 
 
 
埃迪卡拉紀早期藍田生物群中的宏體藻類和固著器形態。比例尺為10 mm(A、C、E、G)和1 mm(B、D、F、H)
 
研究發現,埃迪卡拉紀之前,宏體藻類的固著器小而簡單,以圓盤狀為主,但足以使其固定于微生物席表面。而到了埃迪卡拉紀,微生物席生態系統衰落,直立底棲生態系統開始建立。此時固著器迅速多樣化,反映了固著策略的創新。并且固著策略與基底的性質密切相關。
 
 
埃迪卡拉紀晚期廟河生物群中的宏體藻類和固著器形態。比例尺為10 mm 
 
從藍田生物群到廟河生物群,宏體藻類的固著策略發生了較大改變:在更古老的藍田生物群中,80%以上的物種展現出對硬質底質的適應,而沒有物種明顯體現出對粥性底質的適應;而到了較年輕的廟河生物群,硬質底質與混合底質的比例分別變為31%與41%。這些轉變很有可能反映了底質含水量在該時期顯著增加,以及氧化還原界面的不斷下潛,說明寒武紀底質革命的前奏可能在埃迪卡拉紀就已經出現。 
 
該研究得到國家自然基金面上項目和創新研究群體項目,中科院戰略先導專項(B)項目,科技部重點研發計劃,現代古生物學和地層學國家重點實驗室和中科院青促會項目的聯合資助。
 
◎論文相關信息:
 
Wang X, Wu M, Wan B*, Niu C, Zheng W, Guan C, Pang K, Chen Z and Yuan X (2021) Evolution of Holdfast Diversity and Attachment Strategies of Ediacaran Benthic Macroalgae. Front. Earth Sci. 9:783427. 
http://doi.org/10.3389/feart.2021.783427.
 
文 字| 萬   斌(中國科學院南京地質古生物研究所)
編 審| 盛   捷 (中國科學院南京地質古生物研究所)

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