近日，中国科学院南京地质古生物所博士研究生陈凯、博士后苗兰云在研究员朱茂炎和研究员赵方臣的指导下，对燕山地区中元古代“高于庄化石群”（距今15.6亿年）进行了追踪研究。在整理新发现标本的基础上，系统描述并报道了高于庄化石群生物组合面貌和多样性，研究结果进一步支持“高于庄化石群”大型碳质膜化石的真核多细胞生物属性的解释。相关研究成果发表于地学国际期刊《前寒武纪研究》（Precambrian Research）上。
“高于庄化石群”是产于我国燕山地区中元古代早期高于庄组中的大型多细胞生物化石群；1997年由中国地质调查局天津地质调查中心研究员朱士兴和研究员黄光学最早发现。2016年，朱士兴与朱茂炎课题组联合国内外同行在《自然-通讯》（Nature Communications）杂志上正式报道（Zhu et al., 2016）。
该化石群包含迄今为止全球最古老的大型真核多细胞生物化石，不完整的个体大小能达到30厘米长、8厘米宽。“高于庄化石群”的发现不仅将地史中大型真核多细胞生物出现的时间节点提前了近10亿年，也为研究早期真核生物的多细胞化起源提供了可靠的化石证据。
“高于庄化石群”发现于河北省迁西县和宽城县地区的高于庄组三段中部白云质泥岩中，保存为厘米至分米级别大小的碳质压膜化石。最初报道基于58枚化石标本，发现了4种类型化石，即舌状、带状、楔形和倒披针形，被解释为营光合作用生活的底栖真核多细胞生物化石（Zhu et al., 2016）。除倒披针形化石外，其他化石体型均很大。但这些大型化石均未见保存完整的个体，往往两端缺失或仅有一端被保存下来。完整化石的缺失阻碍了对其具体亲缘关系的准确解释；同时，该化石群的多样性、产出层位和分布范围也不明确。
针对存在的问题，朱茂炎课题组持续开展该区域化石的发掘研究工作。三年来，在迁西县高于庄组三段中部和顶部共两个化石层位（后者为新发现的化石层位）获得新的标本1000多枚。根据化石形态分析和定量统计，共识别并描述了3属，5种化石（含1个新属，3个新种），具体为Grandilingulata qianxiensis gen. et sp. nov.（大型舌状）、Tuanshanzia linearis sp. nov.（大型带状至楔形）、Tuanshanzia parva sp. nov.（小型带状）、Tuanshanzia fasciaria（倒披针型）和Proterotainia sp.（丝状体）。
大型带状和楔形化石两者形态自然过渡，大小分布重叠，应为同一类生物体的不同部分。化石形态挺直，边缘平滑，与围岩界线截然，仅少数化石见轻微弯曲或局部发生折叠，有些化石表面呈现微小弧度。这些特征表明，原始生物体是薄片状的，但具有一定的硬度和厚度，不太容易发生变形且能满足直立生长的需求。大型舌状化石特征类似，原生物体也应为薄片状且具有一定的厚度。倒披针型和小型带状化石均较小，宽度小于5毫米，化石多见折叠、弯曲、扭曲的现象，表明原始生物体薄而“柔软”。遗憾的是，新材料中仍未发现完整的大型化石个体。
新材料中的这些化石均保存在岩层内部而非岩层面，部分碳质膜与岩层面并非完全平行，而呈现小尺度夹角，指示随水流搬运并被快速埋藏而保存的特点。
通过对化石形态重建，并结合化石大小和其他特征，研究很好地支持了其多细胞真核生物属性的解释；与某些现生宏体真核藻类（如，红藻Iridaea）进行形态和大小的对比，同时也排除是微生物席碎片的可能性。有些原核微生物虽然也能形成肉眼可见的宏观群落，例如圆形、线形、树枝状、甚至是复杂的花瓣状，但它们无论是大小还是形态均与高于庄组宏体化石不符（丝状体Proterotainia sp.除外）。但由于缺乏特征性的生物结构和分子信息方面的证据，高于庄组宏体化石的具体亲缘关系仍无法确定，需后续更深入的研究工作。
“高于庄化石群”对研究真核生物的早期演化至关重要。目前真核生物最早的化石记录来自世界多个地区的古元古代晚期（距今约16.5亿年）地层中的单细胞类型，而该化石群的出现紧随其后，说明真核生物的多细胞化起源发生非常早。
多细胞化是地球生命演化史中一种重要生物事件，它是生命从简单向复杂化和大型化演化的必要条件之一。“高于庄化石群”中大型多细胞化石的出现，也表明“Boring Billion”时期（距今18-8亿年）地球-生命系统演化并非“缓慢而稳定”，至少从生命演化的角度来看是早期真核生命演化极为重要的时期，而且当时的地球表层系统已经出现适合大型多细胞生物生存的“宜居”环境。
本研究得到了科技部国家重点研发计划项目、中国科学院战略先导科技专项（B类）和国家自然科学基金创新研究群体项目的共同资助。
论文相关信息：Chen, K., Miao, L., Zhao, F., Zhu, M., 2023. Carbonaceous macrofossils from the early Mesoproterozoic Gaoyuzhuang Formation in the Yanshan Range, North China. Precambrian Research 392, 107074. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2023.107074.
Zhu, S., Zhu, M., Knoll, A.H., Yin, Z., Zhao, F., Sun, S., Qu, Y., Shi, M., Liu, H., 2016. Decimetre-scale multicellular eukaryotes from the 1.56-billion-year-old Gaoyuzhuang Formation in North China. Nature Communications 7, 11500. https://doi.org/10.1038/ncomms11500.
大型舌状化石Grandilingulata qianxiensis gen. et sp. nov.（比例尺为50 mm）
大型带状和楔形化石Tuanshanzia linearis sp. nov.（比例尺为50 mm）
（A-B）倒披针形化石Tuanshanzia fasciaria；（C-E）小型带状化石Tuanshanzia parva sp. nov. （比例尺为5 mm）
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