宏体藻类是海洋生态系统中重要的组成部分，它们不仅是高效的初级生产者，还可作为许多其他生物的食物和栖息地。底栖宏体藻类的演化在中元古代到新元古代早期（约16至6亿年前）经历了一段漫长的停滞，之后却在埃迪卡拉纪发生了快速的形态分异和辐射事件。伴随着宏观形态的快速分异，底栖宏体藻类的固着器也迅速多样化。
固着器将藻类固定在底质上，其形态除了属种特征的区别外，还在很大程度上受到基底性质的影响，反映了当时藻类的固着策略。因此，研究宏体藻类的固着器不仅可以反映藻类自身形态的多样性，也可以起到指示基底性质的作用。
寒武纪底质革命是地史上最重大的底质转变之一。前寒武纪广泛分布着分层良好、含水量低的硬质基底，在底质革命之后被含水量高的混合基底所取代。这一转变通常被认为是由生物扰动导致的，但考虑到部分基底的转变在寒武纪早期就已经完成，以及埃迪卡拉纪晚期多样的遗迹化石，寒武纪底质革命的发源应当可以追溯到前寒武纪。近年来，在埃迪卡拉纪蓝田生物群和庙河生物群中发现了大量保存了固着器的精美宏体藻类化石，它们提供了少有的可以从化石生物学角度检验埃迪卡拉纪基底性质的机会。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队万斌副研究员，指导博士研究生王霄鹏等人，与贵阳学院的研究人员合作，对华南埃迪卡拉纪宏体藻类固着器多样性及固着策略的演化进行了综合研究。研究成果发表于知名地学期刊《地球科学前沿》（Frontiers in Earth Science）。
该研究对我国埃迪卡拉纪早期蓝田生物群和晚期庙河生物群中的宏体藻类的固着器进行了形态功能学分析，将其分为锥形底部、球状固着器、复合球状固着器、圆盘状固着器、拟根状固着器和水平连接固着器等六种类型。同时，通过这两个时间窗口中固着器形态功能的演变，进一步分析了埃迪卡拉纪藻类固着策略的演化。
研究发现，埃迪卡拉纪之前，宏体藻类的固着器小而简单，以圆盘状为主，但足以使其固定于微生物席表面。而到了埃迪卡拉纪，微生物席生态系统衰落，直立底栖生态系统开始建立。此时固着器迅速多样化，反映了固着策略的创新。并且固着策略与基底的性质密切相关。从蓝田生物群到庙河生物群，宏体藻类的固着策略发生了较大改变：在更古老的蓝田生物群中，80%以上的物种展现出对硬质底质的适应，而没有物种明显体现出对粥性底质的适应；而到了较年轻的庙河生物群，硬质底质与混合底质的比例分别变为31%与41%。这些转变很有可能反映了底质含水量在该时期显著增加，以及氧化还原界面的不断下潜，说明寒武纪底质革命的前奏可能在埃迪卡拉纪就已经出现。
该研究得到国家自然基金面上项目和创新研究群体项目，中科院战略先导专项（B）项目，科技部重点研发计划，现代古生物学和地层学国家重点实验室和中科院青促会项目的联合资助。
论文信息: 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
图1 埃迪卡拉纪早期蓝田生物群中的宏体藻类和固着器形态。比例尺为10 mm（A、C、E、G）和1 mm（B、D、F、H）
图2 埃迪卡拉纪晚期庙河生物群中的宏体藻类和固着器形态。比例尺为10 mm
图3 宏体藻类固着器形态与固着策略对底质改变的响应示意图
W020211231637594800704.jpg
附件下载：