科研进展
华南早泥盆世古生态学研究进展
2023-05-26
古生态学研究涉及到多种生物的化石记录和古环境信息，地层中所保存的多种化石彼此之间通常具有一定的相关性。对共同保存的多种化石开展多尺度的综合分析与研究是认识生物演化及其环境背景的重要手段。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所早期陆生植物研究团队研究员徐洪河、王怿，唐鹏，副研究员卢建峰，研究生王凯、刘炳材、白姣等，联合曲阜师范大学汪瑶博士，对我国广西早泥盆世陆生植物与海洋生物的古生态学开展了综合研究。相关成果在《细胞》（Cell）出版集团旗下开放获取的综合性期刊iScience上发表。
有壳变形虫（testate amoebae）是一类具有外壳的原生动物，壳形多样，大小一般为20~150 μm。现生有壳变形虫广泛分布于河流、湖泊、泥炭湿地和土壤等淡水或陆地环境中，仅少数种类存在于咸水或海洋。有壳变形虫最早出现在新元古代早期的海洋中，至早泥盆世，其栖息地扩展到了淡水的陆地环境。
地史时期有壳变形虫化石记录十分稀少，在新元古代与泥盆纪之间存在着一段空白，此前泥盆纪有壳变形虫的唯一记录也只有来自英国莱尼燧石层。此外，除新元古代磷质结核和白垩纪琥珀中的少量标本，以往有壳变形虫的化石仅有外壳部分保存下来，内部均为中空。
本研究基于广西苍梧下泥盆统苍梧组中瓶形微体化石记录，通过形态学的比较与分析，识别出了一种新的表壳目（Arcellinida）变形虫Cangwuella ampulliformis。该科学发现不仅增进了对早泥盆世有壳变形虫多样性认识，而更为罕见的是，在这种变形虫内部，还发现了许多可能来源于藻类的圆底碟形结构，类似的结构多见于含有内共生体的、混合营养型的现代有壳变形虫当中，这为探讨早泥盆世原生动物与其它生物类群之间存在的生态关系提供了重要线索。
另外，分子系统发育学和微体古生物学方面的研究认为，表壳目变形虫在演化过程中，曾多次登陆，且均发生在显生宙。广西苍梧组中表壳目变形虫的发现无疑为该类群在泥盆纪时期的登陆事件提供了证据支持。
通过对广西苍梧早泥盆世苍梧组沉积时期的生态系统重建表明：陆地上或浅海近岸区域生活着以工蕨为主的维管植物，比如：中国工蕨（Zosterophyllum sinense），以及非常低矮的，总体高度不超过2 cm的拟莱尼蕨类（rhyniophytoid）植物；在近岸的浅海水体中，生活着以广西鲎（Houia guangxiensis）为代表的节肢动物，以及可能与绿藻具有共生关系的有壳变形虫Cangwuella。
本研究是深时数字地球（Deep-time Digital Earth）国际大科学计划“古生物学工作组”的系列研究成果之一。
论文信息：Wang K, Xu H-H*, Liu B-C, Bai J, Wang Y, Tang P, Lu J-F, Wang Y. 2023. Shallow-marine testate amoebae with internal structures from the Lower Devonian of China. iScience. 26(5), 106678.https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.106678.
图1 广西苍梧组早泥盆世古生态系统重建
图2 利用X射线断层扫描技术对广西苍梧组早泥盆世有壳变形虫Cangwuella ampulliformis三维重建，多种透视图
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