2018年2月2日 来源：新华社
新华社南京２月２日电（记者王珏玢）记者２日从中国科学院南京地质古生物研究所获悉，该所早期生命研究团队在安徽寿县新近发现一类生活在８亿年前且具有固氮能力的多细胞蓝藻化石：大型安徽丝藻。这是迄今发现的最古老的固氮生物化石，科学家将之形象地称为“天然氮肥厂”。这一发现，也将有据可查的生物固氮历史前推了约４亿年。
蓝藻又称为蓝细菌，是地球上最古老、生存时间最长的低等原核生物之一，现在人类食用的“地皮菜”“螺旋藻”等，就属于蓝藻类群。蓝藻中的一部分，具备固氮能力，这对大部分生物的生存演化起到至关重要作用。作为组成氨基酸和核酸的基本元素之一，氮元素是生物体的必须元素。但地球上绝大多数氮以氮气形式存在，可直接被利用的非常有限。这时，就需要有固氮能力的原核生物，将游离的氮气转化为能被多数生物吸收利用的化合态氮，如氨或铵根离子。
此次研究参与者、南古所助理研究员庞科介绍，有一类具有固氮能力的蓝藻，普遍具有一种被称为“异形胞”的结构，这也是识别蓝藻固氮功能的重要证据。化石形态学分析显示，此次发现的大型安徽丝藻，就是一种具有异形胞的蓝藻。异形胞内含有丰富的固氮酶，是蓝藻固氮的场所。特化的厚壁异形胞细胞，可以在原有细胞壁外形成包裹层，阻挡氧气进入，以保护固氮酶不失活，从而在富氧环境中固氮。
此次发现的大型安徽丝藻，是距今最早的生物固氮化石证据。此前，科研人员曾在更古老的地层发现过类似形态的蓝藻化石，但并未发现异形胞结构。科研人员进一步推测，在距今８亿年前后，地球大气环境中氧气浓度很可能升高，固氮蓝藻需演化出异形胞结构，以保证对氧气敏感的固氮酶正常工作。
相关研究成果已于２日发表在《细胞》出版集团旗下杂志《当代生物学》上。
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