6.3億歲！科學家發(fā)現(xiàn)超級高齡“蘑菇”

(記者 阿里亞)你愛吃蘑菇嗎?你知道蘑菇是從什么時候開始出現(xiàn)的嗎?近日，中美科學家在我國貴州發(fā)現(xiàn)了6.3億年前的真菌類生物化石。這是迄今世界上發(fā)現(xiàn)的最早陸生真菌類化石，說明在6億多年前，蘑菇、酵母、青霉等真菌生物的祖先已經(jīng)從海洋“爬”上了陸地。相關研究成果發(fā)表在國際權威期刊《自然·通訊》上。

△現(xiàn)代蘑菇

△野外的露頭、席狀孔洞、古喀斯特面等照片和席狀孔洞的巖石光面照片

發(fā)現(xiàn)上千枚化石，比頭發(fā)絲還細

新發(fā)現(xiàn)的真菌類化石位于貴州省甕安縣兩處白云巖喀斯特洞穴中。

△微小化石的絲體與相關的大、小球體

“我們共采集到20塊巖石樣品，得到上千枚微小真菌化石絲體。”參與這項研究的中科院南京地質古生物研究所副研究員龐科說，這些微小絲狀體比頭發(fā)絲還細。“絲狀體整個成一團，密密麻麻的，看起來就是一片黑黑的小東西，肉眼根本看不到單根絲體。”

△博士生甘甜(右一)

“這其實是中科院地球化學研究所博士生甘甜的博士論文選題，我2017年回國后就開始參與其中，指導她。”龐科向現(xiàn)代快報記者介紹，團隊由中外多家單位的科研人員組成，包括美國弗吉尼亞理工大學、美國辛辛那提大學、貴州師范學院、中科院南京地質古生物研究所以及中國科學院大學等。

科研人員們將這上千枚微小化石磨成薄片，利用一系列的高科技技術，對化石進行了詳細的形態(tài)學觀察、三維重建和多種元素、同位素、譜學等分析。

△兩種類型化石的復原與絲體直徑分布

“我們發(fā)現(xiàn)6.3億年前的這種遠古真菌類化石主要由兩部分構成。一部分是長度數(shù)百微米的空心細絲，另一部分是連接在細絲之間、直徑10至26微米的空心小球。”研究團隊通過與現(xiàn)代類似真菌的比對推測，細絲可能是真菌類生物的菌絲，而空心小球可能是用于繁殖的無性孢子。

在自然界中地位很高，化石卻很少

一提起真菌，大家首先想到的是日常吃的蘑菇。實際上真菌家族非常龐大，據(jù)科學家們保守估計，全球約有150萬種真菌，目前人類已知約12萬種。地上的蘑菇，高原地區(qū)的蟲草、銀耳、靈芝，杏子發(fā)霉，腐爛的樹干上長出一些云片狀的結構……真菌不僅種類繁多，而且形態(tài)也千變萬化。

真菌和人類形影不離。制作面包離不開酵母菌，腐乳、醬油、啤酒的釀造過程中也都離不開真菌。同時真菌也是重要的分解者，能把動植物遺體中的有機物質分解，從而把無機碳和其他營養(yǎng)物質返還到環(huán)境中供植物循環(huán)利用。

△現(xiàn)代蘑菇

“真菌和綠藻或藍細菌也可以形成互利共生的地衣體，能生活在各種寒、旱等極端陸生環(huán)境中，被稱為‘植物界的拓荒先鋒’。”龐科說，事實上，早期的植物登陸就被認為是真菌與光合生物共生后產生的結果。

真菌對生機盎然的陸地生態(tài)系統(tǒng)如此之重要，那么它們是在何時首次登上陸地的呢?

“真菌可能在距今約9-15億年前就已經(jīng)起源。但因為真菌的絲體非常脆弱，難以保存成化石，且它們通常生活在風化剝蝕區(qū)，而非沉積區(qū)，使得早期真菌的化石記錄很少。”龐科告訴記者，此前最早的陸生真菌發(fā)現(xiàn)于蘇格蘭，距今約4.1億年歷史，其中極為難得地記錄了真菌多種類群的早期形態(tài)和生活史。

將陸生真菌的化石記錄提前了2億多年

蘑菇、酵母、青霉等真菌生物的祖先如何從海洋“爬”上了陸地?龐科說，這與全球氣溫變化有直接關系。

過去數(shù)十億年來，地球上的氣溫并非一直保持不變。地球有時很熱，例如，1億年前的恐龍時期，全球氣溫比現(xiàn)在高了3 ℃;5億年前的寒武紀，全球氣溫更是高達21 ℃，比現(xiàn)在高了7 ℃。另一方面，地球有時也會很冷。在距今24億至21億年前，地球陷入了“雪球地球”模式，持續(xù)3億年。

“在‘雪球地球’事件結束后，在距今約6.35億年前發(fā)生了蓋帽白云巖沉積，而我們這次發(fā)現(xiàn)的化石就保存在蓋帽白云巖的席狀孔洞硅質膠結物中。”龐科說，白云巖是一種沉積碳酸鹽巖。“‘雪球地球’時期沉積的是冰積巖，冰期結束后，全球的冰積巖上面都蓋了一層白云巖，像帽子一樣，所以取名為蓋帽白云巖。”他解釋稱，蓋帽白云巖一般在相對溫暖的水體里生成，它的出現(xiàn)就表明當時的環(huán)境已經(jīng)由冰河期轉入溫暖期。

△席狀孔洞的巖石薄片顯微觀察，顯示不同期次的膠結物與真菌狀微體化石

△席狀孔洞膠結物形成過程

龐科告訴現(xiàn)代快報記者，之后由于冰川快速消融，蓋帽白云巖逐漸被暴露出海平面，導致巖石中形成了席狀孔洞，而真菌狀生物就生活在孔洞的內表面。

“生物從海洋登上陸地是生命演化史上的一次重要轉折。而真菌被稱為‘拓荒先鋒’，在陸地從一片荒蕪到生機勃勃的過程中扮演重要角色。此次發(fā)現(xiàn)的6.3億年前陸生真菌，比最早的陸生高等植物化石還早1億多年。這對我們研究陸地早期環(huán)境和生命演化，也具有重要意義。”龐科說，下一步他們計劃開展更細致的研究。

(中科院南京地質古生物研究所供圖)