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新疆二叠纪发现植物与真菌甲螨相互作用证据

新疆地区晚二叠世木材中的真菌化石

新疆地区晚二叠世木材中的真菌化石

化石木材中的粪便化石以及蛀孔

化石木材中的粪便化石以及蛀孔

化石木材的降解过程(由胞间层开始A, D,逐渐向次生壁降解B,C)

化石木材的降解过程(由胞间层开始A, D,逐渐向次生壁降解B,C)

(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学院南京地质古生物研究所:晚古生代的石炭纪和二叠纪是重要的成煤时期,对于植物为何在此时期大规模保存成为煤炭一直莫衷一是。曾有研究认为,当时缺少必要的分解植物木质素的微生物可能是一个原因。因此,了解当时的生物降解系统如何运转,对于理解植物的成煤过程也具有重要参考意义。

在现代陆地生态系统中,真菌和节肢动物甲螨作为主要的分解者扮演了重要的角色,通过分解其他生物的遗体,将营养物质重新释放到生态系统中。然而它们在晚古生代陆地生态系统的发展演化过程中的作用,对植物遗体的分解过程却鲜为人知。

近期,南京古生物所万明礼博士、王军研究员等在采自于我国新疆吐鲁番-哈密盆地晚二叠世梧桐沟组中的化石木材中发现了数量可观、结构精美的化石真菌,以及大量的粪便化石。化石真菌和粪便广泛分布于木材的髓部以及木质部中。绝大多数的真菌菌丝具隔,并且分叉,部分菌丝还具有特殊的锁状联合结构。由于这些真菌的繁殖器官没有被保存,通过其营养器官以及特殊的锁状联合结构,这些真菌暂时被归为担子菌类(Basidiomycetes)或子囊菌类(Ascomycetes)。同时,根据粪便化石的大小、形态、表面结构等特征的分析,推测这些粪便是由甲螨取食木材遗体过程中留下的。

通过切片观察发现,木材的降解可以分为以下步骤:首先,管胞之间的胞间层最先被降解;其次是管胞壁的初生壁被降解;最后,管胞壁的次生壁被降解,并形成腐蚀腔。这一分解过程与现代木材中的口袋状白腐的特征较为吻合。另外,化石木材中出现的大量的不规则分布的梭状腐蚀腔在宏观上也与该种类型的腐朽特征相似。

该项研究表明,早在晚二叠世甚至更早的陆地生态系统中,真菌已经开始扮演分解者的角色。其分解木材的方式与现代真菌的分解方式十分相似。由于没有出现愈伤组织等特征,这些真菌于宿主植物之间的关系可能是腐生关系。该项研究同时也表明晚二叠世时期,陆地生态系统结构已经十分复杂。

相关成果发表于国际知名古植物学期刊Review of Palaeonbotany and Palynology。本研究得到中国科学院、国家自然科学基金委以及现代古生物学和地层学国家重点实验室的资助。

论文相关信息:Mingli Wan, Wan Yang, Lujun Liu, Jun Wang*, 2016. Plant-arthropod and plant-fungus interactions in late Permian gymnospermous woods from the Bogda Mountains, Xinjiang, northwestern China. Review of Palaeobotany and Palynology. 235: 120-128. doi: 10.1016/j.revpalbo.2016.10.003.





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