令人难以置信的6.35亿年历史的类似真菌的微化石，使我们的星球摆脱了冰河世纪

真菌样丝状微化石的显微图像。

当您想到真菌时，想到的可能是食谱中的关键成分，或者它们将死有机物分解为重要营养素的惊人能力。但是，弗吉尼亚理工大学地球科学教授萧树海和访问博士学位的田干做了新的研究。肖实验室的一名学生强调了真菌在地球历史上所扮演的另一个重要角色：帮助地球从冰河世纪中恢复过来。

来自弗吉尼亚理工大学，中国科学院，贵州教育大学和辛辛那提大学的一组科学家发现了一种真菌样微化石的遗骸，这种遗骸是在大约6.35亿年前的冰河时代末期出现的。它是有史以来最古老的陆地化石。放眼来看，这种微化石比最古老的恐龙早三倍。

他们的发现发表在2021年1月28日的《自然通讯》上。

该化石被发现在中国南方最低的杜山拓组的经过深入研究的沉积白云岩岩石中的小腔中。尽管迄今为止杜桑托组已经提供了大量的化石，但研究人员并未期望在白云岩的下层基底找到任何化石。

但是，尽管万事俱备，Gan还是发现了一些长的，线状的细丝，这是真菌的关键特征之一。

甘说：“这是一个偶然的发现。”“那一刻，我们意识到这可能是科学家们长期以来一直在寻找的化石。如果我们的解释正确的话，将有助于理解古气候的变化和生命的早期演变。”

这一发现是理解地球历史上多个转折点的关键：埃迪卡拉安时期和真菌的陆地化。

Ediacaran时期开始时，地球正从灾难性的冰河时代（也就是“雪球地球”）中恢复过来。那时，海洋表面被冻结到一公里以上的深度，对于几乎任何一种生物而言，这都是一个极其恶劣的环境，除了一些能够繁衍生息的微观生物。科学家们一直想知道生命如何恢复正常状态，以及生物圈如何能够变得比以往任何时候都更大，更复杂。

有了这种新的化石，Tian和Xiao可以肯定，这些微观的低矮洞穴居民在Ediacaran时代对陆地环境的修复中起了许多作用。其中一个角色涉及其强大的消化系统。

真菌具有相当独特的消化系统，在重要营养素的循环中起着更大的作用。利用分泌到环境中的酶，陆地真菌可以化学分解岩石和其他坚硬的有机物，然后可以回收利用并出口到海洋中。

“真菌与植物的根系具有相互关系，这有助于它们动员磷等矿物质。由于其与陆生植物的联系和重要的营养循环，陆生真菌对生化风化，全球生物地球化学循环和生态相互作用具有驱动作用。”

尽管以前的证据表明陆生植物和真菌在大约4亿年前就形成了共生关系，但这项新发现重新校准了这两个王国定居该土地的时间表。

“问题曾经是：弗雷林生命科学研究所和全球变化中心的副教授肖说：“在陆地植物兴起之前，陆地领域中是否存在真菌”。“而且我认为我们的研究表明是。我们的真菌状化石比以前的记录古老了2.4亿年。这是迄今为止最古老的陆地真菌记录。”

现在，出现了新的问题。由于这些化石的细丝还伴有其他化石，因此Gan将着手探索它们过去的关系。

甘说：“我的目标之一是限制与真菌化石有关的其他这些类型的化石在系统发育上的亲和力。”

肖很高兴解决这些微生物的环境问题。六十年前，很少有人相信微生物（例如细菌和真菌）可以作为化石保存。现在，Xiao亲眼看到了它们，他计划了解更多有关如何及时冻结它们的信息。

肖说：“了解环境中的生物总是很重要的。”“我们普遍认为，它们生活在白云岩中的小洞中。但是，人们对他们的生活水平和保存方式知之甚少。为什么不能在化石记录中保存没有骨头或壳的类似真菌之类的东西？”

但是，不能确定该化石是否为定性真菌。尽管背后有大量证据，但对这些微化石的研究仍在进行中。

肖说：“作为我们科学探索的一部分，我们希望将事情留给其他可能性。”“最好的表达方式是，也许我们并没有不同意它们是真菌，但它们是我们目前的最佳解释。”

弗吉尼亚理工大学的三个不同的小组和实验室对于鉴定和标记该化石至关重要。Fralin生命科学研究所的共聚焦激光扫描和显微镜实验室帮助Tian和Xiao进行了初步分析，这促使在辛辛那提大学进行进一步的研究。

生物科学系的梅西植物标本室拥有115,000多种维管植物，真菌，苔藓植物和地衣的标本，提供了现代真菌标本，可与化石进行比较。

该小组要求技术人员使用二次离子质谱仪进行地球化学分析，该技术可将发丝厚度的一小部分中的纳米分子物质电离，以分析32位硫和34位硫的同位素丰度，从而了解化石环境。

先进的计算机断层扫描对于获得仅几微米厚的细丝的3D形态至关重要。聚焦离子束扫描电子显微镜和透射电子显微镜相结合，使研究人员能够以手术精度切割样品，并仔细观察每纳米丝。

肖说：“从事这项工作的不是一个人，甚至不是一个实验室。”

肖还强调了跨学科研究在这项研究以及其他许多研究中的重要性。

肖说：“鼓励跨学科的方式培训下一代科学家是非常重要的，因为新发现总是出现在不同领域的交汇处。”

参考：2021年1月28日的田干，罗太一，罗克怡，周传明，周光宏，周斌，李刚，易启如，Andrew D.自然通讯.DOI：
10.1038 / s41467-021-20975-1