本報(bào)訊 作為人類的主要食物來源，淀粉的重要性不言而喻，目前已知的最早的淀粉粒化石產(chǎn)自于距今兩百萬年前的舊石器時(shí)代的石器裂縫中。
近日，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物所研究員劉鋒團(tuán)隊(duì)在山西保德2.8億年前的煤層中發(fā)現(xiàn)一種奇特的石松類大孢子，表面被一團(tuán)圓形顆粒所覆蓋，被認(rèn)為是最早的淀粉化石。相關(guān)文章已經(jīng)在線發(fā)表在Geology《地質(zhì)學(xué)》上。
劉鋒告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者：“由于缺乏化石證據(jù)，關(guān)于植物淀粉對(duì)漫長地質(zhì)歷史時(shí)期陸地生態(tài)系統(tǒng)演化的影響我們還知之甚少。”為此，劉鋒與德國明斯特大學(xué)及中科院地理科學(xué)與資源所相關(guān)研究人員展開合作。
團(tuán)隊(duì)在光學(xué)和掃描電子顯微鏡下的觀察發(fā)現(xiàn)，覆蓋大孢子的顆粒呈圓形或多邊形，中心都具有一個(gè)臍形凹陷，特別是運(yùn)用正交偏光顯微鏡觀察后發(fā)現(xiàn)，大部分顆粒在鏡下呈現(xiàn)出明顯的雙折射和十字消光現(xiàn)象。綜合來自顯微成像和X射線能譜等多方面證據(jù)，團(tuán)隊(duì)證實(shí)這些顆粒是距今2.9～2.8億年的淀粉顆粒。
這是目前已知最早的特征明確的淀粉顆�；涗洠蚱埔恍┛脊艑W(xué)家認(rèn)為淀粉顆粒在沒有石器或一些容器的保護(hù)下很難在第四紀(jì)以前的地層中保存的推定，并進(jìn)一步明確在一些特定沉積條件下，例如成煤環(huán)境，一些淀粉顆粒被泥土快速地包裹和埋藏可以抑制水和其他細(xì)菌、真菌對(duì)淀粉顆粒的水解和破壞，因此這些淀粉�？梢栽谌绱寺L的地質(zhì)歷史時(shí)期中得以保存。
很多考古淀粉學(xué)的研究表明這些淀粉應(yīng)該屬于復(fù)合貯藏淀粉。這種復(fù)合貯藏淀粉主要分布于現(xiàn)生種子的子葉和胚乳中，用來營養(yǎng)植物幼體的發(fā)育。但經(jīng)過對(duì)數(shù)千張大孢子超微結(jié)構(gòu)圖的觀察發(fā)現(xiàn)，這些復(fù)合貯藏淀粉顆粒僅分布于大孢子近極面的表面，在大孢子的內(nèi)部并沒類似圓形顆粒的出現(xiàn)。因此基本可以排除這些淀粉顆粒是用來支持石松類胚胎發(fā)育的營養(yǎng)物質(zhì)。
通過與現(xiàn)生一些依靠動(dòng)物傳播的植物種子對(duì)比，研究人員認(rèn)為這些位于大孢子近極面的淀粉團(tuán)塊，與現(xiàn)生一些種子上常出現(xiàn)的一種被稱為油質(zhì)體的可食附著體非常接近。
現(xiàn)生種子的脂質(zhì)體主要是用來吸引螞蟻、陸地腹足類或鳥類食取種子，從而實(shí)現(xiàn)種子的遠(yuǎn)距離傳播。在傳播種子的同時(shí)，這些動(dòng)物獲得了高能量的營養(yǎng)物質(zhì)，通過這個(gè)過程，動(dòng)植物建立了緊密的共棲關(guān)系。
類似的可食淀粉附著體在早二疊世的大孢子表面出現(xiàn)表明，遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于最早的螞蟻和鳥類出現(xiàn)之前，遠(yuǎn)古的某些石松類植物已經(jīng)具備了強(qiáng)大的光合作用能力，并能夠把光合作用生產(chǎn)的葡萄糖以淀粉的形式大量儲(chǔ)存下來，同時(shí)利用這些淀粉吸引當(dāng)時(shí)陸地上的一些生物（如蝸牛、蟑螂和多足類）的食取來實(shí)現(xiàn)自身種子的傳播，從而建立動(dòng)植物共棲關(guān)系。
中國-博士人才網(wǎng)發(fā)布
聲明提示：凡本網(wǎng)注明“來源：XXX”的文/圖等稿件，本網(wǎng)轉(zhuǎn)載出于傳遞更多信息及方便產(chǎn)業(yè)探討之目的，并不意味著本站贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性，文章內(nèi)容僅供參考。
