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帮人类找油找矿多年 几丁虫的身世之谜最近才有了答案

当我们挖掘5-3亿年前的海洋沉积岩时,我们可以随意打碎一块,其中可能有成千上万的几丁虫化石。它们很小,肉眼几乎看不见,但几亿年前它们是海洋霸主。如今,它们静静地睡在岩石中,在年代地层和生物地层对比中发挥着重要作用,为寻找油气资源做出了巨大贡献。

然而,自从1931年首次报道以来,这些昆虫的生物学特性一直争论不休,没有得出结论。

9月2日,《科技日报》记者从中国科学院南京地质古生物研究所获悉,该所副研究员梁艳,与中外研究人员同行合作研究了几丁虫的生物属性,获得了新的认识。相关研究成果已在国际地质杂志《地质学》网上发表。

如何获得食物和如何排便仍然没有定论

几丁虫是生活在奥陶纪至泥盆纪(4.8亿至2.6亿年前)海洋中的微体生物。它就像一个瓶子,只有几百微米的长度。它有一个径向对称的有机外壳和一个柔软的身体。与其他生物不同,它有一个独特的口盖或塞子来封闭身体,就像大海中的漂流瓶。

以前有科学家推测是一种类似纤毛虫和有孔虫的原生动物。“与足虫、纤毛虫、鞭毛虫和有孔虫相比,它们看起来确实非常相似,但这些昆虫没有像几丁虫”梁艳所说的那样的口盖和塞子,这也让科学家们感到困惑。“像几丁虫这样完全封闭的外壳如何从外界环境中获取食物,如何排出排泄物,目前还没有确定。”。

1963年一批出现了像卵一样的标本,一些科学家认为这是某种后生动物的卵或卵囊。几丁虫是一种很容易在地层中获得的生物化石。然而,研究人员从未发现年轻的几丁虫个体,更不用说生殖标本了,所以他们认为这是一个未知的浮游动物卵。直到现在,这仍然是主流理论。

但这些猜测没有强有力的证据,却引发了多重争议。

近年来,梁艳与国内外合作同行,对几丁虫的生物学特性提出了新的看法“通过研究331个保存完好的几丁虫化石,我们发现它们的形态变化很明显,从矮胖到细长。刺也是不断变化的,从简单的口中刺到中间多刺再到底部丛生刺,越来越复杂。”梁艳告诉记者,这意味着几丁虫垂直生长,这与几丁虫是鸡蛋的理论相去甚远。

为了进一步探索几丁虫,的身份,研究小组收集了前人发表的属于57属378种几丁虫水生无脊椎动物的最大和最小壳长比,以及属于6门10纲45种水生无脊椎动物的卵大小。比较结果表明,几丁虫不是无脊椎动物的蛋。”我们认为几丁虫是一种独立的古代微体海洋生物.”梁艳说。

在显微镜下,几丁虫的生殖过程就像挤牙膏一样

在收集的几丁虫,化石中,研究人员注意到其中一些看起来非常奇怪。

科研小组利用近红外显微成像、显微CT、双束电子扫描和场发射电子成像,发现在数百个化石中,人们习惯于把它们当作扭曲的特定标本,这其实是几丁虫生殖瞬间的定格。

在显微镜下观察这些微小的化石,几丁虫的生殖过程就像挤牙膏一样:首先,一个形状相同、个体略小的幼虫会从母体底部出现。当幼虫在母体中长出壳时,会与母体分离,母体底部的“洞”会慢慢缩回消失。一些几丁虫一次产一只幼虫,而另一些一次产一群。这两种生殖方式分别类似于出芽和横劈,但有明显的区别。

梁艳说,自1937年以来,科学家们已经发现了如此珍贵的标本。但由于当时缺乏技术手段,标本数量少,这些标本被作为畸形变异标本处理。

研究人员还发现,几丁虫幼虫的底部有一个洞。“这个结构也很重要。以前的标本里没有这样的洞。”梁艳说,这表明几丁虫在繁殖期间可以与外界环境交换物质,直到下一次繁殖,这类似于蛇、熊等生物的冬眠。

“我们研究了几丁虫,的超微结构和繁殖方式,结合辐射对称壳的形态特征、广泛的古地理分布和生态分布以及明显的种内差异,我们判断几丁虫生物比后生动物的卵或卵囊更可能是一种独立的原生生物。”梁艳告诉记者,了解几丁虫的生物属性在微体的年代地层学和生物进化中起着重要作用,“它帮助我们找到石油和矿石,但我们不知道它是什么。这次取得的进展对生物地层学和生物多样性的后续研究具有重要意义。

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