古元古代疑源类化石似核状内含物研究进展

古元古代疑源类具有核状内含物的化石光学、二次电子、背散射及能谱成像

据中国科学院南京地质古生物研究所：细胞核能否保存为化石，一直是研究真核生物起源的古生物学家关注的焦点之一。自上世纪六十年代以来，一些前寒武纪细胞化石内部的微结构相继被解释成细胞核或降解聚缩的细胞质，如澳大利亚新元古代早期苦泉组（Bitter Springs）的微体化石等，但都颇具争议。最近，在中国南方埃迪卡拉纪陡山沱组磷酸盐化动物胚胎状化石中报道了可能的细胞核状结构，这一辩论又再一次引起人们的关注。

为了进一步解释这些核状物的形成机理，中国科学院南京地质古生物研究所博士研究生庞科等人利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和聚焦离子束扫描显微镜等方法，对我国山西永济古元古代汝阳群保存精美的碳质压膜疑源类化石进行了详细研究。研究对象是Shuiyousphaeridium macroreticulatum 和 Dictyosphaera delicata，它们是汝阳群中数量最丰富的种类，在多项前人的研究中已被充分证明为可靠的真核生物化石。这两个种的很多标本都保存有细胞内含物，透过透射光显微镜、背散射电子显微镜和离子诱导次级电子成像技术都可以观察到。能谱成像和EDS点分析发现，这些内含物的组成以碳、氧元素为主，跟细胞壁（膜壳）相似。这些内含物更趋向于分布在细胞的中间，其直径与膜壳直径成正相关关系。在一些内含物和膜壳都被拉长的标本（短轴/长轴小于0.85）中，两者的长轴方向呈现较一致的趋势。通过手工、超薄切片机和聚焦离子束三种方式，对内含物和膜壳进行了切片从而得以对其横截面进行观察。研究发现，这些内含物和膜壳的内表面已经完全融合在了一起，几乎没有可以分辨的界线。在横截面上包含有内含物的部位要比其他部位厚很多，一些标本中，内含物以双面凸起的透镜状存在，透射电镜下显示为中间为非常厚的电子致密层，两侧包裹着非常薄的不连续的电子稀疏层。此外，在这些内含物中还存在一些纳米级别的小孔。

综合以上发现，该研究认为汝阳群化石中保存的细胞内含物既不是细胞核，也不是降解收缩的细胞质，而是单细胞生物为了应对不良环境而收缩的原生质体（包括了细胞核、周围的细胞质和细胞膜在内）。如果在地球早期的化石中发现细胞核，将对认识真核生物起源和早期演化意义重大，但是很多过程（如降解的或者生物自身收缩的原生质体）都可以产生类似于细胞核的结构，该研究提示我们把化石中的结构解释成细胞核需要更谨慎、更多综合性的研究。

相关成果近期发表在国际期刊《地球生物学》(Geobiology)。(中国化石网)