生命之光

当今地球上所有的复杂生命都是多细胞真核生物，真核生物的多细胞化是生命向复杂化和大型化演化的必备条件，被认为是生命演化史上的重大事件之一。然而，真核生物何时发生多细胞化？多细胞真核生物何时在地球上开始出现？截至目前，学界对这一重大科学问题并无明确答案。

1月25日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎带领的“地球-生命系统早期演化”团队在《科学进展》发表最新研究成果：团队在我国华北燕山地区16.3亿年前地层中发现多细胞真核生物化石。这是继2016年在燕山地区发现15.6亿年前全球最早的宏体多细胞真核生物化石之后，该团队在早期生命演化领域中的又一项重要突破，将多细胞真核生物出现的时间进一步提前了约7000万年，是迄今全球发现最早的多细胞真核生物化石记录。

时间拨回到2016年，朱茂炎团队在《自然·通讯》上报道了燕山地区15.6亿年前的宏体多细胞真核生物化石。这一发现不仅将地球上大型多细胞真核生物的出现时间提前了近10亿年，团队还由此推断，真核生物发生多细胞化的时间应该更早。

为了论证这一推断，在过去8年时间内，团队在燕山地区多个剖面点上采集了数百件长城系页岩样品，通过实验处理后获得大量微体化石标本。这批发现的化石标本一共278枚，它们是由单列细胞组成的无分枝的丝状体，与先前其他研究者在燕山中部串岭沟组页岩切片中报道的“壮丽青山藻”化石形态和大小相似，本次研究将其归入同一个属种。

先前的研究者将这些化石解释为原始绿藻，或许因为化石图片不清晰，生物学解释的证据不够充分，故自1989年报道以来并未引起国内外同行的关注。此次研究发现，壮丽青山藻的部分细胞内含有直径约15~20微米大小的圆形结构，被解释为一种繁殖细胞。由此可见，壮丽青山藻是一种通过孢子繁殖的生物。

此次研究通过对丝状体形态的复杂度、细胞大小、繁殖方式等进行综合比较，发现原核生物中没有与之相对比的类型，而真核生物中类似壮丽青山藻的丝状体生物则很多。因此，研究团队认为壮丽青山藻应为多细胞真核生物化石。综合分析表明，一些现生绿藻的藻丝体形态、细胞大小分布和繁殖方式等与壮丽青山藻最为接近。由此，研究团队认为壮丽青山藻不仅是多细胞真核生物，且很可能具有光合作用的代谢能力，属于多细胞藻类，尽管目前无法将其归属到具体现生门类中去。

为进一步验证壮丽青山藻的真核生物属性，研究团队对壮丽青山藻的有机质成分进行了谱学分析，结果显示，壮丽青山藻的有机质组成明显不同于蓝细菌化石，为其归属为多细胞真核生物的解释提供了支持。

目前学界普遍接受的真核生物最早化石记录发现于距今约16.5亿年之前的古元古代晚期地层中，此次研究发现壮丽青山藻的出现时间仅仅稍晚于这些最古老的单细胞真核化石，表明真核生物出现之后便迅速发生了复杂的多细胞化演化。

“如果壮丽青山藻可以确认为是营光合作用的真核藻类，那么真核生物最后共同祖先应不晚于16.3亿年之前的古元古代晚期，比当前学界普遍接受的时间提前了近6亿年之久，且与分子钟推算的时间基本吻合。”朱茂炎介绍，本研究为进一步揭示复杂生命的起源和早期演化过程的奥秘以及元古宙地球环境演变提供了新的思考。（记者苏雁 通讯员姬尊雨）

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