本報訊 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隊在山西保德2.8億年前的煤層中發(fā)現(xiàn)一種奇特的石松類大孢子，表面被一團圓形顆粒所覆蓋，被認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》記者：“由于缺乏化石證據(jù)，關(guān)于植物淀粉對漫長地質(zhì)歷史時期陸地生態(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。
團隊在光學(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，中心都具有一個臍形凹陷，特別是運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)，團隊證實這些顆粒是距今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)家認為淀粉顆粒在沒有石器或一些容器的保護下很難在第四紀以前的地層中保存的推定，并進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菌、真菌對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)生一些依靠動物傳播的植物種子對比，研究人員認為這些位于大孢子近極面的淀粉團塊，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，從而實現(xiàn)種子的遠距離傳播。在傳播種子的同時，這些動物獲得了高能量的營養(yǎng)物質(zhì)，通過這個過程，動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，遠遠早于最早的螞蟻和鳥類出現(xiàn)之前，遠古的某些石松類植物已經(jīng)具備了強大的光合作用能力，并能夠把光合作用生產(chǎn)的葡萄糖以淀粉的形式大量儲存下來，同時利用這些淀粉吸引當時陸地上的一些生物（如蝸牛、蟑螂和多足類）的食取來實現(xiàn)自身種子的傳播，從而建立動植物共棲關(guān)系。
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