中科院学者全球首次观察到化石中的生理过程瞬间

　　

生物通综合：中国学者最近在全球首次观察到凝固于古植物细胞化石中的植物生理活动——膜融合过程的瞬间。这项研究成果已经发表在国际著名的学术期刊《分子膜生物学》（Molecular  Membrane  Biology）上。学者们认为，这条值得重视的线索发出一个信号：古生物学的研究领域正在从生物静态结构逐渐扩展到生理动态过程。  

        中科院南京地质古生物研究所王鑫日前在与辽宁省朝阳市一位化石研究人员交流时透露，２００５年他在美国爱达荷州参加一次野外考察，采集到一块１５００万年至２０００万年前松柏类的雌性幼年果球化石。王鑫与西北大学刘文哲、中科院植物所崔金钟、南京师范大学杜开和等人共同研究，最终发现了凝固于千万年前的植物细胞化石中的植物生理活动——膜融合过程的瞬间。  

        王鑫说，在有核生物的细胞中，很多物质的运输是靠由膜包裹的小泡来完成的。小泡通过与细胞膜的融合，形成融合孔最终实现与外界环境的物质交换。这一过程由于和细胞的物质交换、神经信号传导、生物的生殖及器官的生长等基本生命现象有关，因而在过去几十年中成为现代生物学家的研究热点。通过多年的研究人们已渐渐弄清楚了这个过程，并提出了与之有关的膜融合模式。值得一提的是，小泡膜和细胞膜的融合过程极快，一般在０.１  秒左右完成，即使现代生物学家要捕捉到其融合的瞬间也绝非易事。  

        王鑫说，更令人兴奋的是，同一化石材料中不但有和现代生物学家提出的膜融合模式相吻合的现象，而且有现代生物学家尚未发现的新的膜融合模式――单位膜和半单位膜的融合。当然验证这个模式的存在与否会成为现代生物学家的一个新课题。化石证据不但提出了一个新的膜融合模式，而且暗示着化石中被不同膜的小泡中所运载的物质也有所不同。这一发现为人们进一步研究古生物的生理活动开启了一扇窗户、对增进古生物学和现代生物学的融合将起到推进作用。

 

王鑫博士和中科院植物研究所崔金钟博士首次在中国内蒙古早白垩世的地层中发现了裸子植物球果中保存的植物细胞质化石，同时，王鑫博士还首次详细论证了高温保存细胞质化石的机理。这两项由我国学者运用多学科手段独立完成的研究成果不仅填补了我国在细胞质化石研究方面的空白，而且为植物细胞质化石研究未来的常规化铺平了道路。该两项成果发表在最近出版的《地质学报》英文版。

 

在传统的古生物学中，只有硬体才能保存为化石进而成为人们研究的对象。因此，对于地史中生物的软体部分人们知之甚少。但是，古生物学的最新研究进展表明，植物体中具有生理活性的细胞及其内部的超微结构都有可能保存为供人们研究的化石。此前中国一直未有细胞质化石材料的发现及其相关报道。

 

王鑫和崔金钟二位博士通过对采自我国内蒙古霍林河煤矿的植物化石材料进行扫描电镜和透射电镜的仔细研究发现，不仅植物化石材料中的细胞依然保存完好，而且连细胞质中以膜为轮廓的亚细胞结构也有良好的保存。有趣的是，在只有方寸大小的标本中保存的两个裸子植物球果中都保存有细胞质化石，这一事实支持了我国学者提出的细胞质化石普遍存在的论断。

 

   王鑫博士最近还发表了有关论文进一步详细地论证了高温对于细胞质的化石化作用，这些都为将来在这方面广泛开展研究奠定了坚实的基础。（生物通雪花）