湖南中-上三叠统巴东组新发现毛细弱孢(Tenellisporites capillaris sp. nov.):亚洲首记录及其对异孢石松类古地理演化的启示

【字体: 时间:2025年06月19日 来源:Review of Palaeobotany and Palynology 1.7

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  本研究针对华南地块中-晚三叠世分散石松类大孢子系统研究的空白,通过多尺度显微技术(TEM/SEM)首次报道了亚洲首例Tenellisporites属新种T. capillaris,揭示其具双层孢壁结构(致密外层+平行孢粉素单元)和指状突起纹饰,确认其属于水韭目(Isoetales),为理解该时期石松类多样性及古地理分布提供了关键证据。

  

在陆地植物演化史上,异孢石松类(heterosporous lycopsids)作为早期维管植物的重要分支,其大孢子化石记录对重建古生态系统具有不可替代的价值。然而,华南地块中-晚三叠世(Middle–Late Triassic)的该类化石研究长期处于空白状态,尤其缺乏系统的形态学与超微结构分析。这一缺失限制了学界对当时植物多样性及古地理格局的认知。更棘手的是,关键属Tenellisporites此前仅见于欧美大陆,其亚洲记录仅存疑似的"Tenellisporites-type"报道(Wang, 1991),但因保存不佳难以确认。这种分布偏差是否反映真实生物地理格局,还是采样偏差所致?这一谜题亟待解决。

针对上述问题,云南大学古生物研究所的研究团队在湖南桑植县洪家关剖面巴东组第五段(Badong Formation Member V)展开系统性采样。通过数字显微、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)技术,他们发现了一类独特的石松类大孢子化石,命名为Tenellisporites capillaris sp. nov.。这一发现不仅填补了华南地块相关研究的空白,更将Tenellisporites的古地理分布首次扩展至亚洲,相关成果发表于《Review of Palaeobotany and Palynology》。

关键技术方法
研究采用多尺度分析策略:1)数字显微三维重建揭示整体形态;2)SEM观察表面纹饰细节;3)TEM解析孢壁超微结构。样本来自湖南巴东组紫红色粉砂岩,通过酸处理(HF/HCl)分离化石。关键创新在于结合TEM证实孢壁双层结构(foot layer+平行排列孢粉素单元),首次揭示刺状纹饰由垂直排列的孢粉素单元转化形成。

研究结果

系统分类学定位
新种归属于石松门(Lycophyta)水韭目(Isoetales),依据:1)三射线痕(trilete laesurae)具膜状指状突起;2)赤道带(zona)扁平化;3)近远极面均分布单/分叉刺状纹饰,基部连接成细网(reticulum)。TEM显示其孢壁结构与现生Isoetes高度相似,支持这一分类。

属级特征对比
通过Potonié分类体系比较,排除15个无赤道带的属后,新种与Tenellisporites的属征完全吻合:1)毛发状/裂片状纹饰的laesurae;2)刺状纹饰向赤道增粗变长。与欧洲T. marcinkiewiczae的区别在于新种刺更纤细且基部网状连接明显。

古地理意义
此前Tenellisporites的19个有效种中,三叠纪仅5种且全部分布于欧洲(如德国、意大利)。本次发现证明中-晚三叠世该属已扩散至华南地块,暗示当时石松类可能存在跨特提斯洋的传播路径。

结论与讨论
Tenellisporites capillaris的发现具有三重意义:1)形态-超微结构联证为水韭目演化提供新标尺,其双层孢壁(含垂直转化孢粉素单元)可能是适应干旱环境的创新特征;2)打破"Tenellisporites仅限欧美"的传统认知,修正中三叠世全球石松类分布模型;3)为华南巴东组地层对比提供新的生物标志物。值得注意的是,该研究也揭示了当前古孢粉学的技术瓶颈——部分历史标本因未进行酸处理(如Ordos Basin材料)导致关键特征缺失,未来研究需强化实验标准化。这项成果为探索三叠纪植物区系交流及环境适应机制打开了新窗口。

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