葡萄牙上石炭统巨型球囊霉孢新属新种Megaglomerospora lealiae的发现及其在球囊菌门演化中的意义

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Geobios 1.6

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  本研究首次报道了葡萄牙Bu?aco盆地上石炭统(上斯蒂芬阶C段)发现的球囊菌门(Glomeromycota)巨型真菌孢子化石Megaglomerospora lealiae nov. gen., nov. sp.,其孢子长度达1.6 mm,是目前已知该门最大化石记录。通过形态学分析揭示了其与多样孢菌目(Diversisporales)的亲缘关系,为古生代菌根共生演化提供了关键证据,填补了伊比利亚地区石炭纪内生菌根真菌研究的空白。

  

在生命演化的宏大叙事中,真菌作为陆地生态系统最早的"拓荒者"之一,其演化历程却始终笼罩着神秘面纱。尽管现代真菌在有机质分解、养分循环和植物共生中扮演着核心角色,但古生物学界对这类"沉默的参与者"的关注度远不及动植物。这种认知鸿沟在石炭纪——陆地生态系统快速扩张的关键时期尤为显著。虽然早泥盆世Rhynie燧石中保存了丰富的真菌化石,但后续地质时期的记录却呈现惊人的断层,特别是球囊菌门(Glomeromycota)这类与80%陆地植物形成丛枝菌根(AMF)的关键类群。

正是在这样的背景下,来自葡萄牙的研究团队在《Geobios》发表了突破性发现。他们在葡萄牙中西部Bu?aco盆地上斯蒂芬阶C段(上石炭统)的硅化标本中,鉴定出迄今已知最大的球囊菌门化石孢子——Megaglomerospora lealiae nov. gen., nov. sp.。这一发现不仅刷新了该门类孢子的尺寸记录(达1.6 mm),更首次证实了伊比利亚地区石炭纪存在内生菌根共生体系,为理解古生代陆地生态系统的微生物驱动机制提供了新视角。

研究团队采用多学科技术手段:通过光学显微镜和电子显微镜对硅化标本进行形态学表征;利用地层学分析确定化石产自Vale da Mó组九个沉积单元中的细砂岩层;基于孢子附着菌丝结构、脂质填充腔(lumen)和叶状萌发盾(germination shields)等特征,与现生Diversisporales类群进行对比分析。

【化石产地与材料】部分揭示,这些标本产自北纬40°25'10.1"、西经8°22'02.0"的经典剖面,该处发育九套以粉砂岩为主的沉积序列。显微镜下可见孢子呈密集簇状保存,具有典型的真菌超微结构特征。

【系统古真菌学】章节建立了新分类单元:域Eukaryota-界Fungi-门Glomeromycota-纲Glomeromycetes-目Diversisporales。属名"Megaglomerospora"融合了表示巨大尺寸的"mega"与球囊菌典型孢子特征,种名"lealiae"致敬葡萄牙地质学家Leal。

【孢子分类学归属】部分通过对比论证指出,这些化石具有球囊菌门的诊断性特征:① 存在隔膜状菌丝附着结构;② 腔体内脂滴保存;③ 萌发盾形态与现生Diversisporales高度相似。尤其值得注意的是,其尺寸远超现生AMF孢子(通常40-800 μm)和所有已知化石记录,暗示石炭纪可能存在特殊的生态选择压力驱动了孢子巨型化。

结论部分强调,这项研究填补了三个重要空白:地理上首次记录伊比利亚石炭纪AMF;时间上将Diversisporales的可靠化石记录前推至晚石炭世;形态上揭示了孢子尺寸的演化极端值。讨论环节提出两个关键科学问题:孢子巨型化可能与当时高氧大气环境相关,而密集簇状保存方式暗示其可能具有特殊的传播策略。这些发现为重建古生代菌根共生网络提供了新的基准点,对理解陆地生态系统早期协同演化具有深远意义。

论文最后指出当前古真菌学研究的技术瓶颈——真菌化石的罕见性和保存偏差,呼吁开发更精细的显微成像技术。作者团队特别致谢美国Humboldt州立大学和意大利南蒂罗尔自然博物馆同行对形态学鉴定的贡献,突显国际合作在古生物学研究中的重要性。这项发表于《Geobios》的成果,为"深时"真菌多样性研究树立了新的方法论典范。

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