距今約18.5億至8.5億年間的元古宙中期是地球歷史中“枯燥的十億年”（Boring Billion），從生命演化的角度來看，卻是真核生物起源和早期演化的關(guān)鍵時期?；涗浐头肿隅姷难芯勘砻?，這一時期真核生物發(fā)生了多次重大演化事件，如真核細(xì)胞的復(fù)雜化、多細(xì)胞化、有性生殖起源等。然而，目前關(guān)于真核生物的起源和早期演化方面仍有未知和謎題，如真核生物早期演化中這些重大事件發(fā)生的具體時間和可靠的化石證據(jù)、早期真核化石的生物親緣關(guān)系和多樣性，以及它們能否與現(xiàn)代真核生物類比等。

　　我國華北燕山地區(qū)廣泛出露元古宙中期沉積地層，化石資源豐富，是開展真核生物起源和早期演化研究的理想地區(qū)。近年來，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎研究組在該套地層中獲得重要發(fā)現(xiàn)，包括全球已知最古老的真核生物化石群（17億年前的常州溝組和串嶺溝組）（Miao et al., 2019, Precambrian Research）、大型多細(xì)胞真核生物化石群（15.6億年前高于莊組）（Zhu et al., 2016, Nature Communications）。

　　該地區(qū)中元古代下馬嶺組（13.6億前）是一套以深色頁巖為主的沉積地層，有機(jī)質(zhì)含量高但成熟度較低，是我國非常規(guī)油氣資源勘查的重點(diǎn)關(guān)注層段之一。國內(nèi)外課題組在下馬嶺組地層學(xué)、有機(jī)質(zhì)演化及沉積盆地環(huán)境等方面的研究獲得進(jìn)展。然而，針對下馬嶺組微體化石方面的研究程度相對較低。下馬嶺組是否含有真核生物化石？其多樣性如何？這些問題對研究真核生物起源和早期演化、對探索下馬嶺組中有機(jī)質(zhì)來源和評估油氣等具有重要價值。

　　近日，朱茂炎研究組與瑞典烏普薩拉大學(xué)教授Malgorzata Moczydlowska合作，在天津市薊州區(qū)13.6億前的中元古代下馬嶺組底部地層獲得大量保存精美的有機(jī)質(zhì)壁微體化石，包括12種真核生物化石。該研究初步探明了下馬嶺組中微體化石組成面貌和真核化石多樣性，為該組烴源巖生烴母質(zhì)的來源提供參考依據(jù)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《前寒武紀(jì)研究》（Precambrian Research）上。

　　研究發(fā)現(xiàn)，下馬嶺組底部地層中微體化石保存精美，顏色呈淡黃色至深棕色，主要由單細(xì)胞類型、絲狀體和細(xì)胞集合體組成，包括28屬、36種微體化石，含1新屬、1新種和5種未命名類型。依據(jù)細(xì)胞形態(tài)復(fù)雜度和大小，在下馬嶺組微體化石中識別出12種真核生物化石，包括6種具微米級裝飾或紋飾（如點(diǎn)狀突起、管狀突起、網(wǎng)狀紋飾、環(huán)赤道翼膜、同心圓狀紋飾）的圓形膜殼，5種具復(fù)雜膜壁結(jié)構(gòu)（板片結(jié)構(gòu)、“球中球”結(jié)構(gòu)等）的圓形和橢圓形膜殼，以及1種具縱紋的管狀化石（Jixiania lineata）。超過半數(shù)的化石類型在該組為首次發(fā)現(xiàn)，表明下馬嶺組中微體化石的多樣性比此前的認(rèn)識要高。下馬嶺組的微體化石組成面貌與世界其他地區(qū)同期地層相似，但多樣性略高。

　　另外，與全球中元古代地層類似，下馬嶺組中大多數(shù)微體化石地層延限較長。而具縱紋的管狀化石（Jixiania lineata）因其地層延限較短，是迄今唯一具有生物地層學(xué)意義的化石分子，已在世界多個國家、地區(qū)（如澳大利亞、美國、西伯利亞）的中元古代早期地層中發(fā)現(xiàn)。該化石在我國燕山地區(qū)的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步擴(kuò)大了其地理分布范圍，也進(jìn)一步提高了其作為中元古代早期地層標(biāo)準(zhǔn)化石的潛力。

　　研究工作得到國家自然科學(xué)基金和中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）的資助。

　　論文鏈接 

圖1.下馬嶺組有機(jī)質(zhì)壁微體化石組成面貌及其復(fù)原圖

圖2.下馬嶺組中具簡單形態(tài)的單細(xì)胞微體化石

圖3.下馬嶺組中多樣的細(xì)胞集合體

圖4.元古宙中期有機(jī)質(zhì)壁微體化石地層延限