剑桥大学塞恩斯伯里自然历史博物馆和实验室（SLCU）的研究人员发现了一种古老的共生真菌，这种真菌保存在苏格兰4.07亿年前的植物化石中。这一发现为已知最早的植物和真菌相互作用之一（称为菌根）提供了前所未有的三维视图。
大家都知道菌根对植物健康至关重要：这些真菌与植物根部共生，扩展边界并吸收水分和磷等营养素。这种互利的伙伴关系是大多数现代植物的基础，也是自然界中最成功的关系之一。
这种伙伴关系的研究始于植物第一次在陆地上殖民时，揭示了植物和真菌之间的伙伴关系如何在数亿年内塑造生态系统的新信息。
除了这一发现之外，用于区分真菌及其周围植物细胞的先进显微镜技术也开辟了一种新的有效方法来识别化石生命形式。通过分析它们独特的光信号——一种自然的指纹——科学家可以在DNA消失很久后发现有机体的痕迹。
发表在《新物理学学家》杂志上的一篇文章描述了一种新型的球状菌根真菌，它与早期陆生植物Aglaophyton majus形成了共生关系，Aglaophyton majus是已知的第二种真菌宿主。
苏格兰温迪菲尔德页岩化石提供了迄今为止最详细的证据，表明早期陆地植物在4亿多年前与几种真菌发生了复杂的共生关系。该化石保存在爱丁堡的苏格兰国家博物馆，由自然历史博物馆的研究员克里斯蒂娜·斯特鲁拉·德里安博士准备和研究，她也领导了这项研究。
他们发现，这种化石关系与现代球状菌根协会非常相似，这些菌根协会仍然在植物营养和土壤健康方面发挥着重要作用。
“菌根在古生物学编年史中非常罕见，以前从未在温迪菲尔德的硅质沉积物中发现过，”克里斯蒂娜·斯特鲁拉·德里安博士说。“菌根的存在表明，这种真菌在死亡后并没有寄生在植物上，也没有以这种真菌为食——相反，存在着共生联盟。真菌可以为植物提供磷等矿物质以换取糖，这对双方都有利。
“令人惊讶的是，我们发现了如此古老的共生关系证据。共生似乎是植物适应陆地生命的必要条件；这种共生关系类似于现代苔藓植物或地衣植物所观察到的；这些植物，就像早期的陆地植物一样，没有根，”该研究的共同作者Paul Kenrick补充道。了解这些关系是如何发展的，可以扩大我们对过去，现在和未来的了解。
该跨学科小组由自然历史博物馆的专家组成，他们发现了一种新的真菌，并在巴黎自然历史博物馆进行了光场显微镜和共焦显微镜。来自塞恩斯伯里实验室显微镜中心的专家，他们进行了共焦显微镜、荧光寿命成像（FLIM）显微镜和拉曼成像；剑桥石墨烯中心负责拉曼光谱。
结合最早应用于化石植物的先进成像和光谱学技术，该小组根据其独特的光特征区分化石真菌和植物组织，这是一个突破，可能在未来改变科学家研究古代生命的方式。
利用这些技术与温德菲尔德和附近的莱茵燧石的其他化石一起，研究人员打算了解早期共生是如何发展的，以及植物和真菌是如何第一次学会共存的。
APP下载
