對陡山沱化石進行的高分辨率分析表明，它們并沒有像硫珠菌那樣腐爛
12月6日,，英國《皇家學(xué)會學(xué)報B》上刊登的一項報告"Experimental taphonomy of giant sulphur bacteria: implications for the interpretation of the embryo-like Ediacaran Doushantuo fossils"說，陡山沱化石并非硫珠菌。
曾幾何時,，在5.7億年前，一些生物體在今天的中國南方神秘地死去,。隨著它們的死亡,，這些細(xì)胞腐爛并通過一個被稱為磷酸化的過程形成了自己的鹽副本。當(dāng)這些所謂的陡山沱化石在1997年被發(fā)掘出土后,，它們的發(fā)現(xiàn)者相信,，這些死亡的細(xì)胞是早期的動物胚胎，這將使它們成為迄今發(fā)現(xiàn)的最古老動物,。而有些科學(xué)家則認(rèn)為,，它們并不是動物，轉(zhuǎn)而只是一些被稱為硫珠菌（Thiomargarita）的大型硫代謝細(xì)菌,。沒有人知道這些化石到底是什么,，但是一個研究小組如今提出，如果你看一下死亡的硫珠菌細(xì)胞,，就會發(fā)現(xiàn)它們與陡山沱化石一點都不像,，表明這些遺跡并不是細(xì)菌。
陡山沱化石是獨特的,，因為它們保存得如此完好,。并未參與該項研究的愛爾蘭都柏林大學(xué)學(xué)院的古生物學(xué)家Patrick Orr表示，如果這些化石真是動物胚胎,，那么它們將提供“在地質(zhì)學(xué)記錄中沒有留下印記的發(fā)育階段,，以及動物進化最早期階段的真正洞察”,。但問題是，“你無法將一塊化石與現(xiàn)存的版本進行比較”,。
因此英國布里斯托大學(xué)的古生物學(xué)家Philip Donoghue和同事決定研究死亡的硫珠菌和死亡的胚胎是如何“散架”的,。Donoghue表示，在一種受控的方式下這樣做是很困難的,。“很多人做這種實驗會把樣品黏在一個桶里,，并觀察它的腐爛。”實際過程則非常復(fù)雜,，包括存在于環(huán)境中的細(xì)菌,、真菌和某些礦物質(zhì)。他說,，當(dāng)研究小組試圖用硫珠菌完成他們的試驗時,，“我們試著用很多手段來殺死這種細(xì)菌”。盡管研究人員采用了有毒化合物,、藥物以及極端條件,，例如高溫，但“它耐受住了我們所有的努力”,。最終,，研究人員放棄了，轉(zhuǎn)而尋找之前死亡的硫珠菌,，在沉積物樣本中發(fā)現(xiàn)不同死亡階段和腐爛細(xì)菌的例證,。
利用來自一部同步加速器的X射線，研究人員獲得了死亡硫珠菌,、死亡海膽胚胎,，以及一些原始陡山沱化石的三維圖像。他們認(rèn)為,，部分死亡和完全死亡的細(xì)菌圖像看起來與著名的化石一點也不一樣,。首先，硫珠菌細(xì)胞在腐爛后變成了空球體,，而陡山沱化石則表現(xiàn)出了大量內(nèi)部結(jié)構(gòu)的證據(jù),。
Donoghue認(rèn)為，陡山沱化石很可能是通過模板保存的——這一過程是指生活在海洋中的細(xì)菌通過一層生物膜包裹在大型死亡生物體的表面,。當(dāng)生物膜中的細(xì)菌死亡后,，它們的細(xì)胞會成為磷酸鹽，并呈現(xiàn)出大型生物體的形狀,。因此當(dāng)研究人員發(fā)現(xiàn)這些化石時,，它們實際上看到的是生物膜外衣的殘留物，而非最初的生物體。
研究人員嘗試著復(fù)制這一過程,，其在海膽胚胎中很成功,。但當(dāng)Donoghue的研究小組試圖在硫珠菌上形成一個生物膜時，這一過程并不是很有效,。硫珠菌細(xì)胞并沒有留下自己的模板,，而是“崩潰”了。因此作者斷定,，陡山沱化石不可能是硫珠菌。
美國洛杉磯市南加州大學(xué)的地質(zhì)生物學(xué)家Frank Corsetti表示：“我喜歡這項試驗工作,。”Corsetti領(lǐng)導(dǎo)的初始研究表明陡山沱化石可能是硫珠菌,。但他認(rèn)為，僅因為生物膜細(xì)菌能夠磷酸化胚胎而非硫珠菌,，并不意味著化石便是通過這一過程形成的,。不過他仍然說：“這是一個很好的開始。”
Donoghue表示,，他的研究小組將繼續(xù)對這些著名的化石進行研究,，希望能夠勾勒出這些生物體死后的更多信息。他說,，腐爛的過程“并沒有得到充分的解釋”,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1098/rspb.2011.2064
PMC:
PMID:
Experimental taphonomy of giant sulphur bacteria: implications for the interpretation of the embryo-like Ediacaran Doushantuo fossils
Cunningham, J. A.; Thomas, C.-W.; Bengtson, S.; Marone, F.; Stampanoni, M.; Turner, F. R.; Bailey, J. V.; Raff, R. A.; Raff, E. C.; Donoghue, P. C. J.
The Ediacaran Doushantuo biota has yielded fossils interpreted as eukaryotic organisms, either animal embryos or eukaryotesbasal or distantly related to Metazoa. However, the fossils have been interpreted alternatively as giant sulphur bacteriasimilar to the extant Thiomargarita. To test this hypothesis, living and decayed Thiomargarita were compared with Doushantuo fossils and experimental taphonomic pathways were compared with modern embryos. In the fossils,as in eukaryotic cells, subcellular structures are distributed throughout cell volume; in Thiomargarita, a central vacuole encompasses approximately 98 per cent cell volume. Key features of the fossils, including putative lipidvesicles and nuclei, complex envelope ornament, and ornate outer vesicles are incompatible with living and decay morphologiesobserved in Thiomargarita. Microbial taphonomy of Thiomargarita also differed from that of embryos. Embryo tissues can be consumed and replaced by bacteria, forming a replica composed ofa three-dimensional biofilm, a stable fabric for potential fossilization. Vacuolated Thiomargarita cells collapse easily and do not provide an internal substrate for bacteria. The findings do not support the hypothesis thatgiant sulphur bacteria are an appropriate interpretative model for the embryo-like Doushantuo fossils. However, sulphur bacteriamay have mediated fossil mineralization and may provide a potential bacterial analogue for other macroscopic Precambrian remains.
