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                6亿年前瓮安胚胎化石『细胞核埋藏机制研究取得︼新进展
                2020-06-19 12:26:19   来源:化石网   评论:0 点击:

                论文登上了杂志封面瓮安生物群中一枚破损的胚胎化官网石(Megasphaera)标本,每个细胞内都保存了一个外轮廓规则■的细胞核,细胞核内部发生了多次期、多重矿物相交代和【充填活组织细胞核腐解埋藏学模拟实验,结果显示8周


                论文登上了杂志封面



                瓮安生物群中一枚破损的胚胎化石(Megasphaera)标本,每个细胞内都保存了一个外轮廓规则■的细胞核,细胞核内部发生了多次期、多重矿物相交代和充填



                活组织细胞核腐解埋藏学模拟实验,结果显示8周内在无氧□ 条件、还原条件下细胞核的抗腐烂能力均优于细胞质

                (化」石网报道)据中国科■学院南京地质古生物研究所:细胞核结构在◆化石记录中非常稀少,但它们作为真核细胞的重要判定特征,对探索真核生物的起源与早期演化有邀请码重要的意义。近日,中国科学院南京地质注册古生物研究所殷宗军研究∞员领衔的国际合作团队在距今6亿年的瓮安胚胎化石中↘发现了多种矿化模式¤的细胞核结构,并结合埋藏学模拟实验,重构了这些细胞核结构的∏埋藏过程,丰富了人们对细胞核保存潜力的传统认识。相关研究于近日以封面文章的形『式发表在英国皇家学会旗下主打学科交叉的㊣ 杂志Interface Focus上。

                细胞核作为鉴别真核生注册物最重要的亚细胞结构,理应在评估早期真核生物化石记录、探索真核生物的起源和早期演化等方面中扮演重█要角色。然而,由于细胞核难以在常规化石埋藏窗口中保存,故长期以来╲不少学者认为细胞核太容易腐烂降解,因而早期真核生物的▼细胞核几乎不可能在化石记录中保存下来,这使得在前寒武纪化石记录中追索真核生物起源的线索主要依靠细〓胞尺寸、细胞骨架复杂程度、有氧呼吸〖和固醇合成能力等间接证据,细胞核等亚细胞结构在探索真核生物起源的←研究中长期缺位。但实际上细胞核并非无法保存,前人已报道了不少保存精美的细卐胞核结构,甚至细胞核中的染色体都能矿化保官网存下来,这些记录分布在地质历史的不同时期,既涉及◣动物细胞也涉及植物组织。因此理论上早期真核生物的细胞核结构不仅可以在特异◇埋藏窗口中发现,而且能为评估真核生物的起源提供重要线索。

                如要在早期真核化石记录中识ぷ别细胞核结构,充分发挥这些化石记录在重建真客户端核生物起源过▓程中的潜力,那么探明细胞核的埋藏潜╳力,重建其埋藏路径和矿化模式则尤为重要。鉴于此,研究人员聚卐焦距今6.09亿年的瓮安生物群中的胚胎化石——它们在亚细胞级别√上保存了包括细胞核在内的精美生物学结构。瓮安胚胎化石中的核♂状结构最初在2006年被发现(Hagadorn et al., 2006),而对于该平台结构的解释则一波三折充满争论(Chen et al., 2009; Huldtgren et al., 2011; Schiffbauer et al., 2012)。此前殷宗军等人通过三维无损成像和体数据定量统◤计分析等手段证实瓮安胚胎化石细胞中大的核状结构最可能是细胞▅核(Yin et al., 2017),而不是成岩作用形成的假像。不过,这些细⊙胞核结构的埋藏和矿化过程仍然苹果版是未知之谜。

                最近,中国科学院南京地质古生物研究所博士生孙玮辰、殷宗军研究员、朱茂炎研究玩法员,与中国地质科学院地质研究所刘鹏举研究员、英国布里斯托大〗学John Cunningham博士、Philip Donoghue教授等合作,从正、反演结合ζ 的视角,一方面联用多种显微学和显微谱学技术包括显♀微CT、同步辐射断层成像、背散射扫描电子显微成像、能谱和共聚焦显微拉曼光谱△技术等,对瓮安胚胎化石的细胞核的显微结构和原○位元素、矿物成分进行了高分辨率、高精度◎分析;另一方面采用埋官网藏学模拟实验,设置︽对照腐解实验评估细胞核的腐解速度和埋藏潜力。

                综合结果显示,细胞核〖结构由于有细胞膜和核膜的双重保护,其降解速率并无传统观念认为的那样快,因此瓮安胚胎@化石的细胞矿化过程中细胞质部分往往先于细胞核发生矿化。相¤较于细胞质,细胞平台核不仅更抗腐解,而且在由外而内的磷酸盐化过程中往◥往较难直接矿化。以上来自化石记录和实验的证据揭示了一个埋藏◣路径:优先矿化的细胞质为细胞核形成了一个外模,对细胞核起到一定程度的■保护作用,而更耐腐烂的细胞核会在后期的埋藏过程腐解殆尽被不同矿化充填◣◣,或者未完全腐解而被不同矿物交代。

                这项研究不仅为理解瓮①安生物群中细胞核结构的保存机制提邀请码供了依据,还为在磷酸盐化胚胎化石中识别细胞核结构提供≡了参考。该研究质疑了细胞核不能在早期真核化石记№录中保存的传统观点,为重新研究早期真核生物化石记录中的核状结构,追溯真核生命早玩法期演化史提供了新的启示。

                该研究受到中国科学院战略先导专项(B)、国家自然〇基金(NSFC)、中科院青年创新促进会和英国环境理事会(NERC)共同资手机端助资助※。

                论文相关信息: Weichen Sun, Zongjun Yin*, John A. Cunningham, Pengju Liu, Maoyan Zhu and Philip C. J. Donoghue*. Nucleus preservation in early Ediacaran Weng'an embryo-like fossils, experimental taphonomy of nuclei and implications for reading the eukaryote fossil record. Interface Focus 10: 20200015.http://dx.doi.org/10.1098/rsfs.2020.0015

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