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中国科学院南京地质古生物研究所导师庞科介绍

作者：科大科院考研网发表时间：2020-03-20 来源：研招办

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庞科男硕导中国科学院南京地质古生物研究所

电子邮件： kepang@nigpas.ac.cn
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邮政编码： 210008

研究领域

前寒武纪地层学与古生物学，目前集中于华北地台古元古代-新元古代早期地层中的有机质壁微体化石和宏体碳质压膜化石研究和扬子地台埃迪卡拉纪多细胞化石研究。

（1）在新元古代早期发现了具异形胞的固氮蓝藻化石。作为地球上最古老的生物门类之一，蓝藻通过光合作用释放氧气，使早期地球大气从无氧状态逐渐演化到有氧状态，从而孕育了其他好氧生物的演化和发展。不仅如此，蓝藻中间亦有不少具备固氮能力的种类。该研究通过多年的野外化石挖掘，在安徽寿县新元古代早期的刘老碑组页岩中发现了一类新的、具异形胞的固氮蓝藻化石，命名为“大型安徽丝藻”。大型安徽丝藻为单列的丝体，由一层薄的胶鞘包裹，是底栖微生物席的主要建造者。藻丝中间部分为扁盘状至等径细胞，两端为钝圆状、半球状或球状的细胞。部分营养细胞成对地出现，为横向二分裂产生的子细胞。有些短丝体，是无性繁殖和扩散的“藻殖段”。少数球状细胞，比营养细胞体积大，不规则分布于藻丝中间或末端，是休眠期的厚壁孢子。二分裂、藻殖段、厚壁孢子等特征共同揭示了大型安徽丝藻是一种具异形胞的蓝藻化石。

该发现，将最早可靠的具异形胞的蓝藻化石记录由泥盆纪（约4.1亿年前）向前推进到新元古代早期（约9亿年前），提供了生物固氮的最早化石证据，以及念珠藻目和真枝藻目蓝藻从其他蓝藻中分化出来的最小年龄值。同时也间接表明当时海洋的氧气浓度有着明显的升高。相关成果在Nature Index综合性SCI期刊《当代生物学》Current Biology（第一作者）发表后，得到了期刊《自然-植物》Nature Plants以及国内的新华社、中央电视台朝闻天下栏目等专题关注。

（2）首次发现元古代广泛分布的丘尔藻（Chuaria）具多细胞结构。丘尔藻是全世界元古代地层中最为广泛分布的化石，然而它们通常为简单的圆盘状形态，并没有保存内部结构。它们的内部结构和生物属性之谜困扰了早期生命研究学者一百多年。该研究通过多年挖掘，在刘老碑组采集到的数百枚丘尔藻化石中，首次发现多细胞结构，它们并没有一层公共的有机质膜包裹，而是裸露在外的，可能处于多细胞的营养生长阶段。对934个细胞进行详细观察和形态测量之后，提出丘尔藻经历了两个阶段的生活史：第一为底栖的休眠囊胞阶段，保存成化石的可能性高；第二为营浮游生活的群体阶段，保存为化石的可能性低。浮游的丘尔藻处在营养生长阶段，具备快速细胞生长和分裂的特征。这一发现为认识新元古代大冰期前的宏体多细胞生命提供了新的认识，相关成果已发表在Nature Index地学SCI期刊《地质学》Geology（第二作者）上。

（3）发现距今约10亿年的最早的多细胞绿藻化石。陆地绿色植物的起源一直是个未解之谜。目前的假设是陆地植物是从绿藻进化而来的。在数亿年的时期中，它们离开了水面进行陆地化事件，适应了干旱的土地并在其新的自然环境中繁殖生长，最终形成我们今天看到的丰富多样的陆生植物群落。在此之前，已知最早的绿藻化石来自于挪威斯匹茨卑尔根岛约8亿年前的Proterocladus major，由于仅为碎片保存，其亲缘关系解释存在争议。我们从华北地台辽南地区南芬组约10亿年前的地层中首次发现了一种保存非常完整的多细胞绿藻化石Proterocladus antiquus n. sp.。相较于前人报道的Proterocladus major，本次发现的新种Proterocladus antiquus n. sp.展现了更多的复杂形态特征，包括管状多核、多细胞化、细胞分化、多次分枝、固着器结构等。这些复杂的结构进一步加强了Proterocladus为冠群绿藻的解释。本次研究将最早的多细胞绿藻化石，从拉伸纪晚期（约8亿年前），向前推进到中元古代-新元古代界线附近（约10亿年前）。研究表明，绿藻在不晚于拉伸纪的时期已经获得了多细胞化和细胞分化的特征，其系统发育多样性产生的时间可能比分子钟推测的要早很多。南芬组保存了大量的绿藻化石Proterocladus antiquus n. sp.，表明绿藻很可能在新元古代大冰期之前就已经扮演了很重要的生态学和地球生物学角色。相关成果已于2020年在Nature子刊、SCI期刊Nature Ecology & Evolution上（第二作者）在线发表。

（4）在埃迪卡拉纪“瓮安生物群”中发现具有细胞分化的胚胎状化石。距今6亿年前的瓮安生物群中的“动物胚胎”状化石因保存了精美的细胞分裂结构而闻名于世，并编写在世界各国的生物学和古生物学教科书之中。但它们结构简单，属于何种生物的胚胎，长期以来争议不休。该研究发现了具有内部细胞分化的新材料，研究指出：它们确切地属于有细胞分化的多细胞真核生物，有可能是某种基干类群动物，或者某种多细胞真核藻类。该研究也表明，在埃迪卡拉纪，多细胞生物体内已经同时具有营养细胞和生殖细胞的分化以及细胞程序性死亡的现象，这些特征为其后多细胞生物形态多样性出现奠定了生物学基础。

论文在期刊《自然》Nature（第三作者）上发表后，得到了国内外重要科学期刊和主流媒体的广泛关注。如，Science News，Nature World News，The Washington Post，ABC等，以及国内的新华社、中央电视台朝闻天下栏目等。认为“6亿年前多细胞生物的起源时间更早，类群远比我们想象的要复杂”、“这些神奇的形态像果实一样的化石显示了早期多细胞生物的演化水平”、“这些奇怪的化石也许代表动物发育的早期阶段”。