微化石揭示了眼虫的长期化石记录

类眼虫隐藏在阴影中，是一群迷人的单细胞原生生物，既不是植物也不是动物。植物进行光合作用，动物进行进食。裸眼虫两者兼而有之。它们用长鞭毛沿着浅淡水池塘的黑暗底部盘旋，吃有机粘液，同时还利用叶绿体将CO2和水在光下转化为糖。

由于这种介于两者之间的状态，类眼虫被放置在生命之树(包括所有植物、真菌和动物)的真核分支的最底部附近。然而，虽然类眼虫很可能在10亿多年前就进化了，但它们似乎只留下了非常少的化石记录。

在《古植物学和孢粉学评论》杂志上发表的一项新研究中，由荷兰、美国、英国、德国和澳大利亚科学家组成的团队为一组“有问题的”微化石提供了新的线索，这些化石近一个世纪以来一直是个谜。

研究人员将德国和荷兰钻取的岩心中2亿年前池塘沉积物中的微观化石包囊与希腊全新世湖泊中更古老的古生代和更年轻的遗骸进行比较，最后与澳大利亚池塘中的活原生生物进行比较建立了眼虫4亿年的进化史。

名字里有什么?

2012年，当时在美因河畔法兰克福歌德大学工作的BasvandeSchootbrugge和来自波士顿学院的PaulStrother在研究三叠纪-侏罗纪边界周围沉积物中的各种有问题的微化石时，意识到它们的圆形条纹囊肿我们看到，实际上可能是眼虫囊肿。

“我们拥有这种令人惊叹的钻芯材料，其中包含许多身份不明的微化石，其中包括我们在2018年发表的一些最古老的蝴蝶遗骸，”现就职于乌得勒支大学的BasvandeShootbrugge说道。

更令人不安的是：在广泛查阅文献后，范·德·斯库特布鲁格和斯特罗瑟意识到同一类型的微化石被赋予了许多不同的名称。研究第四纪和全新世时间切片的科学家使用了同心藻，指的是可能具有同心肋的藻囊。

但中生代的工人使用了Pseudoschizaea，最初认为它可能是蕨类植物的孢子。甚至二叠纪、泥盆纪、志留纪和奥陶纪的更古老化石也被称为Circulisporites和Chomotriletes。

透射电子显微镜

作者理清了分类学的混乱，在此过程中汇编了与四个分类群中任何一个相关的近500篇文献来源，之后需要更先进的显微镜技术在透射电子显微镜(TEM)的帮助下建立包囊的超微结构。

这需要威斯康星大学欧克莱尔分校的合著者WilsonTaylor挑选单个样本、包埋和显微切片机切片。由于三叠纪-侏罗纪岩心中的标本大部分遭到破坏，研究小组求助于海德堡大学(德国)的孢粉学家AndreasKoutsodendris，他可以获得包含大量保存完好的标本的全新世和上新世岩心样本。

Koutsodendris说：“我经常在湖泊中钻取的岩心中遇到这些包囊，例如我们在这里研究的希腊沃立歌美尼湖，但它们的生物亲和力从未被清除。事实上，这些包囊通常出现在同事的出版物中，但没有人能够真正指出这一点。”

“我们对囊肿的超微结构感到非常惊讶。囊壁的结构与已知的任何东西都不相似。肋骨不是装饰品，就像花粉和孢子一样，而是壁结构的一部分，”泰勒说。“墙壁的分层结构也明显不同于许多其他淡水绿藻。”

虽然TEM分析最初增加了更多神秘感，但结果确实与另一组同事于2021年发表的研究一致，该研究研究了拟裂藻的超微结构。至少可以证明全新世和上新世的同心藻和侏罗纪的拟裂藻实际上是相同的。但仍然存在一个挥之不去的不确定性，那就是没有活体眼虫产生任何包囊。

威尔逊·泰勒说：“我们确实联系了几位研究活体类眼虫的生物学家，但没有人能够在实验室环境中使类眼虫形成包囊，从而能够提取包囊并进行TEM分析。”

(FabianWeston)将从新南威尔士州附近池塘采集的一滴水样本放在显微镜载玻片上，并使用他在原生生物实验室的先进设备拍摄了眼虫优雅地进出焦点的过程。

由于目前尚不清楚的原因，但可能与盖玻片下的水变干有关，眼虫会聚集成球并形成带有肋骨的厚壁，类似于在整个化石记录中发现的囊肿。“无意中，法比安提供了一个关键证据。他可能是地球上唯一在显微镜下目睹眼虫包囊的人，”斯特罗瑟说。

来自澳大利亚新南威尔士州的眼虫包囊视频剧照。图片来源：FabianWeston、ProtistLabFilms、Galston

意义和后续步骤

基于所有可用的谜题，作者将澳大利亚池塘中的眼虫与4亿多年前的化石包囊联系起来，建立了眼虫的深层时间记录。

斯特罗瑟说：“这为识别更古老的例子打开了大门，例如可以追溯到真核生命之树根源的前寒武纪记录。”

“现在我们知道哪些生物体产生了这些包囊，我们还可以将它们用于古环境解释。在过去6亿年中两次最大的大规模灭绝事件周围，它们的丰富程度是地球上一些重大剧变的明显迹象。这些大陆与极端温室气候条件下降水量增加有关。”

范德斯库特布鲁格总结道：“也许与它们的包囊能力有关，这些生物体经历了地球上每一次重大灭绝，并幸存下来。与火山和小行星造成的庞然大物不同，这些微小的生物经受住了这一切。”

为了扩展他们的研究，该团队打算在不久的将来前往澳大利亚，在新南威尔士州的池塘和湖泊沉积物中寻找保存完好的眼虫包囊。