生活在4.07亿年前的一种细菌可能在早期陆地植物中繁衍生息。对苏格兰发现的化石进行详细的3D重建有助于科学家更多地了解微生物生命如何影响早期陆地生态系统。
蓝藻在地球历史的早期就已进化，并在塑造我们所知的生命方面发挥了重要作用。
这些微小的微生物已在海洋岩石中得到充分记录，但科学家们正在尝试更多地了解它们如何首次在陆地上定居。
Langiellascourfieldii是蓝细菌的一种，属于Hapalosiphonaceae家族的一部分，生长在4亿多年前的早期泥盆世的早期陆地植物中。
《iScience》杂志上发表的一项新研究表明，L.scourfieldii是已知在陆地上定居的最古老的Hapalosiphonaceae物种。它会在土壤、淡水和温泉中繁衍生息，就像它今天活着的亲戚一样。
博物馆科学助理、该研究的主要作者ChristineStrullu-Derrien博士表示： 通过3D重建，我们能够看到分支的证据，这是Hapalosiphonacean蓝藻的一个特征。这很令人兴奋，因为这意味着这些是陆地上发现的最早的此类蓝藻。
什么是蓝藻?
蓝藻是一类古老的微生物。它们的化石是迄今为止发现的最早的化石之一，被广泛接受的最古老的化石可以追溯到大约20亿年前。
如今，它们是最大、最重要的细菌群体之一。它们生活在地球上几乎任何地方的水生环境中及其周围，包括海洋、淡水、潮湿的土壤，甚至南极岩石。
虽然蓝藻体积小且通常是单细胞的，但蓝藻通常以大到足以用肉眼看到的菌落生长，并以其广泛的繁殖而闻名，使水面变成蓝绿色。
这些微小的生物体在塑造生命的进化过程中发挥了重要作用。它们以与植物类似的方式进行光合作用，并负责帮助创造富氧的大气。
大约24亿年前，大量进行光合作用的蓝藻引发了大氧化事件，当时氧气开始取代大气中的甲烷等其他气体。这导致了许多科学家所说的地球第一次大规模灭绝，因为适应厌氧生命的生物体开始灭绝。
蓝藻可能起源于淡水环境，因此科学家相信它们很早就开始在陆地上定居。
早泥盆世的蓝藻发挥着与今天相同的作用， 克里斯汀说。 一些生物体将它们用作食物，但它们对光合作用也很重要。我们了解到，当植物最初开始在陆地上定居时，它们就已经存在，甚至可能与它们竞争空间。
现代3D显微镜帮助科学家发现新化石和1959年发现的化石都是同一个物种：Langiellascourfieldii。图片来源：Strullu-Derrien，2023
Langiellascourfieldii是如何被发现的?
L.scourfieldii于1959年首次与其他两个物种一起在阿伯丁郡RhynieChert化石遗址发现的岩石碎片中被发现。
最初的描述是基于博物馆收藏的标本，但最近，在巴黎索邦大学的收藏中发现的类似标本被发现来自同一物种。
1959年描述的三种蓝藻细菌是从一小块岩石中描述的，很难拍摄和研究， 克里斯汀说。
幸运的是，我们从RhynieChert中发现了含有蓝藻的新样本，我们可以使用共聚焦显微镜对其进行更详细的研究。
这种细菌的主要特征之一是存在所谓的 真正的分支 。当单个细菌在一条线上彼此并排生长时，就会发生这种情况，其中一些线向不同方向断裂以形成分支结构。
虽然蓝藻残骸在雷尼燧石中相对常见，但许多蓝藻并未表现出这种真正的分支。通过在L.scourfieldii中找到它，研究人员可以确认该细菌在该生态系统中的存在。
早泥盆世的雷尼燧石是什么样子?
四亿多年前，阿伯丁郡的景观与今天有很大不同。
地球的大部分陆地位于南半球。苏格兰位于赤道以南，属于热带至亚热带气候。
与此同时，雷尼燧石地区本来是一片沙质平地，有淡水到咸水的浅水池。该地区的火山活动和温泉意味着它很可能类似于现代的黄石国家公园。
也就是说，它的生物多样性看起来会非常不同，因为早泥盆世是在森林和脊椎动物开始在陆地上占主导地位之前。
相反，生命的焦点应该是水池附近潮湿的岩石上。这些可能被由细菌、藻类和真菌组成的微生物垫覆盖。
由于当时的土壤不深，植物没有复杂的根系，而是在这些由称为假根的小结构附着的微生物垫上生长。
在某个时刻，从温泉中释放出的二氧化硅沉淀在有机物质周围，迅速将其保存在燧石中，燧石是一种精细的结晶石英。这些生物体的出色保存使莱尼燧石成为全球科学家的重要遗址。
莱尼燧石是一个标志性遗址，因为它已有4亿年的历史，而且当时的大部分环境都得到了保存， 克里斯汀说。
这是唯一一个你可以同时发现所有生物体痕迹的地方：植物、动物、真菌、细菌和藻类。你可以看到物种之间可能发生的相互作用。
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