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实验室青年专家史骁研究成果在《Review of Paleobotany and Palynology》上发表

发布日期:2019-11-30    浏览次数:

  现生植物与动物类似具有先天的免疫系统。当植物受到病原侵入时,它的免疫系统可以迅速发生防卫反应。那么地质历史时期的植物又是怎样面对外来病原微生物的侵袭的呢?保存在吐鲁番盆地的一块2.59亿年前的植物化石为我们揭示了远古植物应对外来病原的方式。

  吉林大学东北亚生物演化与环境教育部重点实验室古生代植物研究团队在新疆吐鲁番大河沿镇进行野外地质考察时,在距今约2.59亿年前的晚二叠世早期的地层中发现了一块保存完好的硅化的科达根标本。
科达是一类已经灭绝的裸子植物。它可以被追溯到距今2.5-3.5亿年前的石炭纪至二叠纪,这一时期科达类植物几乎遍布世界各地。完整的科达化石在欧洲中部、北美和我国华北地区均有发现。它们也是晚古生代最重要的成煤物料。科达类的植物体大多数为15-30米的细高的乔木,也有仅高4-5米的灌木类型。高大的乔木类型的科达部分生长在高地上,也有一些生长在沼泽及海岸带,一些灌木类型的科达可能是最早的海边红树林型群落。科达类植物的根称作无髓根(Amyelon),顾名思义,它的特征就是根的中部不发育髓。
  采集的科达根化石标本长约11厘米,粗约5厘米。研究团队通过对标本进行植物化石解剖学研究,发现它代表了科达类根的一种新类型,命名为吐鲁番无髓根(Amyelon turpanense)。
  研究团队对这一科达根化石进行了进一步研究,发现其管胞(用于运送水分和无机盐的细胞)中发现了大量的真菌菌丝。这些真菌并非与植物共生的有益共生菌,而是对植物细胞有破坏作用的寄生菌。大量的真菌入侵,这株科达也做出了相应的反应,从它的射线细胞中生长出了大量的侵填体来阻塞管胞:一方面侵填体细胞壁作为物理屏障阻止真菌延伸,另一方面它们阻塞了管胞中水的流动,组织真菌进一步繁殖传播。而看起来这些侵填体的抵抗效果并不理想,寄生细菌通过分叉和蜷缩等方式,加大了和侵填体细胞壁的接触面积,加速了对侵填体的分解。与此同时,植物也分泌了一些树脂液尽量去抵抗真菌的侵袭。
  吐鲁番大河沿镇发现的这块硅化的根部化石不仅丰富了科达类根的类型,而且完美的记录了2.59亿前科达类植物根抵抗外来病原菌的过程,为我们研究化石植物与致病菌的相互作用提供了新的材料和证据。相关研究成果《Tyloses in the Lopingian cordaitalean root from Xinjiang, Northwest China》于2019年11月在线发表在国际古植物学期刊《Review of Paleobotany and Palynology》中。

                  化石采集位置                  吐鲁番无髓根中细胞与真菌相互作用