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古原枝藻(Proterocladus antiquus)

已更新:3月27日

古原枝藻復原圖(感謝 Dinghua Yang 提供)
古原枝藻復原圖(感謝 Dinghua Yang 提供)

年代

中元古代晚期

~1,000 Ma





生物學分類

界:植物界 Plantae

門:綠藻門 Chlorophyta

綱:石蓴綱 Ulvophyceae

目:管枝藻目 Siphonocladales

科:管枝藻科 Siphonocladaceae

屬:原枝藻屬 Proterocladus

種:古原枝藻 Proterocladus antiquus

形態描述

古原枝藻(Proterocladus antiquus)以分枝的藻體為核心,由單列排列的細絲構成,其高度約為 0.3 至 3.3 公釐、寬度約 0.1 至 2.4 公釐。藻體的分枝可稀疏亦可繁茂,側枝通常以不對稱方式附著於主軸,呈現交互或單側排列。細絲往往向遠端逐漸變寬,枝條的生長方向多半朝向上方,使整個藻體形成直立的姿態。


藻體基部有明確的固著構造,為近圓盤狀,直徑約 53 至 57 微米。藻體由多個細胞串聯組成,每個細胞之間由完整的隔壁(septum)分開,隔壁所在位置常伴隨細微的縮窄,使分界點清晰可辨。細胞長度介於 14 至 510 微米(平均 123 微米),寬度 6 至 49 微米(平均 25 微米)。


細胞形態以細長圓筒狀最常見,但偶爾會出現多種變形,包括球狀、棒槌狀、圓鼓狀與杯狀等,這些變形的細胞之細胞壁較厚且近乎不透光,可能在藻體中具有不同功能。有些細胞可見小型側孔,推測可能與生殖相關,如釋放配子或孢子的微孔。部分末端細胞會伸出一段狹長的頂端延伸構造,且在成熟後於該延伸部位內發育出新的隔壁,可能為頂生生長。


側枝的形成位置固定於隔壁的下方,可以直接與母細胞連通,或是在分枝點另行形成隔壁;多層次的側枝階層也可同時存在,讓藻體呈現複雜的立體結構。異常巨大的細胞與一般尺寸的細胞可同時出現在同一藻體中。


古原枝藻化石(圖片來源:Tang Q et al. (2020),採用 CC BY 4.0 授權)
古原枝藻化石(圖片來源:Tang Q et al. (2020),採用 CC BY 4.0 授權)

學名詞源

屬名 Proterocladus:Protero- 指「原始的」、「早期的」;-cladus 則為「枝狀」、「分枝」。

種名 antiquus:意指「古老的」,用以反映本物種來自前寒武紀、年代約 10 億年前的地質時代。

生物描述

古原枝藻代表了一群古老綠藻的多細胞成員,化石大量出現在中國北方的南芬層(Nanfen Formation)的泥岩與頁岩層中。從直立的藻體與固著構造看出,其生活形式為底棲附著型藻類,推測應該棲息於淺海底部,以叢生的方式覆蓋海床。複雜的分枝網路與細胞變異形態代表可能具有細胞分化功能,例如厚壁的變形細胞類型可能相當於休眠性的厚壁孢子(akinete)的結構,用以在環境不利時存活。


側孔細胞的存在則支持本物種具有生殖細胞的釋放機制,可能包括配子或孢子的排出;同時,頂端生長加上成熟後形成隔壁的頂端延伸結構,其生長模式與部分現生石蓴綱(Ulvophyceae)中的剛毛藻屬(Cladophora)十分接近。


根據其形態,古原枝藻極可能為管枝藻目(Siphonocladales)或其近緣支系的早期成員。由於其年代距今近 10 億年,古原枝藻的存在也意味著綠藻的多細胞化、細胞分化與大型化等演化,遠比過去認為的時間更早。


(作者:水也佑)

參考文獻

Tang Q et al. (2020). A one-billion-year-old multicellular chlorophyte. Nat Ecol Evol.





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