寒武清江線菌（Qingjiangonema cambria）
- 演化之聲
- 3月1日
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年代
寒武紀（「第三期」）
518 Ma
生物學分類
域：細菌域 Bacteria
界：假單胞菌界 Pseudomonadati
門：熱脫硫桿菌門 Desulfobacterota
屬：清江線菌 Qingjiangonema
種：寒武清江線菌 Qingjiangonema cambria
形態描述
寒武清江線菌（Qingjiangonema cambria）的化石由大量筆直、不分枝的纖細絲狀體構成，每一條絲狀體直徑約 1 至 3 微米，長度最長可達約 1 公釐。這些絲狀結構保持等寬的外觀，由成百上千個細胞首尾串接而成，單一絲狀體即形成長鏈式的多細胞排列。
單一細胞本身多呈桿狀，寬約 1 至 3 微米、長度 0.8 至 11 微米，細胞間常在交界處出現明顯縮窄。寬度在同一條絲狀體中十分一致，但長度差異明顯，反映每單一細胞在生前正處於不同的分裂階段。部分細胞可見位於中央的分裂凹槽，代表細胞正在進行縱向分裂。
電子顯微鏡下，所有細胞都被均勻的黃鐵礦微晶所填滿；這些微晶大小從約 150 至 1,100 奈米，不但緊密堆疊，且在單一細胞內呈現等形、等向的特性，而不同細胞間的晶體大小則會因細胞體積差異而改變。微晶的形態（立方體、八面體或其過渡型式）與同地層出現的黃鐵礦葡萄狀結構相同，但其排列方式緊密服貼細胞形狀，與葡萄狀的球形集合完全不同。
細胞外部尚保存一層厚度約 9 至 50 奈米的極薄外膜，並由三層結構組成，與革蘭氏陰性菌的細胞壁相當。
學名詞源
屬名 Qingjiangonema：Qingjiang 指的是清江生物群（Qingjiang biota）；nema 則為「線形」之意，指其絲狀、線狀的形態特徵。
種名 cambria：則取自寒武紀（Cambrian），標示其地質年代。
生物描述
寒武清江線菌為一種生活於早寒武紀海底沉積物中的多細胞絲狀微生物。化石中的細胞填滿等形黃鐵礦微晶，而這些晶體的硫同位素數據呈現的特徵與現生硫酸鹽還原菌在代謝時造成的大幅同位素分異（isotopic fractionation）一致。其平均 Δ³⁴S 約 40.83‰，和現生的巨大脫硫線菌（Desulfonema magnum）在最佳生長條件下的分異量高度相符，顯示其代謝屬於硫酸鹽還原作用。
化石所處的黑色頁岩環境無氧、富含硫酸鹽，底層水體持續缺氧，並伴隨大量由微生物活動生成的黃鐵礦葡萄狀結構。這些地球化學與沉積學證據支持此生物生存於無氧海底的軟泥中，並在海洋動物死亡後迅速入侵其組織，在短時間內完成代謝並促成細胞內黃鐵礦的快速沉澱，使微生物的細胞與絲狀結構得以立體化保存在岩石中。
其形態與現代的脫硫線菌屬（Desulfonema）極為接近，同樣具有多細胞絲狀體、等寬細胞鏈，以及在無氧沉積物中生存的生態習性。研究者推論它們應為熱脫硫桿菌門（Desulfobacterota）中多細胞化的早期成員。
此化石能看出多細胞絲狀硫酸鹽還原菌在寒武紀約 5.18 億年前就已出現。
（作者：水也佑）
參考文獻
Cui L et al. (2024). The Cambrian microfossil Qingjiangonema reveals the co-evolution of sulfate-reducing bacteria and the oxygenation of Earth’s surface. Science Bulletin.
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