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布氏雙異胞菌(Bicellum brasieri)

已更新:3月27日


成熟的布氏雙異胞菌,圖 A 可明顯看見外層細胞與內部細胞團的分界線,圖 E 可清楚見到香腸狀細長細胞的排列(圖片來源:Strother, P. K et al. (2021). ,採用 CC BY 4.0 授權)
成熟的布氏雙異胞菌,圖 A 可明顯看見外層細胞與內部細胞團的分界線,圖 E 可清楚見到香腸狀細長細胞的排列(圖片來源:Strother, P. K et al. (2021). ,採用 CC BY 4.0 授權)

年代

元古宙(新元古代)

1000 Ma





生物學分類

域:真核域 Eukaryota

屬:雙異胞菌屬 Bicellum

種:布氏雙異胞菌 Bicellum brasieri

形態描述

布氏雙異胞菌(Bicellum brasieri)的最外層由較厚的香腸狀細胞組成,這些細胞形成一個包覆層,香腸狀細胞的直徑約在 1.5 至 2 微米,長度約為其直徑的 3 至 4 倍,平均長寬比為 0.28。外圍細胞彼此緊密排列,通常由四個或以上的相鄰細胞組成一組平行排列,形成堅硬的球形外殼。從橫切面可見香腸狀細胞組成的球形外殼僅有一層細胞,這些外層細胞的細胞壁顏色較深,說明其細胞壁更厚。

其內部為緊密壓合的球形細胞團,組成細胞團的細胞緊密貼合,彼此之間沒有縫隙,顯示這些細胞在生前不存在剛性細胞壁,或至少很薄並具有一定的可塑性,許多細胞之間的接觸線為直線,任意三個細胞的相交處呈現約 120° 的 Y 型接合線。


裸露的布氏雙異胞菌細胞團,箭頭處代表細胞團內生成的細長細胞(圖片來源:Strother, P. K et al. (2021). ,採用 CC BY 4.0 授權)
裸露的布氏雙異胞菌細胞團,箭頭處代表細胞團內生成的細長細胞(圖片來源:Strother, P. K et al. (2021). ,採用 CC BY 4.0 授權)

除了一般的布氏雙異胞菌以外,化石還保留著一些不存在外層細胞的裸露細胞團,這些細胞團與布氏雙異胞菌內部的細胞團形態基本一致,幾乎無法區分,並且在分析後發現裸露細胞團內部存在細長細胞,並且在部分個體上發現有些細長細胞已經移動到細胞團外圍,但與布氏雙異胞菌的外層細胞相比,這些並不具備厚細胞壁,研究人員推測這些細胞團同樣是布氏雙異胞菌,不過其外層細胞還正在發育中。

雖然細胞團整體幾乎為完美的球形,但內部細胞的位置似乎並不固定,這些細胞能互換位置,類似液體,之所以形成球形可能是細胞之間具有內聚力,互相聚集而成。

學名詞源

屬名 Bicellum 的Bi意為二,cell指其有兩種不同的細胞類型。

種名致敬 Martin Brasier 其在去世前一直致力於研究布氏雙異胞菌的化石。

生物描述

布氏雙異胞菌發現於英國蘇格蘭托立敦灣附近的地層,該地層沉積物被認為是古代湖泊環境沉積出來的,因此布氏雙異胞菌被認為生存於淡水環境之中。

由於其細胞團結構內缺乏剛性細胞壁,因此可能與植物譜系關係較遠,另外 Y 型接合通常與動物的組織的細胞結構有關,也被用來判斷古原生生物與動物之間的親緣關係,在分析後研究認為布氏雙異胞菌為早期的動物總界(Holozoa)成員。


布氏雙異胞菌發育生長示意圖(圖片來源:Strother, P. K et al. (2021).,採用 CC BY 4.0 授權 )
布氏雙異胞菌發育生長示意圖(圖片來源:Strother, P. K et al. (2021).,採用 CC BY 4.0 授權 )

關於布氏雙異胞菌的細胞組織形態,可用 Malcolm Steinberg 提出的差異黏附假說(Differential Adhesion Hypothesis)來解釋,該假說認為當細胞聚集體猶如液體時,其整體形態結構是由細胞之間的黏附強度決定。布氏雙異胞菌的內部的細胞團黏附力大於新形成的香腸狀細長細胞,這導致細長細胞被推到最外圍,而其他細胞則在內部形成一個球形細胞團。這可能代表著早期多細胞生物組織分化的來源。


(作者:白稜)

參考文獻

Strother, P. K., Brasier, M. D., Wacey, D., Timpe, L., Saunders, M., Wellman, C. H. (2021). A possible billion-year-old holozoan with differentiated multicellularity. Current Biology.


+57.2566, -5.3003




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