長三角城市網(wǎng)訊 作為人類的主要食物來源，淀粉的重要性不言而喻。近日，中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所劉鋒研究員團隊在山西保德2.8億年前的煤層中發(fā)現(xiàn)一種奇特的石松類大孢子，表面被一團圓形顆粒所覆蓋，被認為是最早的淀粉化石。相關(guān)文章已經(jīng)在線發(fā)表在國際權(quán)威地質(zhì)學雜志《Geology》上。

淀粉是由葡萄糖分子聚合而成的，它是大部分綠色植物將光合作用產(chǎn)生的碳水化合物儲藏而形成的一種多糖化合物。作為人類的主要食物來源，淀粉被認為對人類生理和文明的演變起到重要作用。

由于淀粉顆粒在土壤中很難長時間保存，因此很多考古學家認為淀粉?；跊]有石器或一些容器的保護下，保存時間很難超過600年，在第四紀以前的地層出現(xiàn)的可能性更是微乎其微。由于缺乏化石證據(jù)，關(guān)于植物淀粉對漫長地質(zhì)歷史時期陸地生態(tài)系統(tǒng)演化的影響我們還知之甚少。

劉鋒今天接受采訪時表示，他們對發(fā)現(xiàn)的淀粉化石進行光學和掃描電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，化石表面覆蓋圓形或多邊形顆粒，中心都具有一個臍形凹陷，大部分顆粒在鏡下呈現(xiàn)出明顯的雙折射和十字消光現(xiàn)象。這些特征與現(xiàn)生淀粉粒的形態(tài)和光學特性完全相符，而且運用X射線能譜對這些顆粒的研究表明這些顆粒主要是由C和O組成，因此也排除了這些顆粒是鮞粒、生物參與合成的草酸、磷酸或碳酸類球晶的可能性。綜合來自顯微成像和X射線能譜等多方面證據(jù)，表明這些顆粒是距今2.9?2.8億年的淀粉顆粒。

這是目前已知最早的特征明確的淀粉顆?；涗?，打破一些考古學家認為淀粉顆粒在沒有石器或一些容器的保護下很難在第四紀以前的地層中保存的推定。而且，這些發(fā)現(xiàn)進一步明確在一些特定沉積條件下，例如成煤環(huán)境，一些淀粉顆粒被泥土快速地包裹和埋藏可以抑制水和其他細菌、真菌對淀粉顆粒的水解和破壞，因此這些淀粉?？梢栽谌绱寺L的地質(zhì)歷史時期中得以保存。

同時，發(fā)現(xiàn)的淀粉粒直徑大多大于5微米，而且它們聚集在一起呈團塊狀出現(xiàn)。很多考古淀粉學的研究表明這些淀粉應(yīng)該屬于復(fù)合貯藏淀粉。植物通過光合作用在色素體中合成這類淀粉，使它們在植物體中扮演長期儲存能量的角色。這種復(fù)合貯藏淀粉主要分布于現(xiàn)生種子的子葉和胚乳中，用來營養(yǎng)植物幼體的發(fā)育。但經(jīng)過對數(shù)千張大孢子超微結(jié)構(gòu)圖的觀察發(fā)現(xiàn)這些復(fù)合貯藏淀粉顆粒僅分布于大孢子近極面的表面，在大孢子的內(nèi)部并沒類似圓形顆粒的出現(xiàn)。因此基本可以排除這些淀粉顆粒是用來支持石松類胚胎發(fā)育的營養(yǎng)物質(zhì)。

通過與現(xiàn)生一些依靠動物傳播的植物種子對比，研究人員認為這些位于大孢子近極面的淀粉團塊，與現(xiàn)生一些種子上常出現(xiàn)的一種被稱為油質(zhì)體（elaiosome）的可食附著體非常接近。

現(xiàn)生種子的脂質(zhì)體主要是用來吸引螞蟻、陸地腹足類或鳥類食取種子，從而實現(xiàn)種子的遠距離傳播。在傳播種子的同時，這些動物獲得了高能量的營養(yǎng)物質(zhì)，通過這個過程，動植物建立了緊密的共棲關(guān)系。

類似的可食淀粉附著體在早二疊世的大孢子表面出現(xiàn)表明，遠遠早于最早的螞蟻和鳥類出現(xiàn)之前，遠古的某些石松類植物已經(jīng)具備了強大的光合作用能力，并能夠把光合作用生產(chǎn)的葡萄糖以淀粉的形式大量儲存下來，同時利用這些淀粉吸引當時陸地上的一些生物（如蝸牛、蟑螂和多足類）的食取來實現(xiàn)自身種子的傳播，從而建立動植物共棲關(guān)系。

（記者 毛慶 通訊員  陳孝正）