寒武纪早期宽川铺生物群中微生物化石与相关显微结构
微生物是生态系统的重要组成部分，微生物的生命活动与宏观和微观的环境都有密切联系。微生物及其相关的化石记录的研究，不仅能全面揭示史前生物和生态面貌，也能对生命与环境的协同演化提供新的信息。在寒武纪早期这一关键的地质历史阶段，我国的磷酸盐化微体化石库研究已经取得丰硕成果，但是绝大多数研究集中在微体动植物方面。对微生物，尤其是细菌及其相关化石研究还十分有限。已知的研究对象也主要集中在蓝细菌类化石上，研究内容主要是形态描述和系统分类，缺乏对微生物与地质过程以及化石埋藏保存之间关系的讨论。 本研究的基础建立在寒武纪早期陕南宽川铺生物群中近年发现的大量微生物化石新种类和显微结构新现象。这些材料一方面提供空前丰富而细致的形态学信息；另一方面呈现了微生物化石与相关显微结构，乃至其他微体动物化石之间明显而复杂的互动关系，使之可以结合传统形态学观察，化石埋藏保存机制，微生物的行为和生活环境，化石的超微结构和化学成分等多个方面，从新的角度认识理解这一重要时期的磷酸盐化微生物相关化石。 论文涉及的具体内容包括： 1）钻孔微生物与异质体拖曳迹（ambient inclusion trails，简称AITs）。从形态学和埋藏学角度综合分析了微体化石上共存的钻孔蓝细菌，钻孔真菌和AITs三种微型管状结构。报道并讨论了首次发现的有机碳质AITs末端推进颗粒。通过分析AITs在原牙形类化石上特殊的环绕分布模式，探讨了其与原牙形类原始成分的关系； 2）非矿化动物体的微生物假形。发现并描述了能够完全或部分复刻动物体外形轮廓的微生物假形化石，分析了不同种类微生物假形的生成过程，并与现代埋藏学实验中的微生物假形进行对比； 3）对已经发现报道过的蓝细菌类化石补充一些新的信息。例如寒武松藻的完整藻丝末端和细胞结构以及葛万藻多样的保存模式。 研究取得的主要认识有： 1）分析了钻孔蓝细菌，钻孔真菌和AITs在形态特征，生成阶段，保存模式上的本质不同，建立三者鉴别的完整的理论模型，澄清了长久以来存在的模糊性；新型碳质末端推进颗粒不仅丰富了AITs成因和形态的多样化解释，还得以通过碳质物拉曼光谱温度计推测出化石群经历了极低变质作用，为AITs的形成条件求得一个热演化温度上限（232~261℃）；通过解析AITs螺旋环绕模式形成的条件和过程，推测了寒武纪早期的原牙形类原始成分应该以坚硬的有机质为主； 2）宽川铺生物群中，能够识别出4种复刻动物体外轮廓的完全假形和1种仅针对古球蛋类表面瘤点的不完全微生物假形。完全假形有微生物体填铸交代和微生物膜稳化定型两种作用模式。讨论了微生物假形对软躯体保存的影响和潜力，提供了一种新型磷酸盐化非矿化组织保存的可能性； 3）寒武松藻菌丝的尖削末端和扁平串列的细胞结构强化了其蓝细菌的属性，并且可能与束枝藻属的类群更为接近。螺纹管属化石的大小变化范围可以相当宽泛。葛万藻菌丝在不同的条件下，依据其胶鞘钙化程度和埋藏过程的差异，可以形成多种迥异的化石形态。这些都说明在蓝细菌类化石研究中，一方面有赖于新的细节特征的发现，另一方面也要充分考虑埋藏保存因素对化石的影响。
寒武纪早期;生物群;微生物化石;显微结构;化学成分
西北大学
博士
古生物学与地层学
舒德干
2018
中文
P534.41;Q913.2
2019-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）