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19 中元古代-盖层纪:众志成城

2023-08-01 12:52 作者:风是青的  | 我要投稿

        时间悠悠,地球转眼间来到了中元古代的第一个纪:盖层纪(Calymmian)。盖层纪源自于希腊语καλυμμα,意为“盖层”。这是一个地质学的词汇,表示“未遭受强烈褶皱的地壳上部的稳定区域”,也可以指代石油储集层之上的一层保护层。盖层纪的得名正是由于这一时期地台盖层的初步形成。同时,哥伦比亚超大陆开始分裂,暴露出了大量的浅海环境

        此时的陆地上还远没到出现生命的地步,所有的生物依然是生活在水域之中。不过由于真核生物开始用胞吞的方式肆意捕杀较小的细胞,导致一些自养生物即“生产者(producer)”们开始“寻找”对策。这其中最显而易见的方法自然是——抱团,即形成细胞群体。它们通过增大自己的体积,来达到保护自己不被一口吞下的目的。

        有些蓝细菌采取了一种很简单的方法:由于她们本来就有一层保护自己的多糖外壳——由果胶酸(pectic acid)和粘多糖(mucopolysaccharide)构成的几层固体胶质鞘(gelatinous sheath)。她们群体化的最简单方案,就是在细胞二分裂的时候,保证胶质鞘不分开的同时,每个子细胞分别形成各自的胶质鞘。就这样,这些蓝细菌们以一种“各自为政”的方式形成了最原始的细胞群体。如今的色球藻(Chroococcus)仍然保留着这种聚集方式。

色球藻(自wiki)

        而另外一部分蓝细菌决定形成丝状体(filament),它们会根据其它细胞的位置来决定自己的二分裂方向,从而形成丝状结构。在这些丝状蓝细菌的外部,同样包裹着胶质鞘。这些丝状体有时候还会丛生在一起,然后形成一个包裹整体的巨大胶质鞘。而这些丝状蓝细菌逐渐离开了“各自为政”的生活方式,换句话说,它们或许开启了最早的细胞分化(cellular differentiation。在现存的颤藻目(Oscillatoriales),念珠藻目(Nostocales)等蓝细菌中有时可以看到一个较大的细胞结构,这就是蓝细菌的异形胞(heterocyst)。当环境中的氮元素缺乏时,丝状蓝细菌就会让一部分的细胞临时性分化为异形胞。这些异形胞的类囊体在分化过程中受到改造,让她们变成一个可以固氮的细胞(第31届CNBO植物学实验题,记忆犹新)

鱼腥藻(Anabaena),示异形胞(自Raven)

        这些细胞虽然构成了细胞群体,但是本质上还是一个个不同的个体。若是将她们强行分开,她们依旧能够独立完成生命活动。甚至于,一部分丝状蓝细菌将“断裂”演化为自身的一种营养繁殖方式。

        当然,蓝细菌的这种简单的细胞群体,并不能真正称得上是多细胞生物,但是她们的尝试,确实是由单细胞向多细胞的一次实验。在盖层纪的海洋中,真核自养生物即植物们开始把分化这一事件常态化。

        这些植物并不满于仅仅拥有临时的分化结构,它们开始做出更大程度的改变。例如质体(plastid):暴露在外部的细胞,她们的质体中会出现叶绿素(chlorophyll),从而转变为叶绿体(chloroplast),营光合作用;而内部的细胞,将会把自己的质体转变为白色体(leucoplast),用于贮藏淀粉等有机物。她们逐渐长出类似于假根(rhizoid)的结构,使其可以固着在礁石之上,舒服地进行着光合作用。

地质年代:盖层纪

时间:1600-1200Ma

简要:盖层纪同样是以绝对年龄所定义,并非化石定义

重大事件:哥伦比亚超大陆分裂

                  陆地出现盖层结构

                  开始出现多细胞生物

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