摘要：近日，全球顶级学术期刊之一《科学》杂志公布了2024年度十大科学突破评选结果。其中，中国科学院南京地质古生物研究所（以下简称南京古生物所）发现迄今最古老的多细胞真核生物化石成果入选。

近日，全球顶级学术期刊之一《科学》杂志公布了2024年度十大科学突破评选结果。其中，中国科学院南京地质古生物研究所（以下简称南京古生物所）发现迄今最古老的多细胞真核生物化石成果入选。

今年1月，南京古生物所研究员朱茂炎团队，在华北燕山地区16.3亿年前地层中发现了微小的多细胞化石，被认为是迄今最早的多细胞真核生物化石。这一发现成果，意味着将多细胞真核生物出现的时间进一步提前了 7000 万年。

记者翻看榜单发现，此次其他入选《科学》杂志九大成果有一针管半年的艾滋病预防药、第三种磁性材料发现、“星舰”实现“筷子夹火箭”、詹姆斯·韦布空间望远镜探索宇宙黎明等。对比之下，南京古生物所研究成果似乎看起来不够“酷炫”，究竟凭啥入选？成果的背后，科研团队又付出了什么样的努力？记者进行了采访。

穿越16.35亿年，见证生命演化迈出关键一步

朱茂炎是看了朋友微信转来的新闻链接，才知道团队成果入选了《科学》年度十大突破。

“当时挺惊喜，也有点摸不着头脑，因为我们并没有进行申报。”为此，朱茂炎还联系了经常合作的哈佛教授了解情况。人家告诉他，《科学》杂志的编辑团队都会评选出年度十大科学突破，它们是这一年中最重大的科学发现、科学进展和趋势。

为何选中了它？

生命的起源和演化是一个被科学界一直探究并试图解开的谜题。虽然我们如今已经发现了很多证据，但仍然有很多问题有待解决。比如，真核生物（包括所有植物、动物和真菌在内的将DNA封装在细胞核内的生物）的多细胞化是生命向复杂化和大型化演化的必备条件，被认为是生命演化史上的重大关键事件之一。但是，真核生物最早何时发生多细胞化？学界对这一重大科学问题并无明确答案和证据。

南京古生物所的成果回答了这个问题——团队在华北燕山地区16.35亿年前地层中发现的200余枚多细胞真核生物化石标本，被认为是迄今全球发现最早的多细胞真核生物化石记录。科研成果于今年1月发表在《科学进展》。

显微镜下的观察显示，这200余枚化石是由单列细胞组成的无分枝的丝状体，中间类似于植物中横向细胞壁的结构十分明显。部分化石中还含有类似孢子的小球体，这表明多细胞丝状体具有专门的繁殖结构。

目前，学界普遍接受的真核生物最早化石记录发现于我国华北和澳大利亚北部距今约16.5亿年之前的古元古代晚期地层中，为单细胞真核生物化石。

南京古生物所发现的化石标本“年龄”，仅仅稍晚于这些最古老的单细胞真核化石，从化石记录来看，真核生物出现之后便迅速发生了复杂的多细胞化演化。

和单细胞真核生物出现时间如此紧密，有没有可能是现今各种动植物、真菌的共同祖先？

研究人员表示，动物、陆生植物和真菌，它们属于真核生物的不同类群，它们的多细胞化都是各自独立起源的。这批化石有可能是现今藻类先祖，但需要进一步研究来确定。

研究人员通过测量可以表征丝状体形态变化的2个比值和丝状体直径大小分布频率，发现这些丝状体在形态上呈现连续过渡变化的特征，这表明它们属于同一个物种。同时，和中国地质调查局天津地质调查中心（原“国土资源部天津地质矿产研究所”）的阎玉忠老师于1989年在天津蓟州区（当时为天津蓟县）发现的“壮丽青山藻”化石形态和大小相似，可归入同一个属种。最初这些化石被解释为原始绿藻，或许因为化石图片不够清晰，生物学解释的证据不够充分，故自1989年报道以来并未引起国内外同行的关注。

现在研究人员发现，“壮丽青山藻”确实与一些现生绿藻的藻丝体形态、细胞大小分布和繁殖方式等最为接近。因此尽管目前无法将其归属到具体现生门类中去，但它很可能属于多细胞藻类。

“如果‘壮丽青山藻’可以确认为是营光合作用的真核藻类，那么真核生物最后的共同祖先应不晚于16.3亿年之前的古元古代晚期，比当前学界普遍接受的时间提前了近6亿年之久。”朱茂炎称，这为进一步揭示复杂生命的起源和早期演化过程的奥秘以及元古宙地球环境演变提供了新的思考。

沙发旁的巧合发现与女博士的8年坚持

采访中，朱茂炎反复提及两个人名：朱士兴、苗兰云。前者是中国地质调查局天津地质调查中心研究员，后者是朱茂炎曾经的博士研究生、如今在南京古生物所担任助理研究员。

大约在12年前，朱茂炎带着一位经常合作的同行前往天津蓟州区（当时为天津蓟县）考察。据悉，对于地质古生物学来说，燕山山脉有着非凡的意义。这里有距今18亿年到13亿年前的前寒武纪沉积地层，近万米厚，是全球开展地球早期地质历史和生命演化的最好、最经典的地区之一，以天津蓟州地区为代表。

“当时考察完，我们去朱士兴老师家里做客。朱老师经常去如今的天津蓟州区、曾经的天津蓟县采化石，在他家沙发旁边就摆了五六个。我打眼一看，里面有一个化石非常大，有30厘米左右，形态很像如今的海带。”这块化石，立即引起了朱茂炎的注意，常年从事新元古代-寒武纪地球环境和生物演化研究的他立即敏锐意识到这块化石不简单。

朱士兴解释，这是他在河北迁西和宽城地区进行野外地质调查工作过程中，在距今15.6亿年前的“蓟县系”高于庄组中发现的大型碳质膜化石（这是生物体被埋藏后在化石化的过程中被压扁保存为一层深色的碳质物质），但一直没有发表。

2016年，朱茂炎团队与朱士兴等国内外学者一起，对这批标本开展了系统的研究，认为它们属于多细胞真核生物化石，距今15.6亿年。而且，这批多细胞真核化石已经“长得很大”，宽达8厘米，不完整的化石长度达30厘米。出现这么大的宏体化石，说明在这之前还会有相对简单的微体化石（就是肉眼看不见的那种）阶段。这一结果突破了学界以往的认知，不仅将地球上大型多细胞真核生物的出现时间从以前认为的6亿年前提前了将近10亿年，并由此推断真核生物发生多细胞化的时间应该更早。

这个“更早”是什么时候？彼时，正在读博士研究生的苗兰云找到导师朱茂炎，申请继续研究。

为此，这位清瘦单薄的女博士8年来不断往返于南京与河北，这并不是个轻松的活——

要拎着锤子，爬山采集样品。有时候，目标层位高出地面几米，苗兰云就只能爬上去，将脚卡在石头缝隙中采样。由于要寻找的化石肉眼看不见，所以她只能盲采，再带回实验室一点点“拆盲盒”。还是因为化石太小，所以哪怕是50g的岩石样本，经过处理也能制成几十个薄片，放到显微镜下，几天都看不完。

显然，这还是一个相当费时间的活。“虽然也有做别的课题研究，但精力毕竟有限，所以很长一段时间，我都没有出成果。”苗兰云坦言，这曾一度令她颇感焦虑，但因为对地球早期生命演化很感兴趣，即使出成果比较慢，她仍然选择继续坚持。

功夫不负有心人。2021年初的某一个晚上，苗兰云如往常一般埋首显微镜室观察薄片。可这一晚注定是特殊的，她第一次观察到了多细胞结构，且非常清晰。“当时愣住了，眼泪瞬间就涌出来了。”苗兰云笑着回忆。最终，苗兰云从采集的几百件样品中发现了278枚保存精美细胞结构的微体多细胞真核化石标本。

“还要继续往下追！”

采访的最后，朱茂炎和苗兰云都表示，他们并不满足于目前的研究成果，将继续往返燕山与南京，寻找更多化石证据。

“我们还要继续往下追！因为目前只是找到了一些碎片，我们还不知道这些多细胞真核生物整体长什么样子，它的生活环境如何、在生态位上处于什么位置等等，还有很多疑问需要去研究、去解答。”朱茂炎说。

朱茂炎进一步解释，研究人员过去认为，真核生物最初以单个细胞的形式存在了约10亿年，随后才逐渐形成细胞链。但最新研究揭示，真核生物出现之后便迅速发生了复杂的多细胞化演化。这种快速演化，与他此前的提出动物寒武纪大爆发多幕式演化模型，有“异曲同工”之处。因此，朱茂炎判断，沿着目前的方向，继续深挖、继续追问，大有可为。

“想要获得突破性的科研成果，得有‘长期主义’的态度。”朱茂炎还透露，苗兰云博士坚持研究多年的“回报”不止于此，“她手中正在进行的课题，还将有‘好东西’产出。我作为导师，也会继续大力支持她的研究。”

苗兰云则表示，接下来她将扩展自己的研究范围，还会去燕山地区其他地方寻找更多化石。“通过我这几年的研究结果来看，我认为燕山地区在早期生命研究方面具有很大的潜力，所以未来几年我会继续深入这个课题，去寻找更多重要的古生物化石记录。”苗兰云笑着说，“简单来说，我会继续挖石头‘开盲盒’。”

图片来源：受访者提供

南京日报/紫金山新闻记者 张安琪

本文来自【紫金山新闻】，仅代表作者观点。全国党媒信息公共平台提供信息发布及传播服务。

来源：人民日报党媒平台