近日,由一竞技网址田宁教授与中国科学院南京地质古生物研究所王永栋研究员领衔的研究团队,在辽宁北票地区侏罗纪木化石中发现了迄今最为古老的蓝变真菌化石。相关研究成果以“Blue-stain fungus from the Jurassic provides new insights into early evolution and ecological interactions”(侏罗纪蓝变真菌化石为早期演化和生态相互作用提供新见解)为题在线发表在国际知名自然科学综合类学术期刊《National Science Review》(国家科学评论),田宁为该论文第一作者及共同通讯作者,王永栋为共同通讯作者;中国地质科学院蒋子堃教授、一竞技网址谭笑博士及我院硕士毕业生(现贵州大学博士研究生)李芳雨等作为共同作者参与该项研究。
蓝变真菌是一类独特的木材变色菌,它们不具备分解木质纤维素的能力,但能引发显著的木材变色现象。这类真菌通常不会直接导致宿主死亡,但当与蛀木昆虫共生时,常会加速树木的衰亡,从而导致森林生态系统植被的破坏。分子生物学研究表明,蓝变真菌应是一类古老的真菌类群,其起源时间可能追溯至晚古生代或中生代早期。然而,关于蓝变菌的化石记录十分罕见,目前唯一一例可靠的蓝变真菌化石记录报道自南非晚白垩世地层(距今约8000万年前)。由于可靠化石证据的缺乏,极大限制了对该真菌类群起源及演化历程的研究。
近年来,田宁研究团队一直致力于开展木化石内含真菌化石研究。研究团队在产自辽宁北票距今约1.6亿年的侏罗纪髫髻山组木化石中发现了大量保存精美的真菌菌丝化石。显微观察表明,这些深色菌丝具有明显的色素沉积特征,这正是现代蓝变真菌导致木材变色的关键因素。尤为重要的是,当穿越木材细胞壁时,菌丝会形成一种特殊结构——“穿透钉”。这一穿透钉结构的发现是确认化石真菌属于蓝变真菌的关键证据。因为,与通过酶解作用降解细胞壁的木材腐朽真菌不同,蓝变真菌缺乏分解木材结构的酶系统,因此该类真菌通过穿透钉这一机械方式突破木材细胞壁。
值得关注的是,当前侏罗纪蓝变真菌化石的发现也为了解地史时期植物、真菌和昆虫之间的生态关系提供了新线索。现代森林生态系统中,蓝变真菌与小蠹亚科(Scolytinae)甲虫的共生关系是生物互惠共生的经典范例。现代生物学研究表明,小蠹亚科甲虫通过其体表携带蓝变真菌孢子,在蛀食木质组织过程中将孢子植入植物维管系统;同时,真菌通过分解木质纤维素为甲虫幼虫提供营养基质。然而,化石证据和分子系统学证据显示小蠹亚科的起源不早于早白垩世(约1.25亿年前),而当前侏罗纪蓝变菌化石(约1.6亿年前)的发现暗示,在小蠹亚科甲虫尚未出现前,蓝变菌可能已通过其他古昆虫完成真菌孢子的传播。
当前辽西地区侏罗纪蓝变真菌化石的发现,代表了全球第二例确切的蓝变真菌化石记录,同时也是全球迄今最为古老的蓝变真菌化石记录,将该真菌类群的最早化石记录提前了约8000万年,不仅为揭示蓝变真菌的起源与早期演化提供了关键化石证据,也为深入了解侏罗纪陆地生态系统中植物、真菌和昆虫之间错综复杂的相互作用提供了新视角。
该研究得到国家自然科学基金面上项目、重点项目、基础科学中心项目(42372044,42330208,41972022,42288201,42172034)及辽宁省“兴辽英才”计划项目(XLYC1907037)联合资助。
论文信息:Tian Ning*,Wang Yongdong*,Li Fangyu,Jiang Zikun,Tan Xiao,2025. Blue-stain fungus from the Jurassic provides new insights into early evolution and ecological interactions. National Science Review, 12(6): nwaf160.
文章链接:https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf160
据悉,《National Science Review》(国家科学评论,NSR)是由中国科学院主管、科学出版社主办的综合性英文学术期刊,创刊于2014年,由牛津大学出版社全球发行,致力于全方位、多角度报道中外自然科学各领域的重要成就。该期刊聚焦全球重大科学进展,涵盖物理、化学、材料、能源、生命科学等多学科交叉研究,位列全球多学科综合类期刊前5%。其编委会由海内外顶尖科学家组成,以遴选具有突破性、战略意义的科研成果为特色。基于科睿唯安2024年度发布的期刊引证报告(Journal Citation Reports,JCR),NSR的最新影响因子为16.3,5年影响因子为18.6。

图 1受蓝变真菌侵染而发生变色的现代木材

辽西侏罗纪蓝变真菌菌丝化石

辽西侏罗纪蓝变真菌宿主木材解剖特征