蓝变真菌在系统分类上属于子囊菌门粪壳菌纲,是现代陆地生态系统中一类常见的木材变色菌。它们不具备分解木材木质素及纤维素的能力,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,会加速树木衰亡,从而破坏森林生态系统植被。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,其化石记录极少,目前唯一一例可靠的蓝变真菌化石记录报道来自南非晚白垩世地层(距今约8000万年)。化石证据的缺乏严重阻碍了对其起源及演化的研究。
近期,中国科学院南京地质古生物研究所研究员王永栋及沈阳师范大学古生物学院教授田宁等科研人员组成的联合研究团队,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)为题正式发表在国际学术期刊《国家科学评论》(National Science Review)。
研究团队在辽宁北票距今约1.6亿年的侏罗纪髫髻山组木化石(叶枝杉型异木,Xenoxylon phyllocladoides Gothan)标本(图1)中,发现了大量保存精美的真菌菌丝化石(图2)。显微观察表明,这些深色菌丝暗示其具有色素沉积,这正是现代蓝变真菌导致木材变色的关键因素。菌丝穿越木材细胞壁时形成的“穿透钉”结构,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。因其缺乏分解木材的酶,只能通过这种机械方式突破细胞壁,有别于降解细胞壁的腐朽真菌。
此次侏罗纪蓝变真菌的发现为揭示远古植物、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;真菌通过分解木质纤维素为幼虫提供营养基质。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),而当前发现的更古老的侏罗纪蓝变菌化石(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, 是全球第二例确切的蓝变真菌化石记录,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互作关系提供了新视角。
该论文第一作者及共同通讯作者为田宁,王永栋为共同通讯作者;中国地质科学院研究员蒋子堃、沈阳师范大学谭笑博士及贵州大学博士生李芳雨等作为共同作者参与该项研究。
该研究得到国家自然科学基金面上项目、重点项目、基础科学中心项目及辽宁省“兴辽英才”计划项目联合资助。(来源:中国科学院南京地质古生物研究所)
相关论文信息:https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf160

图1 辽西侏罗纪蓝变真菌宿主木材化石解剖特征(a. 木材蛀孔;b-c. 木材横切面,示扭曲的生长轮;d-e. 木材径切面,示管胞径壁纹孔;f-g. 木材径切面,示窗格型交叉场纹孔)

图2 辽西侏罗纪发现的蓝变真菌菌丝化石(a-c. 具横隔壁的真菌菌丝;d. 穿过交叉场的分叉的菌丝;e- j. 木材径切面,示横穿管胞壁的菌丝,箭头指示典型的“穿透钉”结构;k. 穿过管胞径壁纹孔的菌丝;b-c. 横切面扭曲的生长轮;d-e. 木材径切面管胞径壁纹孔;l. 木材弦切面,示横穿管胞壁的菌丝;m-o. 箭头示菌丝上着生的疑似厚垣孢子)
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。