我国发现迄今最为古老的蓝变真菌化石 | NSR观点

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蓝变真菌是现代陆地生态系统中一类常见的木材变色菌。现代分子生物学证据显示其起源时间可能追溯至晚古生代或中生代早期。然而，由于可靠化石证据的缺乏，对蓝变真菌最早起源时间的认识非常有限，极大限制了对该真菌类群起源及演化历程的研究。
在最近发表于《国家科学评论》（National Science Review，NSR）的一篇文章中，沈阳师范大学和中国科学院南京地质古生物研究所领导的研究团队，在我国辽西地区侏罗纪木化石中发现了迄今最为古老的蓝变真菌菌丝化石，将该真菌类群最早的化石记录向前推进了约8000万年。
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（图1）。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，常会加速树木的衰亡，从而导致森林生态系统植被的破坏。分子生物学证据表明，蓝变真菌应属于一类较古老的真菌类群，其起源可能追溯至晚古生代或中生代早期。然而，关于全球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）。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认识。

图1 受蓝变真菌侵染而发生变色的现代木材

近日，来自沈阳师范大学及中国科学院南京地质古生物研究所等单位的研究团队在发表于《国家科学评论》的研究中，报道了我国辽西地区距今约1.6亿年的侏罗纪木化石中发现的蓝变真菌菌丝化石。该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，将该真菌类群最早的化石记录向前推进了约8000万年。

图2 辽西侏罗纪蓝变真菌宿主木材化石的解剖特征

（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）

研究团队在研究产自辽宁北票侏罗纪髫髻山组具有昆虫蛀孔的木化石（叶枝杉型异木，Xenoxylon phyllocladoides Gothan）标本（图1）过程中，在其木材组织内部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。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，因此该类真菌通过形成“穿透钉”这一机械方式突破木材细胞壁。

图3 辽西侏罗纪发现的距今约1.6亿年蓝变真菌菌丝化石

（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）

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。现在森林生态系统中，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。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。
综上，当前辽西地区侏罗纪蓝变真菌化石的发现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-昆虫之间复杂的生态关系提供了重要线索。
这项研究以“Blue-stain fungus from the Jurassic provides new insights into early evolution and ecological interactions”为题发表于《国家科学评论》。沈阳师范大学田宁教授为该论文第一作者及共同通讯作者，王永栋研究员为共同通讯作者，其他主要作者来自中国地质科学院、沈阳师范大学和贵州大学等单位。该研究得到了国家自然科学基金项目的资助。

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https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf160

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