科普！今天你吃的淀粉，可能有2.8億年歷史了

在此次發(fā)現(xiàn)之前，已知的特征明確的最古老的淀粉?；a(chǎn)自于距今兩百萬年前的舊石器時(shí)代的石器裂縫中。由于缺乏化石證據(jù)，關(guān)于植物淀粉對(duì)漫長(zhǎng)地質(zhì)歷史時(shí)期陸地生態(tài)系統(tǒng)演化的影響我們還知之甚少。

近日，中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所晚古生代孢粉研究團(tuán)隊(duì)通過與德國(guó)明斯特大學(xué)等機(jī)構(gòu)的相關(guān)研究人員合作，在中國(guó)鄂爾多斯盆地的一層煤層中，發(fā)現(xiàn)一種奇特的石松類大孢子，其表面被一團(tuán)圓形顆粒所覆蓋。

山西保德早二疊世淀粉顆粒在光學(xué)和掃描電子顯微鏡下的光學(xué)和形態(tài)特征圖

起初，大家還沒有往淀粉方面想，排除了多種可能性后，綜合多方面證據(jù)，驚喜地發(fā)現(xiàn)，這竟然是距今2.9–2.8億年的淀粉顆粒。

該科研團(tuán)隊(duì)在檢查了逾百粒大孢子化石，最終才發(fā)現(xiàn)一粒特征明確、保存完好的含淀粉大孢子。“埋藏這么久還有保持如此完好的淀粉顆粒，這是第一次發(fā)現(xiàn)。”團(tuán)隊(duì)成員劉鋒感慨道。

在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期中，淀粉化石如何能夠保存？

在成煤環(huán)境中，一些淀粉顆粒被泥土快速地包裹和埋藏，抑制了水和其他細(xì)菌、真菌對(duì)淀粉顆粒的水解和破壞，因此這些淀粉粒可以在如此漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期中得以保存。

淀粉化石在植物體內(nèi)的用途？

通過與現(xiàn)生植物體中淀粉顆粒的對(duì)比，研究人員認(rèn)為這些淀粉顆粒應(yīng)該屬于復(fù)合貯藏淀粉。

所謂貯藏淀粉，即植物通過光合作用在色素體中合成這類淀粉，使它們?cè)谥参矬w中扮演長(zhǎng)期儲(chǔ)存能量的角色。而大量貯藏淀粉聚合在一起而形成的復(fù)合貯藏淀粉主要分布于現(xiàn)生植物種子的子葉和胚乳中，用來營(yíng)養(yǎng)植物幼體的發(fā)育。

但是，科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)這些淀粉顆粒主要分布在大孢子外部表面而非內(nèi)部（下圖），因此基本可以排除這些淀粉顆粒是用來支持該植物胚胎發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

那么它們究竟有何作用呢？

播種！

研究人員認(rèn)為，這些位于大孢子近極面的淀粉團(tuán)塊，與現(xiàn)生一些種子上常出現(xiàn)的一種被稱為油質(zhì)體的可食附著體非常接近，主要用來吸引動(dòng)物食取種子，從而實(shí)現(xiàn)種子的遠(yuǎn)距離傳播。

現(xiàn)生種子的油質(zhì)體主要是用來吸引螞蟻、陸地腹足類或鳥類食取種子，從而實(shí)現(xiàn)種子的遠(yuǎn)距離傳播。在傳播種子的同時(shí)，這些動(dòng)物獲得了高能量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過這個(gè)過程，動(dòng)植物建立了緊密的互利共生關(guān)系。

山西保德早二疊世含淀粉大孢子與現(xiàn)生含有脂質(zhì)體種子的對(duì)比

劉鋒舉例道：這些淀粉和油脂混合形成的油質(zhì)體附著于植物種子外部后，一只餓肚子的蝸牛經(jīng)過，被油質(zhì)體多汁的外形和鮮美的味道所吸引，將種子吞進(jìn)肚子，之后，蝸牛在其他地方將種子排泄出來……從而，使得種子得以遠(yuǎn)距離傳播，而這只蝸牛也通過吸收附著在種子上的營(yíng)養(yǎng)成分，獲得了能量。

由此，也表明了：遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于最早的螞蟻和鳥類出現(xiàn)之前，遠(yuǎn)古的某些石松類植物已經(jīng)具備了強(qiáng)大的光合作用能力，并能夠把光合作用生產(chǎn)的葡萄糖以淀粉的形式大量?jī)?chǔ)存下來，同時(shí)利用這些淀粉吸引當(dāng)時(shí)陸地上的一些生物（如蝸牛、蟑螂和多足類）的食取來實(shí)現(xiàn)自身種子的傳播，從而建立動(dòng)植物互利共生關(guān)系。

科普結(jié)束，大家請(qǐng)安心吃“淀粉”！