日本东北大学研究生院理学研究科研究员笹木晃平、助教石田章純、教授掛川武和东京大学大气与海洋研究所名誉教授佐野有司、助教高畑直人等人组成的研究团队，对大约19亿年前的冈弗林特地层（加拿大）进行了地质调查，对冈弗林特微体化石重新进行了评估，结果发现了5种与原来冈弗林特微体化石不同的有机物微组织，包括菌落型、椭圆形、细胞组织内包型、有尾型和刺状型。同时，还证明了这5个微组织为新型微体化石。
图1.在加拿大19亿年前的冈弗林特地层的叠层石中发现的细菌化石（微体化石）集合体（供图：东北大学）。
新发现的菌落型微体化石已经形成了多个细胞以块状形式共存的机制。菌落的形成明显不同于与以往发现的各个细胞单独存在的微体化石，可以看作是向下一个进化阶段“共生”转变的开始。椭圆形微体化石从形态特征上被判断为类似于厚壁孢子（akinete）的现代蓝细菌产生的休眠细胞。
蓝细菌在温度、阳光或营养不足等环境压力下，会将营养集中在特定的细胞中并进入休眠状态。此次厚壁孢子微体化石的发现说明当时的原核生物已经有了与现代生物相同的生存策略。细胞内储存营养物质的机理同样出现在细胞组织内包型微体化石中，这些发现可以看作是在当时环境发生了剧烈变化的海洋中，原核生物为适应海洋环境而产生了进化所留下的痕迹。
另一方面，有尾和刺状微体化石中发现的突起结构被认为有利于运动和扩大获取营养的范围、以及与其他个体之间授受营养，这些都符合形态高度进化的真核生物的特征。由于其大小和细胞膜特征不符合目前对真核生物的定义，因此还不能断定这些就是真核生物的微体化石，但首次明确了原核生物在19亿年前的时代已经完成了在功能方面与真核生物相似的进化。
笹木研究员表示：“19亿年前，是地球历史上氧气浓度增加到最高水平之后的时代，也是我们的元祖——真核生物开始出现的时代。我们非常希望能够把那个动荡时代中尚不明确的生态系统具体化。虽然观察0.1毫米以下的微体化石非常不易，今后包括新型微体化石在内，我们希望通过进行微量金属元素的化学分析等，来确定具体的生物物种。明确当时的地质环境是如何作为促成类似此次发现的多种进化源动力的，从地质学角度揭示生命和地球共同进化的真相。”
【词注】
■叠层石：由蓝细菌等微生物和沙子等碎屑物多层叠积的层结构而形成的圆拱形岩石。多出现在浅滩及海水浅层等有光层。
■蓝细菌：放氧光合细菌。冈弗林特地层中发现的球状和丝状微体化石被认为是蓝细菌的近缘种。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Precambrian Research
论文：Evolutionary Diversification of Paleoproterozoic Prokaryotes: New Microfossil Records in 1.88 Ga Gunflint Formation
DOI：10.1016/j.precamres.2022.106798
