来自中国南方豆山托组磷灰岩的埃迪卡拉纪珊瑚藻类（红藻）三维重构

古老的海藻与早期复杂生命的故事

在带壳和有骨骼的动物大规模占据海洋之前很久，地球的海洋里已经存在着出人意料的复杂海藻。本研究揭示了一种新的化石红藻——中国古藻（Vetusceramium sinense），该化石在中国南方以卓越的三维细节被保存下来。通过用强力X射线成像窥视这些嵌入岩石的微小植物，科学家表明，复杂的海藻结构——因而复杂的多细胞生命——早在超过五亿年以前就已演化出，比著名的寒武纪动物大爆发早得多。

通往深远时代的特殊窗口

这些化石产自豆山托组，该组沉积于约6.35亿到5.51亿年前的浅海环境。在该区域，海底沉积物富含磷酸盐，这种矿物能迅速包裹并充填软组织。迅速的矿化在组织腐烂之前就将其固定，使贵州省翁安地区成为研究早期复杂生命的世界级档案库之一。新发现的藻类产于该组中较暗、富有机质的地层，在那里温和的埋藏和化学条件有利于保存完整的小型有机体，而不仅仅是它们的坚硬外壳。

以三维展示微小海藻

研究团队使用同步辐射X射线断层扫描，这是一种超高分辨率的三维扫描技术，在不破坏磷灰岩小块的情况下观察其中结构。扫描显示了一个微小但结构优雅的海藻体，长约四分之一毫米。它呈细长圆柱状，尖端狭窄、基部较粗，类似某些现代红藻的生长端。通过逐层重建化石，研究者能够区分若干层套叠的组织，甚至分辨出单个细胞之间的隔膜。

一种出人意料的复杂藻体结构

在每个微小圆柱内部，科学家发现了由堆叠细胞组成的大中央管，外围包绕着较细的丝状构造和外层皮样组织。中央细胞被厚重的横墙分隔，这些横墙在壁间处向外喇叭状张开。在若干部位，影像显示穿过这些横墙的小通道——这些结构与现存红藻中连接相邻细胞的“孔连”非常相似。在中央轴周围，细小的丝状体分枝并交织成支撑网络，其排列从基部到顶端发生变化，暗示既有力学支撑也有利于光合作用的高效光捕获。

将埃迪卡拉纪化石与现代红藻联系起来

单一主轴、周围冠状的丝状体以及可能存在的孔连这些组合特征，与现代红藻中多样且构造复杂的珊瑚藻目（Ceramiales）的结构高度呼应。然而，该化石未保存下来生殖器官，而这些器官对于将其明确归入现代系统发育关系至关重要。因此，作者将Vetusceramium解释为一种“茎系”形式——一种位于现代珊瑚藻目外侧但已展示出许多典型特征的早期亲缘体。这一发现将类似珊瑚藻目的体制推回到埃迪卡拉纪晚期，比稀疏的化石记录单独显示的时间早上数亿年。

排除其他生命形式的可能性

这些管状结构可能属于其他类型的生物吗，例如海绵、蠕虫，或绿藻和褐藻？作者对Vetusceramium与多种候选者进行了仔细比较。与海绵不同，化石中未见用于滤食的孔隙。它们也缺乏某些早期海藻的钙化骨架，且内部组织模式与绿藻或褐藻不相符。相反，厚细胞壁、中心轴细胞和可能的孔连这一稳定并一致的特征组合——这是红藻所特有——强烈指向红藻的身份。

这株古老海藻为何重要

这株化石海藻表明，精细的多细胞构造早在动物兴起之前就已形成。该发现证实，具复杂内部连通结构和专门化组织的红藻在埃迪卡拉纪海洋中早在5.8亿年以上就已繁盛。这类生物会参与产氧、构建海底栖息地，并帮助塑造海洋化学环境。通过将这些藻类保存为三维结构，直至单个细胞壁，豆山托岩层为科学家提供了前所未有的视角，揭示了早期海藻如何构建自身，连接了简单微生物垫与随后出现的丰富大型生命之间的演化断层。

引用: Du, W., Wang, X., Wang, Y. et al. Three-dimensional reconstruction of ediacaran ceramiales (Rhodophyta) from the phosphorite doushantuo formation, South China. Sci Rep 16, 9935 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42410-5

关键词: 埃迪卡拉纪红藻, 豆山托化石, 多细胞性, 同步辐射断层扫描, 早期海洋生态系统