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沟鞭藻为单细胞的原始的海洋生物。古生物学家根据形态特征，超微结构和生物化学信息认为沟鞭藻可能在前寒武纪时已存在，并推测古生代疑源类可能是现代沟鞭藻的先祖，但确凿的沟鞭藻囊孢的化石记录始于晚三叠世。生物标志物以分子化石的形式记录了沟鞭藻的起源及演化历史。在古生代及前寒武纪地层中甲藻甾烷及三芳沟鞭藻的检出，建立了沟鞭藻与其古代先祖（疑源类）的联系，提供了沟鞭藻先祖前寒武纪存在的证据。