時光膠囊中的"靜子花"

一百四十年前，達爾文對于被子植物在白堊紀(jì)中期突然大量的出現(xiàn)百思不得其解，因為按照他的理論，一切類群都應(yīng)該有一個從少到多的發(fā)展過程，顯然被子植物的突然大量出現(xiàn)對他來說是個難以解釋的"討厭之謎"。經(jīng)過了上百年的研究，人們發(fā)現(xiàn)在達爾文所關(guān)注的時代之前的早白堊世甚至侏羅紀(jì)都有被子植物，被子植物的起源時間應(yīng)當(dāng)更早。既然被子植物起源不在那個世代，那么困擾當(dāng)年困擾達爾文的到底是什么現(xiàn)象？近期，研究者報道了一件在9900萬年前的緬甸琥珀中發(fā)現(xiàn)的靜子花(Lijinganthus revoluta)化石，為人們了解達爾文的"討厭之謎"提供了一個新的見解。該化石保存精美、完整，具有被子植物完全花的花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊，是十分典型的核心真雙子葉植物的五瓣花。這個化石連同時代相近的其他真雙子葉植物的花、果化石一起告訴人們，在大約一億年前的時候真雙子葉植物突然大量出現(xiàn)在地球上。雖然真雙子葉植物的三溝型的花粉，其最早記錄大約在1.25億年前，但是它們當(dāng)時在植被中并沒有形成氣候。經(jīng)過了大約2千萬年的演化，真雙子葉植物才真正站穩(wěn)腳跟，在大約1億年前的早晚白堊世之交（俗稱中白堊）大量出現(xiàn)，伴隨著這個變化的是買麻藤類和本內(nèi)蘇鐵的大幅衰退。因此，當(dāng)年達爾文在化石記錄中看到的并不是"被子植物起源"，而很可能是這次真雙子葉植物的大量爆發(fā)。（Scientific Reports2018，8:16765）

華南可能是節(jié)肢動物起源中心

節(jié)肢動物是現(xiàn)今地球上最大一個動物門類，蚊蠅、蝦蟹、蜘蛛等都是人們熟知的節(jié)肢動物。現(xiàn)代與節(jié)肢動物親緣關(guān)系最接近的是兩類鮮為人知的、具有葉瓣狀附足的動物，包括有爪動物（俗稱櫛蠶或天鵝絨蟲）和緩步動物（俗稱水熊），它們也被稱為現(xiàn)代葉足動物。節(jié)肢動物的"根"在哪？它們祖先長什么樣？學(xué)術(shù)界還沒定論。華南地區(qū)的化石產(chǎn)地澄江生物群、關(guān)山生物群、小石壩生物群都發(fā)現(xiàn)了保存完好的寒武紀(jì)葉足動物化石，它們?yōu)榻鉀Q節(jié)肢動物起源難題提供了寶貴線索。許多科學(xué)家認(rèn)為，現(xiàn)代葉足動物和節(jié)肢動物可能都起源于這些寒武紀(jì)海洋中的毛蟲狀葉足動物。近期，研究者分析了大量化石證據(jù)后，發(fā)現(xiàn)了澄江生物群中葉足動物的新成員——"洪堡溫和步行蟲"(Lenisambulatrix humboldti)。洪堡溫和步行蟲的軀體有分節(jié)、呈管狀，與蠕蟲類似，且每個體節(jié)都有一對附肢。新物種軀體只有一端得以保存，且并未發(fā)現(xiàn)如眼睛、嘴巴或觸須這些可以確定此端為頭部的顯著特征新葉足動物的發(fā)現(xiàn)，展現(xiàn)了早期葉足動物表皮演化的兩個極端——滇蟲演化出"甲胄戎裝"，而溫和步行蟲仍"赤身裸體"，這表明，早期葉足動物形態(tài)的多樣性比我們想象的還要豐富。新物種的發(fā)現(xiàn)不但展示了葉足動物演化的多樣性，也進一步指明葉足動物乃至節(jié)肢動物起源的中心可能就在華南地區(qū)。（Scientific Reports 2018，8:1-10）

5億多年前的"葉子"原來是動物

古生物學(xué)對遠(yuǎn)古生命探索并沒有想象中那么浪漫和簡單，化石往往零星而破碎，損失掉了大部分信息。找到一種生活在一億年前的生物殘骸無疑能夠令人興奮，盡管對恐龍和許多植物的辨認(rèn)相對來說比較容易，但來自更久遠(yuǎn)的生物卻讓古生物學(xué)家百思不得其解。埃迪卡拉紀(jì)是地球上最早出現(xiàn)大型生物的時候，當(dāng)時生活著很多有點像是巨型葉子的生物，其長度可達2米。雖然研究者對它們進行了多年的研究，但仍舊無法確定其究竟是植物還是動物或介于兩者之間。美妙春光蟲（Stromatoveris psygmoglena）就是這些生活在6.35億至5.42億年前的神奇生命的代表。近期，研究者通過對發(fā)現(xiàn)于云南澄江縣的200多塊美妙春光蟲化石進行深入研究，證明它們可能是來自動物王國的一個全新的門以及分類單元，它們要比簡單的海棉復(fù)雜，但卻不如那些擁有完整消化系統(tǒng)的動物先進。但這些動物看起來似乎沒有進化成其他我們目前已知的生物，它們很有可能在繁榮了幾千萬年后遇上了使其滅絕的障礙。（Palaeontology2018，61：813-823）

塔里木盆地發(fā)現(xiàn)最早的多鰓魚類

盔甲魚類是古生代中期無頜類的主要類群，主要分布于我國境內(nèi)以及越南北部。長期以來，人們一直認(rèn)為它們生活在近岸濱海環(huán)境，為底棲魚類，而近年來盔甲魚類的一系列新發(fā)現(xiàn)表明盔甲魚類的生活方式可能比原來想象的要復(fù)雜的多，如2015年在云南昭通早泥盆世發(fā)現(xiàn)的裂甲魚具有流線形體型，指示了一些盔甲魚類可能開始了一種主動游泳的生活方式，具有更加主動的取食行為。近期，研究者報道了一種產(chǎn)自中國新疆塔里木盆地志留系的最早的多鰓魚類——鋸齒寬腹魚（Platylomaspis serratus），將多鰓魚類的起源由早泥盆世提前至志留紀(jì)蘭多維列世，向前推進了大約兩千萬年。同時，將多鰓魚類的古地理分布從原來的華南板塊擴展到塔里木板塊，證明兩大板塊在志留紀(jì)早期曾經(jīng)離得的很近，具有非常重要的古地理意義。鋸齒寬腹魚與廣西南寧泥盆系新發(fā)現(xiàn)的曾氏南寧魚（Nanningaspis zengi）,以頭甲邊緣具有寬闊的腹環(huán)，前緣引長為吻突為主要鑒定特征，系統(tǒng)發(fā)育分析表明它們與云南早泥盆世古木魚的親緣關(guān)系較近，并一起聚合成多鰓魚類一個新科——古木魚科,代表了多鰓魚目的最原始類群。鋸齒寬腹魚和曾氏南寧魚具有許多與現(xiàn)代鰩類平行進化的特征，很可能代表了盔甲魚類一種新的生活方式——半埋藏的生活方式。新的生活方式使盔甲魚類能夠更好的隱藏自己，躲避捕食者，可能得益于這種新的生活方式，古木魚科成為盔甲魚亞綱中生存時間最長的一個支系。（PLoSONE 2018，13(9):e0202217）

周口店"北京猿人"遺址的洞熊化石

洞熊和它的祖先類型德寧格爾熊是第四紀(jì)歐洲的標(biāo)志化石物種，也是人類最早認(rèn)識到的化石物種之一。這種巨大的熊類曾經(jīng)遍布?xì)W洲，并以喜好在洞穴中居住而著稱。在100多萬年的演化歷史中，洞熊與古人類開展了無數(shù)次爭奪洞穴的戰(zhàn)爭，最后以洞熊在17000年前徹底滅絕而結(jié)束。洞熊世代生活在山洞中，靠冬眠以熬過漫漫寒冬。著名古生物學(xué)家柯登著有《洞熊的故事》一書，詳細(xì)地描述了洞熊的習(xí)性，種群結(jié)構(gòu)等信息，使得洞熊成為人們最了解的第四紀(jì)動物之一。雖然洞熊在歐洲地區(qū)曾經(jīng)盛極一時，但在亞洲的記錄卻寥寥無幾，而東亞地區(qū)的記錄則更加稀少而值得懷疑?？碌窃?jīng)聲明，東亞地區(qū)應(yīng)該不存在洞熊。和洞熊稱王稱霸的歐洲不同，東亞地區(qū)是洞熊的兄弟——棕熊的天下。在北京人遺址——周口店地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量的棕熊化石，似乎證明了這一點。然而事實上，裴文中先生在最初描述周口店的食肉動物化石的時候，就指出一些個體較大的熊類，和歐洲的洞熊有些接近，雖然沒有那么典型，但是可以歸入洞熊。但這些化石是否真屬于洞熊類，80多年來從未有人做專題探討，而東亞是否曾經(jīng)有洞熊分布也成了一個懸而未決的問題。近研究者對館藏于中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所和周口店博物館的大型熊類化石做了系統(tǒng)回顧，并識別出其中幾件標(biāo)本毫無疑問屬于洞熊類。根據(jù)與歐洲相關(guān)化石的詳細(xì)對比，研究者確定中國的洞熊化石屬于德寧格爾熊。洞熊演化速度極快，歐洲的學(xué)者根據(jù)不同的種群及其時代對應(yīng)，可以將洞熊演化的時間分辨率精確到10-20萬年。根據(jù)這種對比，周口店第一地點的洞熊其年代和可能介于50-70萬年之間。周口店的洞熊和歐洲同時期的洞熊類相比，最明顯的不同是有著極其粗壯的掌骨。這一特征在歐洲通常在晚更新世才出現(xiàn)，并被認(rèn)為是和發(fā)掘，攀爬能力相關(guān)。周口店洞熊的這一特征顯示東亞的洞熊和歐洲的洞熊可能在生態(tài)適應(yīng)上可能存在差異。值得注意的是，洞熊雖然的確曾經(jīng)在東亞生存過，但是沒有棕熊那么繁盛，這種情況和歐洲正好相反。（Quaternary Science Reviews2018,199：1-17）

軟舌螺與腕足動物是近親

軟舌螺動物是地球上出現(xiàn)最早的、具礦化外殼的兩側(cè)對稱動物代表，是古生代海洋中的常見類群，在寒武紀(jì)尤為繁盛。該類動物具有特征的鈣質(zhì)錐狀管殼及口蓋，由直管螺類和軟舌螺類兩大亞群組成，其中后者錐殼內(nèi)伸出一對彎曲的附肢。由于缺乏軟體組織等解剖學(xué)信息，軟舌螺類在動物系統(tǒng)樹中的位置長期處于爭論和未定狀態(tài)。通常被認(rèn)為屬于軟體動物門，或者一個與星蟲動物門有親緣關(guān)系的獨立動物門。近來，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)大量保存觸手結(jié)構(gòu)的軟舌螺類化石，提出軟舌螺動物與觸手冠類帚腕動物超門具有親緣關(guān)系，但其準(zhǔn)確的分類位置仍尚無定論。近期，研究者在距今5.18億年前的澄江生物群中首次發(fā)現(xiàn)的"云南肉莖螺"屬于直管螺類，通過始端肉莖狀結(jié)構(gòu)營底棲固著和濾食的生活方式。"云南肉莖螺"的始端固著結(jié)構(gòu)與腕足動物的肉莖特征極為相似，且兩側(cè)對稱的口蓋和錐殼可與腕足動物背腹殼類比。軟舌螺動物為單系群，與腕足動物門相似，兩者均具有固著的肉莖結(jié)構(gòu)、雙瓣殼身體構(gòu)型、封閉的過濾腔及分化的絞合區(qū)等特征。但因其缺少腕足動物的共源性狀，如幼體階段胎殼上的剛毛及固著結(jié)構(gòu)、成體階段的低絞合面（假鉸合面），以及鞍形卷曲的觸手冠等特征，因而難以歸入腕足動物門，可能屬于腕足動物祖先類型。軟舌螺動物及腕足動物可能均由寒武紀(jì)早期出現(xiàn)的托莫特殼類演化而來，且肉莖結(jié)構(gòu)為單系起源；而此前被賦予重要演化意義的殼壁細(xì)管狀結(jié)構(gòu)及殼疹結(jié)構(gòu)，在帚腕動物超門中則為多系起源。同時，該研究還顯示具肉莖的"云南肉莖螺"屬于軟舌螺動物的原始類型，后期的軟舌螺類及其他直管螺類均失去了肉莖及盤狀胎殼特征。（Proc.R.Soc.B 20181780.）