臨沂動物群：寒武紀(jì)演化的新窗口

發(fā)生于5.3億年前的寒武紀(jì)大爆發(fā)是一次前所未有的快速演化事件，它以門一級動物類群的出現(xiàn)和現(xiàn)代海洋生態(tài)系統(tǒng)的成形為顯著特點，在整個地球生命進(jìn)化史上具有重要的地位。近年來，新的化石庫不斷涌現(xiàn)，但由于寒武紀(jì)特異埋藏化石庫的時間和空間分布不均勻，大多數(shù)著名的寒武紀(jì)特異埋藏化石庫都集中分布在華南板塊和勞倫大陸。華北板塊在寒武紀(jì)時期是一個獨立塊體，具有獨特的構(gòu)造演化歷史。作為中國傳統(tǒng)“中寒武統(tǒng)”的標(biāo)準(zhǔn)地區(qū)，這里的寒武紀(jì)中期地層序列完整、化石豐富。近日，古生物學(xué)家在華北地區(qū)發(fā)現(xiàn)了一個距今約5.04億年的寒武紀(jì)特異埋藏化石庫，并將其命名為“臨沂動物群”。動物群軟軀體化石集中產(chǎn)出于寒武系張夏組盤車溝段下部的黑色與黃綠色頁巖中。根據(jù)其中的三葉蟲化石，判定該特異埋藏化石庫的時代是距今約5.04億年的寒武紀(jì)苗嶺世鼓山期（Drumian）早期，稍微晚于布爾吉斯頁巖生物群。目前已在臨沂動物群中發(fā)現(xiàn)了35個化石類群，極大地豐富了這一時期海洋生物與群落的多樣性面貌。組合中多樣性最高的類群是非三葉蟲節(jié)肢動物，而其中又以奇蝦類和莫里森蟲類最為引人注目。除節(jié)肢動物以外，多樣化的海綿動物和蠕蟲狀動物也值得深入研究。臨沂動物群中的化石大部分以軟軀體形式保存，且多保存了精細(xì)的解剖結(jié)構(gòu)（如附肢、眼睛、消化系統(tǒng)和剛毛等），為進(jìn)一步了解這些生物的解剖結(jié)構(gòu)提供了新信息。與其他經(jīng)典的布爾吉斯頁巖型特異埋藏化石庫相類似，臨沂特異埋藏化石庫中的軟軀體結(jié)構(gòu)也多以碳膜的形式保存在背景層與事件層交互出現(xiàn)的地層中，顯示了類似的埋藏學(xué)方式在軟軀體化石保存中的普遍性。（National Science Review,2022, nwac069）

琥珀內(nèi)的昆蟲都是木乃伊嗎？

琥珀是一種經(jīng)特異埋藏而形成的植物樹脂化石，內(nèi)部常保存著豐富多樣的生物遺體。被琥珀包裹的動物、植物和微生物保留著精美的生物結(jié)構(gòu)，其器官、組織甚至細(xì)胞形態(tài)都栩栩如生。琥珀內(nèi)含物通常被認(rèn)為是木乃伊化的生物遺骸或中空的軀殼，主要以干酪根化的有機(jī)物形式保存。最近，我國古生物學(xué)家與德國、美國、緬甸等多國學(xué)者合作，首次報道了鈣化和硅化的琥珀昆蟲，構(gòu)建出新的埋藏學(xué)模型，說明有機(jī)物形式并非琥珀內(nèi)含物的唯一保存方式，礦化作用在琥珀中也是存在的?？茖W(xué)家研究了白堊紀(jì)中期的緬甸克欽琥珀，其中包含一些常見的昆蟲類型，如：半翅目、鞘翅目、直翅目、蜚蠊目和脈翅目。分析發(fā)現(xiàn)，礦化的昆蟲標(biāo)本主要由方解石、微晶石英（玉髓）和粗晶石英組成，礦物占據(jù)了許多軟組織位置，置換了生物結(jié)構(gòu)，并作為膠結(jié)物填充在生物體內(nèi)。許多昆蟲以鈣化形式保留了完整的復(fù)眼、精細(xì)的外骨骼角質(zhì)層結(jié)構(gòu)、清晰的皮膚感受器等。硅化的昆蟲中，有的以微晶石英形式保存了精美的身體結(jié)構(gòu)（如氣管、纖維狀結(jié)構(gòu)等），有的在腔體中填充著瑪瑙化的物質(zhì)（以微晶體排列在腔體壁上并以大晶體占據(jù)腔體中心）?？藲J琥珀中廣泛存在著內(nèi)含物鈣化和硅化的現(xiàn)象，科學(xué)家建立了克欽琥珀礦化內(nèi)含物的埋藏學(xué)模型：首先，樹脂的物理和化學(xué)性質(zhì)阻止了昆蟲的降解，直至其被埋藏在海洋沉積物中；其后，在埋藏壓實階段，樹脂產(chǎn)生大量的裂隙，使昆蟲暴露在參與成巖作用的孔隙水中，接觸到流體的昆蟲由于微生物作用發(fā)生腐爛降解，使內(nèi)含物周圍的流體和琥珀外部的流體之間產(chǎn)生明顯的地球化學(xué)梯度，引發(fā)鈣化和硅化的化學(xué)反應(yīng)；最后，克欽琥珀可能經(jīng)歷了構(gòu)造作用（存在白色薄方解石脈）以及風(fēng)化作用。樹脂和琥珀不是封閉的微環(huán)境系統(tǒng)，不同埋藏階段的流體（如沉積物孔隙水、成巖流體和地下水）可以進(jìn)入琥珀，影響琥珀內(nèi)含物的降解和礦化。這些過程控制了琥珀內(nèi)含物的保存質(zhì)量，并造成了埋藏學(xué)偏差，從而限制了琥珀保存的古生物信息的質(zhì)和量。（Geobiology,2022, 20(3):363-376）

貴州赫章發(fā)現(xiàn)早泥盆世早期蕨類化石

華南早泥盆世的植物化石大多具有鮮明的地方性特色，如云南坡松沖植物群報道過的28屬37種植物化石中超過70%的屬級單元都具地方性特征。除了云南地區(qū)，華南還報道了數(shù)個早泥盆世植物化石產(chǎn)地，如四川江油平驛鋪、江西崇義陽嶺、廣西蒼梧石橋等。近期，我國古植物學(xué)家通過研究貴州赫章的早期蕨類化石及其同層孢子，識別出了華南早泥盆世植物群中的新植物區(qū)系。這些植物化石產(chǎn)自貴州赫章草子坪剖面丹林組地層。工蕨綱緊貼扁囊蕨（Demersatheca contigua）的孢子囊穗為圓柱形，由四列交錯對生的孢子囊組成；真葉植物赫章少囊蕨（Pauthecophyton hezhangensis）的繁殖單元由成群的孢子囊組成，單個繁殖單元包含2—3個呈長紡錘形的孢子囊。孢子化石表明，丹林組的時代為早泥盆世布拉格期到早埃姆斯期，代表了濱海沉積環(huán)境。綜合分析可知，新產(chǎn)地貴州赫章屬于華南早泥盆世植物群四個區(qū)系（滇東亞區(qū)、貴州亞區(qū)、華夏亞區(qū)和四川亞區(qū)）中的貴州亞區(qū)，與滇東亞區(qū)和華夏亞區(qū)的早泥盆世植物群存在相同的植物分子，而這些相同的植物分子恰好沿著華夏與揚子塊體之間的陸表海邊緣分布。在華南早泥盆世植物從滇東亞區(qū)向華夏亞區(qū)散播的過程中，貴州亞區(qū)起到了重要的橋梁作 用。（Phil Trans Royal Soc B,2022, 377:20210312;RPP, 2022, 297:104561）

疑源類化石見證浮游生物革命

疑源類是一類有機(jī)質(zhì)壁微體生物化石，其殼壁成分類似于孢粉素，大多數(shù)早古生代疑源類化石被認(rèn)為是海生真核浮游生物的休眠孢囊（cyst），是古生代海洋浮游植物的重要組成部分?，F(xiàn)代海洋中，孢囊是浮游植物生命過程中重要的一環(huán)，在浮游藻類演化和海洋碳循環(huán)中具有重要意義。作為初級生產(chǎn)者，以疑源類為代表的浮游植物可能在古生代海洋生態(tài)系統(tǒng)的演化上起著非常重要的作用，有助于我們研究奧陶紀(jì)生物大輻射的啟動過程、奧陶紀(jì)生物大輻射與寒武紀(jì)生命大爆發(fā)之間的關(guān)聯(lián)以及寒武紀(jì)晚期的浮游生物革命（Plankton Revolution）。近期，我國科學(xué)家以中國已發(fā)表數(shù)據(jù)以及正在研究的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合沉積環(huán)境研究，對寒武、奧陶紀(jì)疑源類生態(tài)空間的變化進(jìn)行了深入探索。研究者以相對豐度為標(biāo)準(zhǔn)，選取了40多種優(yōu)勢形態(tài)類型，涉及華南、華北以及塔里木三大板塊的60多個剖面。將選取的疑源類優(yōu)勢類群按照其古環(huán)境分布進(jìn)行投圖可發(fā)現(xiàn)，疑源類生物的生態(tài)空間在寒武紀(jì)到奧陶紀(jì)期間存在從近岸環(huán)境向遠(yuǎn)離海岸方向拓展的趨勢，并且在寒武—奧陶紀(jì)界線附近轉(zhuǎn)變得最為顯著。該發(fā)現(xiàn)為“奧陶紀(jì)浮游生物革命”的開始與發(fā)展提供了證據(jù)。此外，疑源類形態(tài)類型從寒武紀(jì)早期以具有簡單紋飾和簡單突起的形態(tài)類型組合，演變?yōu)樵纭⒅袏W陶世具有非常復(fù)雜形態(tài)的高度多樣化組合；到了中、晚奧陶世時期，復(fù)雜的疑源類類群占據(jù)了相當(dāng)部分區(qū)域的海洋生境，形成了與現(xiàn)代單細(xì)胞藻類相似的分布模式。（Phil Trans Royal Soc B,2022, 377, 20210035）

云南發(fā)現(xiàn)尾巴最長的腫肋龍

腫肋龍類化石最早發(fā)現(xiàn)于歐洲阿爾卑斯中三疊世海相地層中，中國最負(fù)盛名的腫肋龍化石是胡氏貴州龍。中國古生物學(xué)家近日在云南紅河州瀘西縣中三疊世早期的海相地層中發(fā)現(xiàn)了一種新型腫肋龍化石——長尾紅河龍。它所生活的時代比貴州龍早400萬年，與歐洲的腫肋龍類更為接近，代表了我國腫肋龍科最古老的化石證據(jù)。紅河龍全長47厘米，體形像水生蜥蜴，超長的尾巴尤其特別，是目前世界上尾巴最長（由69塊脊椎骨組成）、脊椎骨總數(shù)最多（121塊）的腫肋龍類。二疊紀(jì)末生物大滅絕之后，海洋生態(tài)系統(tǒng)在三疊紀(jì)發(fā)生了重大變革，爬行動物在海洋環(huán)境中輻射演化，形成了以魚龍類、海龍類和鰭龍類（包括楯齒龍類、腫肋龍類、幻龍類、蛇頸龍類）等為代表的海生爬行動物支系。華南三疊系的海相地層分布廣泛，保存有數(shù)量多、門類豐富的海生爬行動物化石，為研究當(dāng)時海洋生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成、食物網(wǎng)和營養(yǎng)級提供了良好的條件。紅河龍與以前發(fā)現(xiàn)的烏蒙龍和黔西龍相似，但是它的牙齒外表面比較光滑、齒冠沒有明顯的膨大，這可能反映了它們之間的食性差異。（Scientific Reports,2022, 12:7396）