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【中国科学报】介形类:解开大谜团的小动物
2018-08-01 | 编辑: | 【

2018年8月1日 来源:中国科学报 张文静

  

   在辽阔的松辽平原,一支由中科院南京地质古生物研究所、中国地质大学(北京)和美国哥伦比亚大学研究人员组成的科考队正在一丝不苟地搜寻着一种动物的踪迹。这种动物的个头极其微小,仅有0.5至2毫米长,身体被两瓣钙质介壳包裹,具铰合构造,壳瓣可以自由开闭,很像是一个小小的贝壳。它的学名叫介形类。 

  “找到了!”随着一声低呼,研究人员终于在沈家屯地区露头剖面发现了介形类化石。自此,沈家屯地区的沉积序被列为晚白垩世嫩江组的沉积,而非地质填图所标示的第四纪沉积。 

  “松辽平原地势平坦,加之沈家屯剖面出露较短,所以很容易错过。我们也是在第二次进入松辽盆地后,才在中国地质大学席党鹏老师带领下发现介形类化石。”中国科学院南京地质古生物研究所副研究员王亚琼告诉《中国科学报》记者。 

  陆相生物地层标识物 

  从大约4.8亿年前的奥陶纪开始,地球上就有介形类出没了。如今,介形类化石广泛分布于全球奥陶纪至第四纪的地层中。 

  “因为介形类有钙质外壳,相较于动物软体组织更易降解来说,前者更易保存为化石。所以也相对更容易被科学家发现。”王亚琼介绍道。而且,每次发现时,介形类化石的个体数量都很大。 

  介形类化石不仅数量多、分布广泛,而且一些特定的种类只会出现在特定的地史时期。“侏罗纪和白垩纪时,我国大部分地区受构造运动影响隆起为陆地,并伴有大量的陆相沉积。于是,作为陆相沉积中最为常见的一种化石,介形类化石便成为了非常重要的标准化石,常常被用来判定地层的年龄,也就是沉积时代。”王亚琼说。 

  而在文章开始的一幕,王亚琼等人之所以选择松辽盆地寻找介形类化石,是因为即使在早白垩世晚期全球大海侵的背景下,松辽盆地依然保存了全球最为完整的陆相白垩纪沉积地层。海侵是指在相对短的地史时期内,因海面上升或陆地下降,造成海水对大陆区侵进的地质现象。海侵会造成陆相沉积物断代,取而代之的是海相沉积物增加。“松辽盆地完整的白垩纪陆相沉积地层,为陆相白垩纪研究提供了很好的研究资料。”王亚琼表示。 

  此次科考过程,让研究人员明确了沈家屯地区的沉积序列为晚白垩世嫩江组的沉积而非地质填图所标示的第四纪沉积。而且,研究人员还对嫩江组介形类动物群进行了全面的系统厘定,并识别出一些介形类分子的个体发育及性二型现象。 

  王亚琼等研究人员在松辽盆地嫩江组的地层中只发现了金星介超科(Cypridoidea)的化石,并未发现达尔文介超科(Darwinuloidea)和浪花介超科(Cytheroidea)的化石。金星介超科的介形类大多拥有休眠卵。“具有休眠卵的介形类非常‘聪明’,当环境变化不利于孵化或生存时,卵会呈现休眠状态。当卵再次遇到适宜的环境时,就会孵化。而且,它可以进行单性繁殖,即只要有一个雌性个体就能发展成一大群。并且,休眠卵也极易被各种动物携带,进行远距离传播。”王亚琼说。 

  相对而言,另外两种不具备这种功能的超科的介形类就没那么幸运了,它们并没有在嫩江组的地层中被发现。因此,研究人员得出结论,松辽盆地在嫩江组沉积时期水体波动性大且与外界缺乏水系沟通,导致了达尔文介超科和浪花介超科无法生存或无法扩散至此。“不过这一结论还在探讨中,我依然在寻找更充分的证据,以支持这一结论。”王亚琼补充道。   

 

  不断被“曝光”的介形类 

  今年1月,中国、奥地利和加拿大等国的古生物学家在维也纳宣布,他们在一枚距今约一亿年的白垩纪琥珀中首次发现介形类。参与此次研究工作的中国地质大学(北京)副教授邢立达在接受媒体采访时表示,作为典型的水生动物,介形类在琥珀中非常罕见,不过目前仅有的介形类琥珀记录都出现在新生代,如俄罗斯的始新世琥珀、墨西哥的中新世琥珀。但1月份发表的介形类是中生代琥珀首次记录该类动物,而且,它还具有巨大的体型。 

  今年2月,中科院南京地质古生物研究所助理研究员宋俊俊与中国地质大学(武汉)、法国皮埃尔和玛丽·居里大学等单位的专家合作,分析了在西准噶尔晚泥盆世洪古勒楞组下段产出的介形类组合特点,最终得出结论,在多岛洋环境背景中,介形类的生态受环境影响显著,更具多样性。综合分析表明,水动力是洪古勒楞组介形类生态分布的主要控制因素,盐度变化也是影响因素之一。这项研究填补了古生代活动大陆边缘介形类古生态研究的空白,提高了西部艰苦地区的基础地质研究程度,为西准噶尔地区矿产资源的寻找和勘察提供科学支撑。 

  “介形类化石真的很重要。它对恢复古环境、重建古地理具有重要意义,对油气勘探工作有积极的指导作用。”王亚琼说。目前,国际大洋发现计划的多个航次在全球不同海域开展工作,它们的研究涉及地球科学的方方面面,“香港大学有个日籍教授的科研团队多次参与大洋钻探中介形类的研究。我们也希望加入到大洋发现计划中去,因为介形类化石可以帮助恢复古环境古气候”。 

  看见“小家伙”就高兴 

  介形类如此重要,但王亚琼在读研时还没有意识到,她后来选择研究介形类纯属“偶然”。“当时我跟着沙金庚老师进行古湖泊古生态系统的研究,涉及的内容包括各种湖相生物。其中腹足类、双壳类等都已有人在做,最后只剩下介形类,于是我就开始了介形类的研究。”王亚琼回忆道。 

  从那时起,王亚琼就“爱”上了这个只能通过显微镜和电子扫描镜才能看清的“小家伙”。 

  “我现在看到漂亮的化石就很高兴,不亚于追星族看到明星。”王亚琼开玩笑说。为了让化石呈现出最完美的状态,她会用缝衣针甚至超细的医用针为介形类做“美容”。一位奥地利介形类专家曾经说过:“做介形类研究,特别是做系统分类研究的人,如果花心思就会成为一个优秀的艺术家。因为当很多年过后,大家看着你的描述搭配着精美的化石图片,那就是个艺术品啊。”这句话令王亚琼印象深刻,且深受感动,同时也被激励着,“这是对我工作的肯定”。 

  也因为这份热爱,王亚琼希望更多的人加入到介形类的系统分类研究工作中:“地质学也已进入大数据时代,系统分类研究是为大数据研究提供基础数据的。只有将基础完善得最接近真实,大数据分析结果才更为可靠。” 








 
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