科研进展
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《白垩纪陆相地层学与陆地生态系统演化》专辑出版近期，由中国科学院南京地质古生物研究所研究员李罡、副研究员王亚琼联合中国地质大学（北京）教授席党鹏，在国际地质学期刊《白垩纪研究》（Cretaceous Research）共同组织的专辑“Cretaceous Non-marine stratigraphy and terrestrial ecosystem evolution”完成出版。近期，由中国科学院南京地质古生物研究所研究员李罡、副研究员王亚琼联合中国地质大学（北京）教授席党鹏，在国际地质学期刊《白垩纪研究》（Cretaceous Research）共同组织的专辑“Cretaceous Non-marine stratigraphy and terrestrial ecosystem evolution”完成出版。该专辑共收录了来自中、日、韩、欧、美等多个国家和地区地学同行的研究论文及综述共21篇。专辑聚焦白垩纪陆地生态与构造演化，通过多学科交叉研究，揭示东亚及邻区在白垩纪关键时期的古环境、古生态与盆地动力学过程。研究以东亚为核心，结合国际对比案例，运用同位素年代学、碎屑锆石物源分析、古生物学与沉积学等手段，深入探讨了裂谷-坳陷转换期的地层格架、古气候变迁、生物群交互与构造-沉积响应，为理解白垩纪陆地生态系统演变及区域地质背景提供了重要实证。本专辑是国际地球科学计划IGCP 679项目的集成成果。专辑相关信息：Cretaceous Non-marine stratigraphy and terrestrial ecosystem evolution,Cretaceous Research. https://www.sciencedirect.com/special-issue/10HHZ83RC8K.专辑网页截图302025-12 -
辽西热河生物群发现首例真菌化石记录近期，由中国科学院南京地质古生物研究所研究员王永栋及沈阳师范大学古生物学院教授田宁等科研人员组成的联合研究团队，报道了在辽西白垩纪热河生物群中发现的真菌寄生及宿主防御化石证据，代表了热河生物群首例真菌化石的记录。相关研究成果以“A 120-million-year-old fungal parasite from the Cretaceous Jehol Biota”（白垩纪热河生物群距今约1.2亿年的寄生性真菌）为题发表在国际综合类学术期刊《Science Bulletin》（科学通报）。真菌是现代陆地生态系统的重要参与者，它们在维持整个生态系统的物质循环、能量流动和结构稳定等方面发挥着关键作用。此外，真菌通过腐生、寄生和共生等多种方式与陆生植物建立了复杂的生态关系。然而与地史时期丰富的植物和动物化石相比，真菌化石尤其是寄生性真菌的化石记录较为少见。辽西早白垩世“热河生物群”是世界知名的化石宝库，尤以产出保存精美的各门类化石而著称于世，为探究早期被子植物起源、鸟类起源及哺乳动物早期演化等重大生物演化事件提供了重要化石证据，是揭示现代陆地生态系统起源与演化的关键窗口。然而长期以来，热河生物群中一直没有真菌化石的研究报道。近期，由中国科学院南京地质古生物研究所研究员王永栋及沈阳师范大学古生物学院教授田宁等科研人员组成的联合研究团队，报道了在辽西白垩纪热河生物群中发现的真菌寄生及宿主防御化石证据，代表了热河生物群首例真菌化石的记录。相关研究成果以“A 120-million-year-old fungal parasite from the Cretaceous Jehol Biota”（白垩纪热河生物群距今约1.2亿年的寄生性真菌）为题发表在国际综合类学术期刊《科学通报》（Science Bulletin）。研究团队在辽西北票地区黑城子盆地下白垩统义县组地层，发现了解剖特征保存完好的松柏类植物木化石-金刚山原始罗汉松型木（Protopodocarpoxylon jingangshanense Ding）（图1），其解剖结构（南洋杉型径向纹孔、罗汉松型交叉场纹孔）与现生罗汉松科植物相似。该木化石中发现了大量保存精美的具有横隔膜和锁状联合（Clamp-connection）特征的典型菌丝结构（图2-3），表明其系统学关系属于担子菌类的真菌化石。这些菌丝通过两种方式在宿主组织中扩散：一是穿透管胞壁形成孔洞，二是通过径向纹孔和交叉场纹孔，在管胞腔中可形成复杂分支网络。菌丝上还附着有疑似厚垣孢子的球状结构，为无性繁殖结构。值得关注的是，在受侵染的宿主木材中还发现了大量侵填体（Tylosis）结构（图2-3）。现代植物-真菌互作研究表明，侵填体是一种由宿主抵抗寄生性真菌侵染而形成的生理防御结构。据此推断，该真菌化石在生态功能上属于寄生性真菌。这是该团队今年在辽西侏罗纪木化石中发现最古老蓝变真菌化石之后（发表在National Science Review），在中生代木材真菌化石领域的又一项重要研究进展。本研究发现的担子菌门真菌寄生罗汉松科植物的化石，表明 1.2 亿年前就存在这种寄生关系，为研究当时植物与真菌的相互作用提供了直接证据，有助于了解植物的防御机制和真菌寄生策略的演化。该发现不仅是热河生物群首次发现的真菌化石记录，也是白垩纪首例真菌化石与侵填体共存的证据，填补了侏罗纪与新生代之间相关记录的空白。本研究也表明，真菌化石在白垩纪陆地生态系统中的扮演着重要的角色，提供了白垩纪木材对寄生真菌产生生理防御响应的可靠证据，深化了对早白垩世陆地生态系统中植物-真菌相互作用的认识。田宁为该论文第一作者及共同通讯作者，王永栋为共同通讯作者；德国森肯堡自然历史博物馆谢奥伟博士，中国地质科学院研究员蒋子堃、博士生郝瑞莹及贵州大学博士生李芳雨等共同参与该项研究。该研究得到国家自然科学基金面上项目、重点项目、基础科学中心项目及辽宁省“兴辽英才”计划项目联合资助。论文相关信息：Tian Ning*, Xie Aowei, Wang Yongdong*, Jiang Zikun, Li Fangyu, Hao Ruiying, 2025.A 120-million-year-old fungal parasite from the Cretaceous Jehol Biota. Science Bulletin, 70(24): 4170-4172, https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.08.014.图1.辽西下白垩统义县组金刚山原始罗汉松型木（Protopodocarpoxylon jingangshanense Ding）木材化石的解剖特征（a-c为横切面、d-j为径切面，k-m为旋切面）图2. 木化石内含真菌菌丝化石（a-e）及不同发育阶段的侵填体化石（f-q）图3.辽西白垩纪木材结构特征、寄生性真菌丝化石及侵填体化石292025-12 -
《澄江动物群：见证地球生命大爆发的化石自然遗产》专著出版近日，由中国科学院院士、中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎领衔的作者团队历时五年编撰的专著《澄江动物群：见证地球生命大爆发的化石自然遗产》由江苏凤凰科学技术出版社正式出版。全书共768页，90万字，对澄江动物群发现四十年来的珍贵化石标本收藏、野外科考记录、档案资料和科研成果进行了全景式系统总结。近日，由中国科学院院士、中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎领衔的作者团队历时五年编撰的专著《澄江动物群：见证地球生命大爆发的化石自然遗产》由江苏凤凰科学技术出版社正式出版。全书共768页，90万字，对澄江动物群发现四十年来的珍贵化石标本收藏、野外科考记录、档案资料和科研成果进行了全景式系统总结。澄江动物群由南京古生物所科学家在1984年于云南澄江发现，是距今约5.18亿年前寒武纪早期的顶级特异埋藏化石群。澄江动物群的化石发现和研究表明，包括脊索动物在内的几乎所有现生动物门类在寒武纪早期极短的地质时间内爆发式地出现，见证了自达尔文以来困扰科学界的“寒武纪（生命）大爆发”百年之谜的真实性和突发性。澄江动物群产出了20余个动物门类、300多个物种的化石，保存了包括消化和神经系统、感觉和运动器官等栩栩如生的软躯体生物学结构，记录了相对完整的寒武纪动物群落面貌和复杂食物网结构，被誉为“二十世纪最惊人的科学发现之一”。澄江动物群中的化石发现和研究更新了对生命演化的认知，众多研究成果和认识收录于国内外演化生物学经典教材，曾先后荣获1997年中国科学院自然科学奖特等奖和2003年国家自然科学一等奖等系列殊荣。在中国科学院和云南省人民政府合作支持下，南京古生物所于1999年在澄江动物化石首发点帽天山设立集科研、科普、保护等功能为一体的澄江古生物研究站，二十余年来在面向世界前沿的基础研究、服务社会大众的科学普及、助力地方发展的遗产保护等方面上发挥了重要作用。以帽天山首发点为核心的“澄江化石地”，于2002、2012、2023年分别入选首批国家地质公园、联合国教科文组织世界遗产名录、国际地质科学联合会首批全球地质遗迹。为了全面展示澄江动物群的面貌和科学价值，专著分为两个部分，第一部分首先将澄江动物群与寒武纪大爆发联系起来，从介绍寒武纪大爆发的概念发展、化石证据、环境变化和生物过程出发，以地球-生命系统演化的视角系统阐述了澄江动物群的科学价值，而后分别对澄江动物群的研究历史、地质年代、环境背景、埋藏过程、保存特征和整体面貌进行了全面介绍；第二部分在对南京古生物所澄江动物群化石标本全面清理的基础上，精心选择了400 余幅精美化石图片，在最新动物系统树的分类框架下，系统图示和介绍了澄江动物群中21个门一级动物类群、137 种动物化石及其系统分类情况，并配有132 幅黑白线条复原图。附录中提供澄江动物群化石目录，收录澄江动物群化石271属327种的拉丁文学名、中文名和参考文献。该专著不仅具备地球科学和生命科学领域相关研究的科研人员和研究生参考工具书的功能，而且可以让大众读者欣赏澄江动物群化石的精美，增加对远古奇怪生命和生物演化的了解。专著研究成果得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金课题等科研项目的资助。图书出版得到国家出版基金项目、“十四五”时期国家重点图书出版专项规划项目、江苏省金陵科技著作出版基金的支持。专著出版信息：朱茂炎, 赵方臣, 曾晗, 黄迪颖, 李国祥, 罗翠. 2025. 澄江动物群: 见证地球生命大爆发的化石自然遗产. 南京: 江苏凤凰科学技术出版社.图书封面（介绍页面：https://mp.weixin.qq.com/s/ftr7K7IdLgLm1ci-KGczYA）252025-12 -
新一代高分辨率深时地球系统模型(CESM-SCION)揭示海退触发了晚古生代大冰期地球系统箱式模型是重建长时间尺度气候与环境演变、揭示地球系统运行机制的重要手段。为突破当前深时地球系统模型在时空分辨率上的限制，中国科学院院士、中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎团队的张莹刚博士，联合北京大学教授胡永云、袁帅博士，英国利兹大学教授Benjamin Mills、澳大利亚阿德莱德大学Andrew Merdith博士等中外学者，在气候–生物地球化学耦合模型（SCION模型）（中文综述见：张莹刚等，2023）的基础上，构建了新一代高时空分辨率的气候–生物地球化学耦合模型——CESM-SCION，将深时地球系统长时间尺度模拟的时空分辨率提升到了一个新的台阶，并利用该模型揭示出海退是触发晚古生代大冰期关键机制的新认识。该成果近期发表于自然指数期刊《地球物理研究通讯》（Geophysical Research Letters）上。地球系统箱式模型是重建长时间尺度气候与环境演变、揭示地球系统运行机制的重要手段。为突破当前深时地球系统模型在时空分辨率上的限制，中国科学院院士、中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎团队的张莹刚博士，联合北京大学教授胡永云、袁帅博士，英国利兹大学教授Benjamin Mills、澳大利亚阿德莱德大学Andrew Merdith博士等中外学者，在气候–生物地球化学耦合模型（SCION模型）（中文综述见：张莹刚等，2023）的基础上，构建了新一代高时空分辨率的气候–生物地球化学耦合模型——CESM-SCION，将深时地球系统长时间尺度模拟的时空分辨率提升到了一个新的台阶，并利用该模型揭示出海退是触发晚古生代大冰期关键机制的新认识。该成果近期发表于自然指数期刊《地球物理研究通讯》（Geophysical Research Letters）上。自20世纪80年代Berner等学者建立经典的GEOCARB碳循环模型以来，地球系统箱式模型从早期的零维生物地球化学箱式模型（如GEOCARB、COPSE模型），演变为陆地气候和硅酸盐风化在空间上可连续动态表达的SCION模型。尽管SCION模型实现了陆地硅酸盐风化的三维动态表达，但目前内置的气候模拟器（或气候数据集）受限于低空间分辨率，如同“近视眼”，难以精准捕捉深时地球表面复杂且非均一的风化过程，往往会忽略那些面积虽小但风化速率极高的风化“热点”，成为制约地球历史时期陆地硅酸盐风化作用和气温变化模拟工作进一步提升的关键技术瓶颈。针对SCION模型依赖于低时空分辨率（20–40 Myr，7.5°×4.5°）的FOAM（Fast Ocean and Atmosphere Model）气候数据集的缺陷，团队利用三维地球系统模式CESM（Community Earth System Model）输出的高时空分辨率气候数据集（图1），将时空分辨率提升至3.75°×3.75°和10 Myr），替换了原有的低分辨率气候模拟器，构建出新一代高分辨率气候–生物地球化学耦合模型（CESM-SCION），将深时地球系统长时间尺度模拟的时空分辨率提升到了一个新的台阶，实现了对陆地硅酸盐风化过程的高分辨率动态捕捉。为了验证新模型的可靠性，研究团队选取了显生宙持续时间最长的冰室事件——晚古生代大冰期（LPIA）作为“试金石”。在以往的研究中，尽管低时空分辨率的SCION模型考虑了维管植物登陆扩张和泛大陆的聚合造山等导致硅酸盐风化作用增强的机制，但始终无法复现出中-晚泥盆纪发生的温室气候向冰室气候的转变。而通过利用新创建的CESM-SCION模型，研究团队成功捕捉到了被以往模型所忽视的关键驱动机制——构造驱动的陆地面积变化对地球表层“可风化性”以及地表反照率的关键控制（图2）。模拟结果显示，泥盆纪中晚期，伴随着泛大陆的聚合，地球经历了一次长期的全球海平面下降（海退）。得益于分辨率的提高，新的CESM-SCION模型量化了这一过程的双重冷却效应，即：海退引起的全球大陆的暴露面积显著增加（图2），一方面，通过增强地表反照率降低了气温（图2A和2D）；另一方面，极大地扩大了硅酸盐风化的区域，进而增强了全球硅酸盐风化通量（图2F），加速了大气二氧化碳的消耗（图3），从而推动全球变冷（图4）。这一结果不仅复现了中-晚泥盆纪从温室气候向冰室气候的关键转变，还提出了“构造驱动的海退先于冰期，并驱动了晚古生代大冰期”的新观点。该项研究强调了深时地球系统模拟的时空分辨率从“模糊”走向“高清”的重要性。它不仅成功解决了深时地球系统在模拟晚古生代大冰期启动的机制方面存在的长期争议，更重要的是它凸显了高分辨率气候–生物地球化学耦合模型在深时古气候研究中的巨大应用潜力。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委（NSFC）、江苏省卓越博士后计划以及英国自然环境研究理事会（NERC）的联合资助。南京古生物所张莹刚博士和北京大学袁帅博士为论文共同第一作者，南京古生物所研究员朱茂炎和北京大学教授胡永云为共同通讯作者。论文相关信息：Zhang, Y.#, Yuan, S.#, Mills, B. J. W., Merdith, A. S., Hu, Y.*, and Zhu, M.* (2025). Increased continental exposure as a driver of carbon drawdown and initiation of the Late Paleozoic Ice Age. Geophysical Research Letters, 52, https://doi.org/10.1029/2025GL119356.张莹刚*, Mills, B. J. W., 何天辰, 杨涛*, 朱茂炎 (2023). 显生宙长时间尺度碳循环演变的模拟: 现状与展望. 科学通报, 68, https://doi.org/10.1360/TB-2022-0813.图1. 400–320 Ma古地理格局演变的气候影响（2800ppm大气CO2强迫下的CESM模拟结果）图2. 大陆暴露面积增加驱动的双重冷却效应。基于固定二氧化碳强迫（2800 ppm）的CESM气候数据集显示，随着陆地面积扩大，一方面通过增强地表反照率导致气温降低（物理冷却），另一方面显著提升了全球硅酸盐风化通量（化学冷却），从而揭示了海退驱动的风化增强机制图3. CESM-SCION模型复现的大气二氧化碳含量变化和冰线纬度变化图4. CESM-SCION模型模拟的冰线纬度变化以及全球平均气温和热带气温变化252025-12 -
东亚陆相白垩系生物地层和年代地层研究进展近期，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员王亚琼联合韩国大邱自然馆高级研究员Byung-Do Choi、中国科学院广州地球化学研究所副研究员钟玉婷以及南京大学教授泮燕红等国内外科研人员，基于陆相介形类化石生物地层学及高精度定年，对东亚多个陆相沉积盆地的白垩纪地层序列和时代框架取得了系统性研究进展。白垩纪是地球历史上典型的“温室”时期，其陆相记录对理解现代全球变化具有重要参考价值。东亚作为当时最大的陆块，发育了完整的白垩纪陆相地层序列，保存了丰富的化石记录，为研究温室背景下陆地生态系统演化与重大地质事件的关系提供了重要材料。而这一切研究的基础，在于建立高精度的地层层序与时间框架。近期，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员王亚琼联合韩国大邱自然馆高级研究员Byung-Do Choi、中国科学院广州地球化学研究所副研究员钟玉婷以及南京大学教授泮燕红等国内外科研人员，基于陆相介形类化石生物地层学及高精度定年，对东亚多个陆相沉积盆地的白垩纪地层序列和时代框架取得了系统性研究进展。具体研究进展：1、报道了吉林白山盆地小南沟组介形类动物群，通过介形类生物地层学研究，明确了小南沟组的沉积时代为早阿尔布期（early Albian）；2、对平凉地区六盘山群介形类化石进行了重新梳理，利用介形类生物地层学对比明确李洼峡组的时代阿普第期—阿尔布期（Aptian-Albian），马东山组的时代为阿尔布阶（Albian），显著缩短六盘山群整体沉积时限；3、对鄂尔多斯盆地泾川组介形类化石展开了系统古生物学和生物地层学研究，明确了泾川组的地质年代为阿普特期（Aptian）；这为进一步探讨白垩纪副热带的时空分布特征提供了可靠的“时间”数据；4、基于文献和新采集的材料，系统综述了韩国白垩纪介形类动物群分布及演替特征。建立了韩国白垩纪陆相盆地介形类生物地层序列，揭示了以不稳定浅水湖泊为主的古环境背景，并明确了东亚地区（特别是中-韩-蒙之间）在白垩纪中晚期存在频繁的生物交流；5、对韩国庆尚盆地Banyaweol组和Geoncheonri组介形类化石的再研究表明，在晚白垩世早期，该地区介形动物群就与东亚其他地区（尤其是中国）存在广泛的生物交流；这一研究成果也为揭示整个白垩纪中晚期东亚地区陆相介形类动物群的演替特征提供了新线索；6、通过开展高精度铀-铅地质年代学（CA-ID-TIMS U-Pb）、有机碳同位素、贝叶斯年龄模型与旋回地层学的研究，明确了辽西地区九佛堂组的年代范围为124.44–112.25 Ma（early Barremian to early Aptian）（此结果与早期介形类生物地层学研究结果高度一致，参见Wang et al., 2015 Micropaleontology）；而热河生物群晚期的时间跨度约为124–121 Ma，较以往认识缩短约1 Ma。以上研究显著提升了东亚白垩纪陆相地层研究的精度和可靠性，为更深入理解白垩纪陆地生态系统的演变历程以及东亚与全球古地理、古气候事件的关联提供了至关重要的时间标尺和地层学依据。相关研究得到国家自然科学基金委基础中心项目、面上项目和中韩合作交流项目的联合支持。论文相关信息：1. Yaqiong Wang*, 2025. First report of the non-marine ostracod fauna from the Lower Cretaceous Xiaonangou Formation of the Baishan Basin, NE China. Zootaxa, 5660(4): 560-572. https://doi.org/10.11646/zootaxa.5660.4.6.2. Yaqiong Wang*, Byung-Do Choi, Robin J. Smith, Deyan Wu, 2025. Application of Ostracoda from the Lower Cretaceous Liupanshan Group at Pingliang (NW China) – Biostratigraphy and palaeoecology. Cretaceous Research, 168: 106079. https://doi.org/10.1016/j.cretres.2025.106079.3. Huazheng Zhu, Yaqiong Wang*, Byung-Do Choi, Yanhong Pan, 2025. Ostracod fauna from the Early Cretaceous Jingchuan Formation of Ordos Basin and its biostratigraphic significance. Cretaceous Research, 168: 106068. https://doi.org/10.1016/j.cretres.2024.106068.4. Byung-Do Choi, Yaqiong Wang, 2025. Cretaceous non-marine ostracod faunas of South Korea: Synthesis of taxonomy, biostratigraphy, paleobiogeography and paleoecology. Cretaceous Research, 168: 106070. https://doi.org/10.1016/j.cretres.2024.106070.5. Byung-Do Choi*, Yaqiong Wang*, 2025. Non-marine ostracods from the Cretaceous Banyaweol and Geoncheonri formations (Gyeongsang Basin, Korea) in the collections of the Geological Museum, KIGAM: Taxonomy, biostratigraphy, palaeobiogeography and palaeoenvironment. Historical Biology, 37(4): 933-949. https://doi.org/10.1080/08912963.2024.2341858.6. Yu-Ting Zhong, Magdalena H. Huyskens, Run-Jian Chu, Han-Qing Yang, Jian-Fang Hu, Ya-Qiong Wang, Shi-Xi Cai, Qiong Wu, Qiang Ma, Huai-Chun Wu, Qing-Zhu Yin, Yi-Gang Xu, 2025. High-precision geochronology of the Early Cretaceous Jiufotang Formation: Temporal constraints on the late phase of the Jehol Biota. Earth and Planetary Science Letters, 671: 119688. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2025.119688.图1 平凉地区六盘山群特征介形类Liupanshania typica图2 韩国白垩纪盆地介形类组合及动物群演替图3. (a) 喀左盆地:YSDP-4岩心, (b) 朝阳盆地:YSDP-1岩心/上河首剖面, (c) 建昌盆地:肖台子和三门店剖面, (d) YSDP-4与YSDP-1的δ13Corg有机碳同位素曲线; (a)和(c)分别据Sun et al. (2025)和Yu et al. (2021)修改; 红色加粗年龄为本研究获得的U-Pb高精度测年数据, 带下划线的年龄源自贝叶斯年龄-深度模型计算.242025-12 -
《古生物学与地层学大数据》专著出版近期，中国科学院南京地质古生物研究所研究员徐洪河、副研究员郭文、聂婷博士合著的《古生物学与地层学大数据》，作为“地球大数据科学论丛”的一册，由科学出版社正式出版。大数据与人工智能已经融入到了古生物学与地层学研究之中，相关分析方法不断促进古生物学与地层学领域的科学发现，正逐渐改变该学科的研究范式。然而，目前仍缺乏专门的著作对古生物学与地层学大数据进行专题介绍，制约了古生物学与地层学的教育和未来的科研发展。近期，中国科学院南京地质古生物研究所研究员徐洪河、副研究员郭文、聂婷博士合著的《古生物学与地层学大数据》，作为“地球大数据科学论丛”的一册，由科学出版社正式出版。本专著对古生物学与地层学大数据进行了全面介绍，包括数据的结构、内容、类型、分析方法以及可视化展示，以案例形式对古生物学与地层学大数据在科学研究、地质调查、资源勘查以及科学传播等领域的应用进行了回顾、解析与展望，对古生物学与地层学数据库的建设进行了全面梳理，是古生物学与地层学基础学科迎接新范式科研的重要参考资料。本专著从以下几个关键维度，铺展出古生物学与地层学与“大数据”之间深度融合：1.从化石到数据库：系统梳理地质标本、产地信息、分类体系、形态图像、三维模型等数据类型，构建适用于科研与科普的多层级数据库框架；2.元数据再思考：提出并整理了古生物学领域元数据体系，奠定未来数据交换与互操作标准化基础；3.结构化数据的科学应用：涵盖多样性重建、形态空间分析、古地理重建、时空网络分析等多个研究前沿，以丰富案例引导读者深入科研工作；4.图像识别与机器学习：聚焦“化石AI识别”系统建设过程，以笔石化石图像数据集为例，讲述非结构化数据库的搭建与卷积神经网络在细粒度图像识别中的应用。本专著的出版得到了科技部、中国科学院战略性先导科技专项和中国科学院网络安全与信息化专项联合资助。专著相关信息：徐洪河, 聂婷, 郭文, 2025. 古生物学与地层学大数据. 北京：科学出版社. 1-269. ISBN 9787-03081756-3.图书封面242025-12 -
湖相沉积中海相介形类化石的发现证实东亚候鸟迁飞通道早在更新世已存在近期，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员王亚琼与国内外多家科研机构的研究人员合作，在柴达木盆地更新世湖相地层中发现了两种海相介形类化石 Bicornucythere bisanensis s.l. 和 Pistocythereis bradyformis，为候鸟作为海洋生物远距离扩散载体的假说提供了重要证据。相关研究成果已发表于国际地学期刊《古昆虫学》（Palaeoentomology）。长距离扩散（long-distance dispersal）是指生物个体或其散播体在一定时间尺度内，扩散至其正常扩散条件下难以或无法到达区域的过程。以往关于海相介形类在洲际及跨大洋尺度上的远距离扩散研究普遍认为，候鸟作为扩散载体的可能性较低。近期，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员王亚琼与国内外多家科研机构的研究人员合作，在柴达木盆地更新世湖相地层中发现了两种海相介形类化石 Bicornucythere bisanensis s.l. 和 Pistocythereis bradyformis，为候鸟作为海洋生物远距离扩散载体的假说提供了重要证据。相关研究成果已发表于国际地学期刊《古昆虫学》（Palaeoentomology）。柴达木盆地的海相介形类化石标本此前曾被误鉴定为陆相介形类Cytherissa qaidamensis。现生及化石记录表明，B. bisanensis s.l.和 P. bradyformis的分布范围主要局限于西太平洋沿岸海域，包括中国、韩国、日本及俄罗斯远东地区，纬度范围约为北纬20°~43°（图1和图2）。上述海相介形类化石出现在远离现代海岸线的柴达木盆地更新世陆相地层中，表明其在更新世时期可能通过迁徙水鸟实现长距离扩散，跨越超过2000公里、穿越广阔大陆腹地传播。这一发现不仅为候鸟在海相介形类长距离扩散中的潜在作用提供了新的化石证据，也表明现今全球三大迁飞通道之一的东亚-澳大利西亚迁飞路线，可能在更新世时期已经初步形成；同时，柴达木古湖或曾是该迁飞体系中的重要停歇节点。本研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金项目的联合资助。论文相关信息：Yaqiong Wang*, Ping Yang, David J. Horne, Yanhong Pan, 2025. Marine ostracods found in lacustrine deposits of the Qaidam Basin suggest long-distance dispersal during the Pleistocene. Palaeoentomology, 8(6): 609-617. https://doi.org/10.11646/palaeoentomology.8.6.2.图1 柴达木盆地海相介形类化石Bicornucythere bisanensis s.l. (A) 和Pistocythereis bradyformis (B-I)图2 海相介形类通过水鸟由西太平洋沿岸海域向柴达木古湖的长距离扩散示意图242025-12 -
化石揭示早期维管植物中托叶的起源和功能演化近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员王军、副研究员周卫明等，联合中国科学院华南植物园、捷克西波西米亚博物馆以及美国斯坦福大学组成国际研究团队，通过对“植物庞贝城”的研究，在托叶的起源和早期演化上取得重要进展。研究基于内蒙古乌达煤田约2.98亿年前火山灰快速埋藏的化石森林，首次在晚古生代辉木科植物中确认存在真正意义上的托叶结构，为托叶在晚古生代的出现提供了关键化石证据。相关成果发表于 Springe Nature旗下期刊BMC Biology。植物学中，托叶与叶片、叶柄共同构成植物叶器官的三大基本部分。托叶的主要作用是保护生长组织，但在部分植物中也会衍生出防御、攀援、光合作用等其他功能。在现生植物中，托叶主要见于被子植物，约四分之一的被子植物物种具有托叶；部分真蕨类，如合囊蕨、紫萁和桫椤，也存在托叶结构。因此，托叶这一器官极有可能在被子植物出现之前就已演化出来。然而，由于托叶在化石中难以与叶片区分，其化石记录极其稀少，导致托叶的起源和早期演化一直缺乏清晰认识。近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员王军、副研究员周卫明等，联合中国科学院华南植物园、捷克西波西米亚博物馆以及美国斯坦福大学组成国际研究团队，通过对“植物庞贝城”的研究，在托叶的起源和早期演化上取得重要进展。研究基于内蒙古乌达煤田约2.98亿年前火山灰快速埋藏的化石森林，首次在晚古生代辉木科植物中确认存在真正意义上的托叶结构，为托叶在晚古生代的出现提供了关键化石证据。相关成果发表于 Springe Nature旗下期刊BMC Biology。研究团队系统检查多年来采集的辉木科化石，从中筛选出149块具特殊叶状结构的标本并开展对比分析。结果显示，这些结构具有三级羽状分枝，羽轴具维管组织，表面覆舌状鳞毛，与石松类与苔藓类均不相同。更重要的是，这些结构稳定着生于辉木叶柄基部、紧邻茎干出叶处（图1），与现生合囊蕨托叶在对生、具维管组织、表面具鳞毛等特征上高度一致（图2）。研究确认，该结构与现代合囊蕨的托叶属于同源器官，明确推翻“辉木科不具托叶”的传统认识，并将托叶的演化历史向前推进至晚古生代。化石证据显示，辉木科托叶可包裹拳卷幼叶（图3），具明确的幼叶保护功能，与现代合囊蕨相似。然而标本叶轴和鳞毛上均未见气孔，提示其尚未演化出光合能力。部分托叶叶轴末端存在延伸生长构造，显示具分生组织，这为营养繁殖提供潜在可能性（图4）。研究推测，辉木科托叶或已具有、或正处于获得营养繁殖能力的演化阶段，这一性状可能与其在晚古生代湿地森林中的生态优势地位相关，为理解古植物群落竞争与扩散策略提供新的解释可能。该研究表明辉木科可能为已知最早演化出现代托叶结构的维管植物类群，为托叶的早期演化与器官同源关系提供了实证基础。王军研究团队近年来对辉木科植物一系列生理、生态方面的研究，如茎干生长发育模式、繁殖器官多样性和孢子囊开裂散播机制，以及当前托叶器官的革新出现与多型功能，都极大地推动了我们对于这一远古树蕨类群的了解（图5）。本研究由国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、海勃湾博物馆展陈等项目联合资助。相关论文信息：Zhou W.M.*, Sun W.J., Wang T., Li D.D., Pšenička J., Hill C., Boyce C.K., Wang J.*, 2025, Earliest evolution of stipules among vascular plants documented in the late Paleozoic stem group of Marattiales. BMC Biology, 23, 357. https://doi.org/10.1186/s12915-025-02462-x.图1 辉木科植物托叶的生长位置（A–E）和形态解剖特征（F–J）图2 现代合囊蕨Angiopteris的对生托叶和拳卷幼叶图3 一系列精美标本展示辉木科植物托叶保护拳卷幼叶 图4 辉木科托叶叶轴顶端的“延伸生长”结构图5 辉木科植物托叶复原图（杨定华绘）172025-12 -
早期维管植物助力动物“跨洋远征”
——来自微螺虫与植物协同演化的证据近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员黄璞、研究员郄文昆与中国地质科学院地质研究所、中国地质博物馆、北京大学、国家自然博物馆相关研究人员组成联合研究团队，系统整理了微螺虫在晚奥陶世至早泥盆世期间的全球化石资料，通过计算微螺虫的扩散面积和扩散速率等指标，并结合早期维管植物的起源与辐射演化历程，提出维管植物在其演化早期可能已具备“生物筏”功能，能够协助微螺虫等非远洋生物实现跨洋扩散。研究成果发表于地球科学领域综合期刊《地球科学评论》（Earth-Science Reviews）。生物如何扩散与传播，是生物地理学研究的核心议题之一，而浅海及陆生生物的全球扩散现象尤其引人关注。现代生态系统研究表明，非远洋生物可借助浮木等载体实现跨洋迁移。但这种跨洋扩散现象的起源及其生态效应仍缺少关键化石证据。微螺虫是一种个体微小、营固着生活的管状蠕虫类化石，栖息于晚奥陶世至中侏罗世的浅海或河流环境，使其成为探究早期维管植物是否具备“生物筏”扩散功能的重要研究对象。近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员黄璞、研究员郄文昆与中国地质科学院地质研究所、中国地质博物馆、北京大学、国家自然博物馆相关研究人员组成联合研究团队，系统整理了微螺虫在晚奥陶世至早泥盆世期间的全球化石资料，通过计算微螺虫的扩散面积和扩散速率等指标，并结合早期维管植物的起源与辐射演化历程，提出维管植物在其演化早期可能已具备“生物筏”功能，能够协助微螺虫等非远洋生物实现跨洋扩散。研究成果发表于地球科学领域综合期刊《地球科学评论》（Earth-Science Reviews）。研究主要取得以下认识：（1）微螺虫的固着基底类型多样，涵盖腕足动物、层孔虫、珊瑚、苔藓虫、头足类以及维管植物残骸等。（2）微螺虫的扩散面积与速率在温洛克世和早泥盆世显著升高，反映出这两个时期微螺虫曾发生快速扩散事件。值得注意的是，温洛克世与早泥盆世分别对应维管植物的起源及其首次辐射演化阶段。（3）微螺虫的扩散过程受板块漂移、活动型基底的丰度（数量）、全球海平面变化等多重因素控制。在早泥盆世，板块漂移、较低的海平面及头足类多样性不足等因素可能并未明显促进微螺虫的扩散，但维管植物的显著辐射演化以及地理扩张仍使活动基底明显增加，进而加速了微螺虫的全球扩散。（4）在志留纪晚期至早泥盆世，早期维管植物兼具克隆繁殖与有性繁殖，并以克隆繁殖占主。这些通过克隆方式繁殖的植物，其茎轴可随河流或海流的搬运而迁移至异地，实现定殖与地理扩张。由此可以推测，在植物借助水流扩散的过程中，固着其上的微螺虫也得以随之迁移，从而实现长距离扩散。相关认识为理解地质历史时期生物地理格局的形成提供了新的研究视角与实例。本研究得到了国家自然科学基金、中国自然资源部和北京市财政项目联合资助。论文相关信息：Yuan, Z.W., Wang, J.S., Wang, H., Liu, L., Qie, W.K., Huang, P.*, 2026. Early land plant evolution facilitated marine animal dispersal: Insights from the Late Ordovician–Early Devonian microconchids. Earth-Science Reviews. 272, 105325. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2025.105325.植物化石标本上的微螺虫晚奥陶世至早泥盆世维管植物演化、头足类多样性、海平面变化与微螺虫分布艺术复原图，展示了早泥盆世微螺虫可能附着在早期维管植物残骸上漂流。图/李美滋绘制102025-12 -
华南冰川性海平面变化揭示亚丁斯克期大冰消事件近期，中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代研究团队副研究员郑全锋、研究员王玥、助理研究员黄兴和研究员陈波，与南京师范大学、中国矿业大学和南京大学合作，对南京孔山剖面乌拉尔世（早二叠世）船山组—栖霞组开展了高精度沉积学、䗴类生物地层学及无机碳同位素地层学综合研究。研究团队在区域与全球对比基础上，重建了阿瑟尔期至空谷中期的高分辨率冰川性海平面变化曲线，进而揭示了晚古生代大冰期在早二叠世的演变过程。相关成果已在线发表于国际期刊《古地理、古气候、古生态》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。地球自显生宙以来共经历了四次大型冰期事件，分别为奥陶纪末期、晚泥盆世、晚古生代及新生代冰期。其中，晚古生代大冰期规模最大、持续时间最长，深刻影响了地球的环境变迁和生物演变。关于其结束时间，学界长期存在分歧，包括萨克马尔期中期、亚丁斯克期、瓜德鲁普世末期和乐平世晚期等不同观点。在冰期持续期间，大量地表水以大陆冰川或山岳冰川形式储存于高纬度或高海拔地区，导致海水体积减少，全球海平面长期维持在低位。与此同时，受地球轨道参数周期性变化控制的米兰科维奇旋回驱动短周期的气候冷热交替，引发冰川的周期性消融与增长，进而造成高频海平面升降。这些由冰川消涨主导的长期及短期海平面波动，被称为冰川性海平面变化，是识别古冰期出现、演变与消亡的重要地质记录。近期，中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代研究团队副研究员郑全锋、研究员王玥、助理研究员黄兴和研究员陈波，与南京师范大学、中国矿业大学和南京大学合作，对南京孔山剖面乌拉尔世（早二叠世）船山组—栖霞组开展了高精度沉积学、䗴类生物地层学及无机碳同位素地层学综合研究。研究团队在区域与全球对比基础上，重建了阿瑟尔期至空谷中期的高分辨率冰川性海平面变化曲线，进而揭示了晚古生代大冰期在早二叠世的演变过程。相关成果已在线发表于国际期刊《古地理、古气候、古生态》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。研究表明，阿瑟尔期至亚丁斯克早期的船山组沉积于碳酸盐岩滨岸浅水环境，而上覆的亚丁斯克中晚期-空谷中期的栖霞组沉积于深水陆棚环境。船山组向栖霞组的岩相转变反映了亚丁斯克中晚期发生了一次快速的大幅度海侵事件。更精细的沉积学研究显示，船山组由大量米级旋回组成，每个旋回由下部的潮下带沉积与上部的水上暴露/潮间带沉积构成，显示明显的高频海平面波动。然而，在栖霞组底部的梁山段，这类旋回沉积几乎突然消失；而在更上部的栖霞灰岩段，则发育均一的深水陆棚灰岩，表明高频海平面变化幅度显著减弱甚至完全消失。无机碳同位素记录与岩相变化一致：潮间带或暴露沉积的碳同位素值通常低于1‰，潮下带沉积则普遍高于2‰，表明同位素变化主要受淡水与海水成岩作用相对强弱控制，可有效指示相对海平面变化。区域与全球对比进一步表明，阿瑟尔期至亚丁斯克早期的高频海平面变化及亚丁斯克中晚期的大海侵均具有全球一致性。孔山剖面船山组阿瑟尔阶-萨克马尔阶记录的19个高频旋回平均周期为约46.3万年，与米兰科维奇长偏心率周期高度吻合，说明这些高频海平面波动主要由气候周期性变化导致的冰川周期性消涨所驱动。综合上述证据，孔山剖面船山组—栖霞组下部记录的相对海平面波动可明确归因于由冰川消涨驱动的冰川性海平面变化，从而清晰描绘出晚古生代大冰期在早二叠世的演变进程，包括：（1）阿瑟尔期—萨克马尔早期：冰盛期；（2）萨克马尔中期：短暂小暖期；（3）萨克马尔晚期—亚丁斯克早期：最后一次冰盛期；（4）亚丁斯克中晚期：快速而大规模的冰消期。其中，亚丁斯克中晚期大冰消事件标志着晚古生代大冰期的基本结束，大陆冰川几近完全消融，仅少量冰川（可能主要为山岳冰川）在局部地区残存至晚二叠世。本研究首次在华南地区以高精度、多尺度的冰川性海平面变化证据，揭示了晚古生代大冰期从极盛到消亡的完整过程，为理解地球晚古生代气候演变提供了重要地质依据。该研究由国家自然科学基金委资助。论文相关信息：Zheng,Q.F.*, Wang,Y. *, Huang,X, Chen,B, Wu,H.P., Yuan,D.X., Wang,X.D, Shen,S.Z., 2025. Artinskian great deglaciation: Glacioeustasy evidence from South China. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 679: 113310. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2025.113310.南京孔山剖面船山组上部旋回沉积露头照片（A）及主要岩相类型的岩石光片（B）和岩石薄片（C-D）照片南京孔山剖面年代地层、岩石地层、岩相组合（LFA）、沉积环境（Sed. Env.）、沉积序列、无机碳同位素、相对海平面变化综合柱状图乌拉尔世（早二叠世）阿瑟尔期-空谷中期海平面变化、全球大陆冰盖相对体积变化、冰期历史和大气CO2分压对比图102025-12