科研进展
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最新研究揭示真蕨植物对三叠纪末生物大灭绝事件的响应模式
三叠纪末期生物大灭绝事件被认为是显生宙以来最严重的五次灭绝事件之一，全球海陆生态系统受到重创，并导致约80% 的物种消失。相比于海洋而言，陆地生态系统也受到这次大灭绝的巨大影响，但对陆地植物多样性损失的严重性却不甚了解，尤其对植物大化石多样性丧失的严重程度缺乏系统性研究。追踪植物大化石属种多样性变化及生存环境，可为研究陆地植被的灭绝速率和演化模式提供更直观有效的方法。
从古生代晚期到中生代早期，真蕨类植物曾是陆地生态系统的重要组成部分和优势植被类群。为此，中国科学院南京地质古生物研究所王永栋研究员带领的国际科研团队，与西北大学地质学系张兴亮教授团队的周宁博士后，以及奥斯陆大学Wolfram Kürschner教授等共同合作，首次聚焦三叠纪末大灭绝事件对真蕨植物群落的影响，系统研究了华南四川盆地三叠纪—侏罗纪过渡期真蕨植物的多样性变化和生态环境，为探究陆地生态系统对三叠纪末期生物大灭绝事件的响应提供了新的证据。研究成果近期发表在国际地学学术刊物《全球与行星变化》杂志（Global and Planetary Change）。
根据对来自四川盆地16个产地的晚三叠世须家河组和早侏罗世珍珠冲组真蕨类植物化石记录的分析，鉴定出8科16属67种，其中约有38个种在晚三叠世须家河组消失，同时有10个新种在早侏罗世珍珠冲组出现。结合大植物化石和孢粉化石记录，发现蕨类植物大化石及孢子化石在三叠纪—侏罗纪之交并没有出现明显的大规模灭绝事件，而是存在显著的植物种群更替现象。这进一步揭示了在远离中大西洋火成岩省（CAMP）的东亚低纬度区域，植物类群对此次灭绝事件的响应程度。同时，基于植物大化石及孢粉的多元统计分析表明，三叠纪末的瑞替期呈现出温暖湿润的热带-亚热带气候特征，而早侏罗世特定的抗旱类群（如掌鳞杉科）明显增加，表明了侏罗纪早期环境趋于干热。
本项成果第一作者为周宁博士（西北大学博士后），中国科学院南京地质古生物研究所许媛媛博士生、李丽琴博士、安鹏程博士生、鲁宁博士，以及西北大学张兴亮教授、布加勒斯特大学Mihai Popa教授是该论文共同合作者，王永栋研究员和Wolfram Kürschner教授为论文通讯作者。
本项研究由国家自然科学基金项目、中科院战略性先导科技专项（B类）、国家重点研发计划项目、现代古生物学和地层学国家重点实验室项目等联合资助。
论文信息：Ning Zhou, Yuanyuan Xu, Liqin Li, Ning Lu, Pengcheng An, Mihai Emilian Popa, Wolfram Michael Kürschner*, Xingliang Zhang, Yongdong Wang*, 2021. Pattern of vegetation turnover during the end-Triassic mass extinction: Trends of fern communities from South China with global context. Global and Planetary Change. Volume 205, October 2021, 103585. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2021.103585
四川盆地三叠纪-侏罗纪之交真蕨植物与孢子化石属种多样性的比较
A. 真蕨植物地层记录与种数多样性变化；B. 真蕨植物与孢子化石在各层位多样性的变化； C、D. 瑞替期和早侏罗世早期代表性真蕨植物化石与孢子化石的对应关系
左图为真蕨植物大化石和蕨类孢子的聚类分析及主成分分析；右图为基于共生关系分析的蕨类大植物化石及蕨类孢子共存网络图。
四川盆地晚三叠世部分真蕨植物化石复原图
A. 网叶蕨（Dictyophyllum nilssoni）；B. 合囊蕨（Marattia muensteri）； C. 荷叶蕨（Hausmannia emeiensis）；D. 拟丹尼蕨（Danaeopsis fecunda）
四川盆地晚三叠世和早侏罗世部分真蕨植物化石复原图
A. 锥叶蕨（Coniopteris tiehshanensis）；B. 似托第蕨（Todites kwangyuanensis）；C. 环帽蕨（Cynepteris lasiophora）；D. 异脉蕨（Phlebopteris xiangyuensis）202021-10 -
西藏北羌塘地块二叠纪地层及古地理研究取得新认识
西藏北羌塘地块及云南三江地区二叠纪古地理演化是近年来学术界研究的前沿热点，尤其是北羌塘与华南碰撞的时间、方式等是多学科学术研究关注的焦点。此外，北羌塘地块也是我国油气资源勘探的重要地区。因此，了解北羌塘地块的古地理演化对于解决它和华南地块的汇聚时间和方式，以及未来对北羌塘地块开展能源资源勘探都具有重要意义。
近年来，中国科学院南京地质古生物研究所张以春研究员等同南京大学、中国矿业大学师生多次深入西藏羌塘无人区热觉茶卡一带及西藏东部昌都一带，联合开展地层研究工作。研究人员通过对类及小有孔虫化石的系统研究（图1），厘定了这两个地区二叠系的地层系统。并结合北羌塘地块唐古拉地区、杂多地区已有研究资料，提出了北羌塘地块二叠纪地层的沉积演变模式。相关研究成果发表在《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。
研究认为北羌塘地块在早二叠世时，整体都是浅海相地层沉积。但从早二叠世空谷期开始，北羌塘地块整体发生较大的相变，其中杂多地区发育裂谷，有大量火山岩喷发，且火山岩影响到了昌都地区，但在热觉茶卡地区可能缺失该时期及中二叠世的地层；中二叠世时，北羌塘地块北部火山作用逐渐减弱并发育碳酸盐台地沉积，但热觉茶卡地区此时仍未接受沉积；晚二叠世时，在北羌塘地块乃至思茅地块上，广泛发育含大羽羊齿植物群和类化石的海陆交互相地层，它不整合覆盖于不同地层之上。并且晚二叠世时，北羌塘内部沉积体系发生反转，由北低南高转变为北高南低（图2）。
研究认为北羌塘内部裂谷的逐渐关闭、晚二叠世海陆交互相地层的广泛发育及北羌塘内部的沉积反转是由于印支-思茅地块同华南的初始碰撞所导致（图3）。碰撞的挤压应力传递到了北羌塘，造成北羌塘内部地层的变化，同时也促使北羌塘地块的顺时针旋转，进而也解释了古地磁的研究成果，即北羌塘从早三叠世开始快速北移。
该研究得到了科技部第二次青藏科考、中科院战略先导B类项目、国家自然科学基金委项目联合资助。
论文相关信息：Qiao, Feng, Zhang, Yi-chun*, Wang, Yue, Yuan, Dong-xun, Ju, Qi, Xu, Hai-peng, Zhang, Hua, Zheng, Quan-feng, Cai, Yao-feng, Hou, Zhang-shuai, Shen, Shu-zhong, 2021. An updated age of Permian strata in the Raggyorcaka and Qamdo areas, Tibet and their paleogeographic implications. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 582, 110660. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2021.110660
图1. 北羌塘热觉茶卡地区晚二叠世雪源河组中的有孔虫化石
图2. 北羌塘地块二叠系沉积演变示意图
图3. 北羌塘地块古地理演化示意图
082021-10 -
混翅鲎化石在中国的首次发现板足鲎（hòu）是生存于古生代的一类重要的节肢动物，是现代蛛形纲的近亲。因其形似蝎子，故俗称为海蝎。板足鲎最早出现于奥陶纪，在志留纪达到了多样性的巅峰，之后走向衰落，于二叠纪末全部灭绝。板足鲎以其独特的外形而备受人们关注，是志留纪（距今约4.3亿年）的“明星动物”。加之其生态多样性高，在海洋、淡水、陆地等多种生态环境中均占有一席之地，因此是我们了解古生代生态环境变迁的重要媒介。
混翅鲎是板足鲎目下的一个科级分类单元，这一类群的第三对附肢高度特化，具长刺，形态夸张。混翅鲎独特而极易辨识的附肢与现生鞭蛛的须肢相似，被认为可用于固定猎物，是混翅鲎较强捕食能力的体现。然而，与其较高的曝光度相比，学界一直以来对此类动物缺乏深入了解。已报道的混翅鲎共两属四种，均依据志留纪劳俄古陆(Laurussia)的少数化石标本所建立，且近八十年来一直没有发现新的类群。有限的化石极大限制了我们对该类群形态多样性、地理分布和演化历史的了解。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所硕士生王晗在王博研究员指导下，与中国科学院古脊椎与古人类研究所、德国柏林自然博物馆、英国自然历史博物馆的科研人员合作，报道了来自华南地区志留纪早期的混翅鲎一新属新种：秀山恐鲎(Terropterus xiushanensis gen. et sp. nov.)。此次发现填补了混翅鲎类在中国，乃至整个冈瓦纳大陆的空白；也代表了已知最古老的混翅鲎化石记录，扩展了我们对此类动物形态多样性和地理分布的认知。相关研究成果近期以封面论文的形式发表于国际学术期刊《科学通报》（Science Bulletin）上。
恐鲎体型较大，体长可达近一米。其第三对附肢特化增大，并具密度较高的硬质长刺；后体及尾部似蝎。科研人员基于形态学与系统发育分析，重建了秀山恐鲎的形态，并确定了其在板足鲎家族中的系统发育位置。
新材料保存完好的附肢，以及生殖附属器、尾部、体表纹饰等特征，为混翅鲎科形态多样性讨论提供了诸多新证据，其中具有“嵌合”形态特征的恐鲎附肢Ⅲ指示了混翅鲎类群具有较为复杂的演化历史。此外，华南地区志留纪早期的浅海地区尚未发现大型捕食性动物，而恐鲎作为具捕捉“利器”的大型节肢动物，极有可能在这一环境中扮演着顶级捕食者的角色。
一直以来，志留纪板足鲎的化石记录多集中于劳俄及其周边地区，而在广大的冈瓦纳大陆及周边则很少发现板足鲎的踪迹。本文的研究以及近年来多种板足鲎化石在华南的发现，提示我们在冈瓦纳大陆及其周边可能也存在着繁盛的板足鲎类群。
本研究工作由中国科学院和国家自然科学基金共同资助。南京古生物所杨定华绘制了生态复原图。
论文信息：Wang Han *, Dunlop J., Gai Zhikun, Lei Xiaojie, Jarzembowski E. A., Wang Bo *, First mixopterid eurypterids (Arthropoda: Chelicerata) from the Lower Silurian of South China, Science Bulletin, https://doi.org/10.1016/j.scib.2021.07.019
图1. Science Bulletin封面（秀山恐鲎生态复原图由杨定华绘制）
图2. 秀山恐鲎（Terropterus xiushanensis）（a,c,d,e,f:附肢；b:背侧及腹侧复原图；g:生殖附属器及生殖盖板）
图3. 系统发育分析结果（秀山恐鲎标注为蓝色）
292021-09 -
晚三叠世大网羽叶属植物新发现及全球化石记录修订
大网羽叶属（Anthrophyopsis Nathorst）是晚三叠世代表性裸子植物化石。自1878年建立至今，已有一百四十余年的研究历史，在全球范围内曾经盛极一时，分布广泛。但是，该属是一个已灭绝形态属，被认为是苏铁类或种子蕨类植物，分类位置仍存在许多争议；尤其是由于标本保存不完整，长期以来对其形态特征变化的认识较为有限，一直难以取得突破。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所博士生许媛媛，在导师王永栋研究员和祝幼华研究员指导下，与罗马尼亚布加勒斯特大学Mihai E. Popa教授、西南石油大学张廷山教授团队等同行合作，对新近发现自中国四川的大网羽叶属的新材料开展深入的系统学研究，从全球化石记录角度进行分类修订和时空分布特征探究，并在形态学特征上取得了突破性认识。成果发表在国际学术刊物《古植物与孢粉学论评》(Review of Palaeobotany and Palynology)上。
本次研究，团队在四川广元地区上三叠统须家河组中发现了大量保存精美的大网羽叶属化石（图1和2）。这些标本产自同一层位，并呈现出不同的叶缘形态变化特征。研究人员据此对该属的形态学特征展开了更为深入的研究，并对其属征进行修订，揭示了该种植物叶缘具有或深或浅的缺刻，或偶呈羽状的形态特征，突出了该属叶形特征的异型性。这一特点在长期研究中从未有过报道，刷新了百余年来对该属植物形态的新认知。
研究人员在此基础上，对其属型种——粗脉大网羽叶（Anthrophyopsis crassinervis）进行了形态复原和重建，勾画出了一个叶形似芭蕉、呈长卵形、侧脉相互连接成多边形网格，且叶的长宽可达50 cm × 20 cm 以上的大型植物形态（图3）。
研究团队还对全球范围内已发表的大网羽叶属植物化石进行了全面评估和修订。结果表明，已报道的16个种化石记录中，只有3种可以认定为有效种（包括Anthrophyopsis crassinervis，A. tuberculata，A. venulosa），并分别指定其选模和选副模标本。另有4种暂且存疑以待进一步修订，此外有9种均为无效种。
通过对全球化石记录的时空分布特征分析，研究人员认为大网羽叶属分布时代仅限于晚三叠世，最早化石为距今约2.3亿年的卡尼期，并且在瑞替期最为繁盛，具有重要的地层指示意义。大网羽叶属在中国局限分布于晚三叠世的南方植物区，而在北方植物区无确凿化石记录，属重要的古气候指示植物，进而证实了该时期我国南北方植物区的古气候特征存在显著差异。通过古地理分析可推断出，该植物于晚三叠世早期起源于中国华南板块，于瑞替期辐射迁移到中东和欧洲及非洲地区（图4）。
本研究得到了国家自然科学基金项目、中科院战略先导B类项目、现代古生物学和地层学国家重点实验室基础和自主项目联合资助。
论文相关信息：Xu Yuanyuan, Mihai E. Popa*, Zhang Tingshan, Lu Ning, Zeng Jianli, Zhang Xiaoqing, Li Liqin, Wang Yongdong*, 2021. Re–appraisal of Anthrophyopsis (Gymnospermae): New material from China and global fossil records. Review of Palaeobotany and Palynology, 292(3): 104475. DOI: 10.1016/j.revpalbo.2021.104475.
图1 发现自四川广元地区的大网羽叶（Anthrophyopsis crassinervis）新标本，显示叶缘不同程度的缺刻
图2 发现自四川广元地区的大网羽叶新标本，显示粗壮的中脉和结网的深裂叶缘形态
图3 粗买大网羽叶的形态复原图，显示叶缘网脉及具有不同程度的缺刻
图4 晚三叠世大网羽叶属的全球分布及其可能的辐射迁移路线062021-09 -
晚奥陶世赤道地区珊瑚研究新进展
晚奥陶世见证了珊瑚的起源与早期演化。澳大利亚东部在这一时期地处赤道，珊瑚极为繁盛。其中在新南威尔士中部，保存有完整的上奥陶统（除赫南特阶）化石记录，且经过60多年的系统研究，已成为研究人员了解珊瑚早期演化的经典区域。然而，在新南威尔士州东北部的新英格兰地区，化石记录仅见于少数地点的凯迪阶中部，且相关研究极少（仅20世纪70年代中期的一篇研究论文），因此，珊瑚动物群面貌特征及演化意义有待深入探讨。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所王光旭副研究员与澳大利亚的合作者系统研究了新英格兰地区凯迪中期“Trelawney层”的化石新材料，为了解澳大利亚东部（以及赤道地区）晚奥陶世珊瑚动物群的面貌、生物地理特征及生物地层序列提供新的实证资料。相关研究成果已在国际地学期刊Proceedings of the Linnean Society of New South Wales上正式发表。
该项研究系统描述珊瑚12属13种（含1新属2新种），首次报道床板珊瑚类Paleofavosites、Navoites、Heliolites和Propora，以及皱纹珊瑚类Bowanophyllum和Coelostylinae gen. nov.等。结果表明，该动物群以皱纹珊瑚Favistina和Crenulites、床板珊瑚Hemiagetolites和Mongoliolites为特色（插图1），与相距不远的Manilla-Attunga地区同期动物群极为相似，均应归于新近识别的区域性珊瑚-层孔海绵Ⅲb动物群。
本项研究得到中国科学院青年创新促进会、中国科学院战略性先导科技专项（B类）及现代古生物学和地层学国家重点实验室的联合资助。
论文相关信息：Wang, G.X., Percival, I.G., Zhen, Y.Y., and Webby, B.D. 2021. Late Ordovician corals from allochthonous clasts in the Devonian Drik-Drik Formation of northeastern New South Wales, Australia. Proceedings of the Linnean Society of New South Wales 143, 51–86. https://openjournals.library.sydney.edu.au/index.php/LIN/index.
插图1 澳大利亚东部晚奥陶世凯迪中期代表性的珊瑚分子 （除特别标注，图中比例尺均代表2mm）022021-09 -
华南上扬子区北缘中奥陶世三叶虫动物群研究新进展
中奥陶世是奥陶纪生物大辐射的关键时期，这一时期全球三叶虫多样性（属级、种级）达到峰值。华南作为奥陶纪三叶虫研究的经典地区，已取得众多研究成果；但过去的工作多集中在扬子台地内部，对扬子台地北缘的研究相对薄弱，使得人们对该地区三叶虫动物群的整体面貌、古生态以及古地理的认识并不充分。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所早古生代研究团队的魏鑫博士与研究所内多位团队成员，以及北京大学、西安地质调查中心的相关人员合作，对上扬子区北缘渝北城口地区中奥陶世（大坪晚期-达瑞威尔早期）三叶虫动物群进行了深入研究。通过对大塘口和大槽剖面厚坪组三叶虫的逐层采样，以及室内系统的古生物学研究，揭示了该地区中奥陶世三叶虫动物群面貌，并识别出两个三叶虫生态组合；同时也为该时期三叶虫生物古地理的研究提供了关键证据。相关研究已在线发表在国际期刊《历史生物学》（Historical Biology）。
本次报道的厚坪组三叶虫共计13科16属17种，含1新种Mioptychopyge chengkouensis sp. nov.。剖面自下而上可识别出两个三叶虫生态组合，即Agerina组合（下段和中段）和Nileus-Illaenus组合（上段）。前者生活于碳酸盐底质的内陆棚边缘环境，而后者主要发育在浅外陆棚环境，进而推断出三叶虫生态组合的演替变化与达瑞威尔早期的海平面上升密切相关。
论文还对同时期17个地区的95个属或亚属三叶虫数据开展了定量分析（CA和NMDS）。结果显示，厚坪组的三叶虫具有浓厚华南地方色彩，也反映出该时期华南与东泛冈瓦纳地区，尤其是塔里木板块、印支板块和伊朗中部地块存在密切的生物地理联系。
该研究得到国家自然科学基金项目、中国科学院战略性先导科技专项（B类）以及现代古生物学和地层学国家重点实验室的联合资助。
论文相关信息：Xin Wei, Zhiqiang Zhou, Renbin Zhan, Guanzhou Yan & Jianbo Liu (2021): Middle Ordovician trilobites from the Houping Formation of South China: implications for palaeoecology and palaeobiogeography. Historical Biology, 1-28. https://doi.org/10.1080/08912963.2021.1945592 .
图1. 厚坪组上、中、下三段的三叶虫多样性（属级）及丰度百分比
图2. 新种Mioptychopyge chengkouensis sp. nov.（图A-G）
图3. 厚坪组和同期地层三叶虫生态组合的古地理分布，其中C和D分别指示Agerina组合与Nileus-Illaenus组合
图4. 中奥陶世大坪晚期-达瑞威尔早期古地理复原图，示意华南板块与塔里木板块、印支板块和伊朗中部地块密切的动物群联系302021-08 -
辽西侏罗纪发现紫萁科植物新物种及真菌化石
紫萁科是真蕨植物中古老而原始的类群，现生植物共计6属20余种，主要分布于全球暖温带及热带地区。紫萁科属于典型的活化石植物，与现生类群相比，化石紫萁科植物具有更高的物种多样性，已报道化石超过200种，是真蕨植物中化石类型最多样、数量最丰富的类群之一。紫萁科化石的保存类型除了常见的叶部化石外，还有大量矿化保存的根茎化石。
我国辽西地区是北半球最为重要的侏罗纪紫萁科矿化根茎化石产地之一。近年来，由中科院南京地质古生物研究所王永栋研究员、沈阳师范大学田宁副教授以及中国地质科学院蒋子堃研究员等组成的研究团队，对该地区紫萁根茎化石开展了系统研究并取得系列进展。近期，该团队在辽西侏罗纪再次发现了紫萁科植物的一个新类型：张氏绒紫萁（Claytosmunda zhangiana sp. nov.）。相关成果发表在国际学术期刊《古植物学与孢粉学论评》（Review of Palaeobotany and Palynology）杂志。
本次新发现的化石采自辽西北票地区的中侏罗统髫髻山组，距今约1.6亿年。化石保存为硅化标本，具有精美的解剖构造，由髓、木质部圆筒、二分的皮层及宿存的叶柄基组成。最显著的特征为其叶柄基具一高度特化的异质硬化环，叶柄基硬化环近轴端由薄壁纤维构成；而其远轴端具一呈“哑铃状”的厚壁纤维带，明显有别于现生及化石绒紫萁属植物。更为重要的是，研究团队在这些根茎标本中还发现了大量罕见保存的精美菌丝化石。基于菌丝形态特征及宿主存在腐朽特征，研究人员推断其是一类木材腐朽菌化石。这也是我国首次在紫萁科根茎化石中发现真菌化石。
这项成果不仅进一步丰富了我国中生代紫萁科根茎化石的多样性记录，也为探究侏罗纪真菌与蕨类植物的相互作用提供了重要化石证据。
本项研究得到国家自然科学基金项目、中科院战略先导B类项目、辽宁省“兴辽英才”计划及现代古生物学与地层学重点实验室开放课题等共同资助。
论文相关信息：Tian, N.*, Wang, Y.D.*, Jiang, Z.K., 2021. A new permineralized osmundaceous rhizome with fungal remains from the Jurassic of western Liaoning, NE China. Review of Palaeobotany and Palynology, 290: 104414. Doi: 10.1016/j.revpalbo.2021.104414(*corresponding author)
辽西侏罗纪张氏绒紫萁（新种）的中柱、皮层及叶迹横切面特征
张氏绒紫萁（新种）叶柄基特征
张氏绒紫萁（新种）叶柄基横切面解剖特征示意图
紫萁根茎中首次发现的真菌菌丝化石272021-08 -
盐岭组蒸发岩发现硫同位素异常事件
新元古代晚期到寒武纪早期是地球环境与生命演化的关键转折时期，整个生物圈、大气圈和水圈都发生了巨大的变化。新元古代冰期之后，海水中硫酸根的硫同位素表现出地质历史上的最大正异常，δ34S的数值在30‰-35‰之间波动，有时甚至可达45‰。该现象最早发现于西伯利亚的Yudomski地层，被称之为Yudomski事件。
该时期海水中硫酸根的硫同位素发生了剧烈的改变，其过程也被硫酸盐沉积记录了下来，巨大的蒸发岩带从中东阿曼，延伸到伊朗、巴基斯坦、印度北部，甚至发育到了四川盆地。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所孟凡巍副研究员与波兰AGH理工大学Krzysztof Bukowski教授、巴基斯坦旁遮普大学Naveed Ahsan教授等人合作，对印度板块巴基斯坦北部盐岭地区（Salt Range）的新元古代晚期到寒武纪早期的盐岭组石膏沉积进行了连续分析；首次从地层中发现了该硫同位素异常事件，这也是国际上对该事件在巴基斯坦地区的首次系统性研究。研究成果近日发表在欧洲学术期刊Geologi al Quarterly上。
研究发现，该时期盐岭组石膏硫同位素数值范围在35‰-30‰之间，且数值随着地层从底部向上逐渐下降到30‰左右。同样的硫同位素异常事件在塔里木盆地也曾有发现，支持了之前关于印度板块与塔里木盆地之间亲缘关系的这一推测。
研究不仅揭示了Yudomski事件的全球一致性，还对全球内的蒸发岩地层对比与古地理恢复，以及同时期形成的油气来源具有很好的指导意义。
本研究也是2018年2月21日-3月6日南京古生物所对巴基斯坦北部盐岭等地区考察的成果报道。研究得到了国家中国自然科学基金面上项目，中国自然科学基金中以合作项目，以及中科院基础前沿科学研究计划“从0到1”原始创新项目的支持。
论文信息： Fanwei Meng, Zhili Zhang, Krzysztof Bukowski*, Qingong Zhuo, Naveed Ahsan, Saif Ur-Rehman and Pei Ni, 2021. A strongly positive sulphur isotopic shift in late Ediacaran-early Cambrian seawater: evidence from evaporites in the Salt Range Formation, north ern Pakistan. Geological Quarterly, 65: 30. http://dx.doi.org/10.7306/gq.1598.
图1. 不同尺度下巴基斯坦盐岭组的石膏示意图
图2. 巴基斯坦盐岭组石膏的硫同位素分布图202021-08 -
人工智能技术揭示一亿年前昆虫的拟态行为
现在自然界中，动物可以演化出纷繁复杂的生存策略，例如各类常见的拟态和伪装行为。这些神奇的伪装术，不仅可以帮助动物躲避天敌，还可以使捕食者更好地隐藏自己以便高效捕捉猎物。
作为多样性最高的生物，昆虫往往能演化出不同的形态结构来实现这种生存策略，比较常见的当属拟态植物和覆物伪装。昆虫拟态植物，指的是昆虫模拟其生活环境中的植物以达到伪装的效果，例如竹节虫拟态树枝、螽斯拟态树叶等。覆物伪装则是指昆虫主动利用环境中的各种材料遮盖体躯，从而达到伪装效果的行为。覆物行为是昆虫伪装术中非常奇特复杂的一类，需要昆虫同时具有辨别、采集、携带材料的能力以及相关的形态学适应。
然而，在漫长的地质历史中，昆虫的这些伪装本领是如何起源以及演化的，我们知之甚少。此外，由于化石保存的不完备性，人们对化石中拟态行为的判定只能依靠肉眼观察与主观判定，缺少定量化的分析与判定。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所博士生许春鹏在王博研究员指导下，与武汉大学的崔晓晖教授、研究生樊丽合作，从一亿年前白垩纪缅甸琥珀中发现了一类奇特的昆虫拟态植物以及一系列昆虫覆物行为的化石记录。本研究不仅报道了中生代首个直翅目昆虫拟态植物叶片的记录，还报道了啮虫目和半翅目蟾蝽科昆虫最古老的覆物行为记录。同时，本研究还应用深度学习中孪生神经网络对化石昆虫的拟态行为展开了定量分析，进而验证了古昆虫的拟态行为，并为其提供了新的判定模型与方法。相关研究成果在线发表于《冈瓦纳研究》（Gondwana Research）和《历史生物学》（Historical Biology）杂志上。
本次报道的拟态植物的昆虫为直翅目蚤蝼科的昆虫，该物种被命名为王氏拟叶蚤蝼。从形态上观察，拟叶蚤蝼与同时期苔类和卷柏类植物表现出了极高的相似性：中足腿节与胫节折叠后，与卷柏类植物的小叶极度相似；后足腿节异常膨大，与卷柏类等植物的叶片极其相似。经过度量，拟叶蚤蝼与卷柏类等植物在尺寸上也极为接近，更加证明了拟叶蚤蝼的拟态行为。
本研究还首次应用孪生神经网络对地质历史时期的拟态行为进行了定量分析，并提供了一套初步的定量判定模型与方法。孪生神经网络是近年来新发展的人工智能分析技术，被广泛应用于图像相似度衡量中。其主要利用对抗的思想，每次输入一对图片，使得经算法优化的目标与相似图像对距离更小，不相似的图像对之间距离更大。孪生神经网络还可以提取肉眼无法观察到的多维信息，从而对不同图片之间的语义距离进行定量化计算。由此，便可以定量化计算出不同图像之间的不相似度数值，从而客观地判断不同图像之间的相似性。
本研究中也通过孪生神经网络的定量化计算进一步证明拟叶蚤蝼的拟态行为。使用来自TLL（相似图像对）数据集的1836个图像对对孪生神经网络进行初步训练，并使用来自LIMD数据集（现生拟态植物昆虫与被拟植物的图像对）的1453个图像对进行微调。而后通过对LIMD数据集剩余的665个图像对不相似度的计算，得出现生昆虫是否拟态的判定值域。再对FIMD数据集（化石中拟态植物昆虫与被拟植物的图像对）不相似度进行计算，以现生的判定值域为基础，进一步得出化石中昆虫是否拟态的判定值域。
此次研究发现了七枚覆物伪装昆虫，涉及两大类昆虫（啮虫目和半翅目蟾蝽科）。其中六枚啮虫目昆虫包括三个形态种类，一枚蟾蝽科昆虫包含一个形态种类。该蟾蝽科昆虫的背上覆盖有大量的碎屑物，包括土壤颗粒、砂砾和植物碎屑等。这类昆虫极有可能利用背部的刚毛将碎屑物质粘在其背上。研究还发现在有花植物大辐射之前，大部分具有覆物行为的昆虫，都已经演化出了覆物伪装这一复杂行为。
本次报道不仅是两大类昆虫（啮虫目和半翅目蟾蝽科）的覆物行为在中生代的首次报道，更将其覆物行为的记录推进到有花植物大辐射之前。
本研究工作由中国科学院、科技部和国家自然科学基金委资助。北京夏虫琥珀博物馆卓德先生参与了本项研究。感谢王宁和葛畅先生为本研究提供了标本支持，南京古生物所杨定华绘制了生态复原图。
论文信息：
Xu, C., Wang, B., Fan, L., Jarzembowski, E.A., Fang, Y., Wang, H., Li, T., Zhuo, D., Ding, M., Engel, M.S. (2021). Widespread mimicry and camouflage among mid-Cretaceous insects. Gondwana Research. https://doi.org/10.1016/j.gr.2021.07.025.
Fan, L., Xu, C., Jarzembowski, E. A., Cui, X. (2021). Quantifying plant mimesis in fossil insects using deep learning. Historical Biology, 1-10. https://doi.org/10.1080/08912963.2021.1952199.
图1. 拟叶蚤蝼（b：整体图；d：中足腿节与胫节；f：后足腿节）与卷柏类植物（a，c：整体图；e：小叶；g：叶片）
图2. 覆物伪装行为的啮虫目（a-f）与半翅目蟾蝽科（g，h）昆虫
图3. 昆虫拟态与覆物伪装行为的化石记录
图4. 拟叶蚤蝼生态复原图（杨定华绘制）182021-08 -
准噶尔盆地东缘泥盆纪古植物学综合研究进展
新疆北部准噶尔盆地周缘陆相泥盆系地层广泛发育，是我国北方泥盆植物群的代表产区。准噶尔盆地东西两侧泥盆系地层在古地理上归属于不同的块体，一直以来学者们对新疆准噶尔盆地西缘的植物化石开展了较为深入的研究，而对准噶尔盆地东缘的植物化石研究则较为薄弱。因此，两侧植物群面貌缺乏足够的对比资料，亟待开展对准噶尔盆地东缘的地层学、古生物学的研究工作；这对于早期陆生植物演化、古地理演变等方面的认识也具有重要意义。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所泥盆系研究团队徐洪河研究员，研究生刘炳材、白姣、汪瑶、杨宁对准噶尔盆地东缘富蕴地区晚泥盆世开展了古植物学综合研究工作。相关研究成果在国际古植物学和孢粉学专业期刊Review of Palaeobotany and Palynology上在线发表。
此次研究发现原始鳞木目石松类Gilboaphyton属一新种，其叶基呈假螺旋排列，长六边形至梭形；叶为细长、全缘，叶三分之一处具有两侧齿。通过对同层中孢子化石的分析，进一步确定了该植物化石的地层地质时代。
此外，研究团队还基于全球化石产出记录数据，分析了Gilboaphyton属的时空分布模式。结果显示，Gilboaphyton在早-中泥盆世起源于劳伦大陆（Laurentia）东南缘，并沿瑞亚克洋（Rheic Ocean）向东北和西南方向扩散至西伯利亚和冈瓦纳大陆。数据分析也表明Archaeosigillaria属与Gilboaphyton属具有几乎相同的时空分布模式，暗示二者可能为同一植物。
论文相关信息： Bing-Cai Liu, Jiao Bai, Yao Wang, Ning Yang, Hong-He Xu *, 2021. On the discovery of Gilboaphyton (Lycopsida) from the Upper Devonian of East Junggar, Xinjiang, and its global distribution. Review of Palaeobotany and Palynology. 292, 104473. https://doi.org/10.1016/j.revpalbo.2021.104473.
Fig. 1 南京古生物所泥盆系工作团队成员在新疆富蕴地区进行野外工作
Fig 2 新疆富蕴地区晚泥盆世的原始鳞木目石松类Gilboaphyton fuyunensis以及同层中的孢子
Fig 3 基于全球化石产出记录数据分析而获得的泥盆纪—早石炭世Gilboaphyton 和Archaeosigillaria时空分布模式图162021-08