科研进展
-
缅甸琥珀中发现原位立体保存的甲虫肌肉
肌肉、神经等软组织为重建生物的演化历史提供了不可替代的重要信息。然而在一般的印痕化石中，内部软体组织极为罕见。即使偶有保存，也通常表现为被压扁的痕迹，立体信息几乎完全丢失。
琥珀作为一种特异埋藏化石，具有远高于印痕化石的保存潜力。此前研究者已从新生代波罗的海琥珀、多米尼加琥珀、瓦兹琥珀中的多种昆虫化石中识别出肌肉组织。但在年代更为久远的白垩纪中期缅甸琥珀中，昆虫肌肉仅有过一次报道，发现于一种膜翅目昆虫中。
为此，中国科学院南京地质古生物研究所的科研助理李言达、蔡晨阳研究员等人对缅甸琥珀中的原鞘亚目甲虫开展了一系列形态解剖学和分类系统学研究（Li et al., 2020a,b, 2021a,b）。近日，在对灭绝的副齿边眼甲属（Paraodontomma Yamamoto, 2017）一新种的研究中，发现了甲虫体内原位立体保存的肌肉。该项研究成果已于2021年6月4日在线发表于国际动物学期刊Papéis Avulsos de Zoologia上。
研究采用了荧光、激光共聚焦成像等方法对新种薄脊副齿边眼甲（Paraodontomma leptocristatum Li, Yamamoto & Cai, 2021）及前人报道的同属物种进行观察，获得细致的外部形态机构信息。研究发现该副齿边眼甲属的鞘翅缘折不具翅室，可能不属于网眼甲族（Brochocoleini）。该属的不同种类的鞘翅均具有横脊，同时鞘翅上还具有一种近圆形小鳞片，此前未在其他眼甲科物种中报道过，可能是该属的自有衍征。
通过显微CT扫描，揭示了薄脊副齿边眼甲标本保存较好的内部软组织结构，其中后胸部分的肌肉保存最为完好。在显微CT下，缅甸琥珀中的昆虫标本通常表现为一个空腔或一个同质的高吸收度实体，内部结构的保存非常罕见。这些肌肉没有表现出明显的皱缩，可能表明其保存时经历了快速的干尸化过程。本次肌肉的发现还进一步证明了缅甸琥珀潜在的埋藏学价值。
本项研究由中国科学院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金委和科技部第二次青藏高原综合科学考察研究共同资助。
论文信息：
Li, Y.-D., Yamamoto, S., Huang, D., Cai, C.*, 2020a. A miniaturized ommatid beetle in mid-Cretaceous Burmese amber (Coleoptera: Archostemata: Ommatidae). Papéis Avulsos de Zoologia 60, e20206063. https://doi.org/10.11606/1807-0205/2020.60.63
Li, Y.-D., Tihelka, E., Yamamoto, S., Huang, D., Cai, C.*, 2020b. A close affinity of the enigmatic genus Stegocoleus with Lepidomma revealed by new fossil evidence (Coleoptera: Archostemata: Ommatidae). Palaeoentomology 3(6), 632–640. https://doi.org/10.11646/palaeoentomology.3.6.15
Li, Y.-D., Huang, D., Cai, C.*, 2021a. Revisiting the morphology and systematic placement of the enigmatic Cretaceous ommatid beetle Bukhkalius lindae (Coleoptera: Archostemata: Ommatidae). Papéis Avulsos de Zoologia 61, e20216128. https://doi.org/10.11606/1807-0205/2021.61.53
Li, Y.-D., Yamamoto, S., Huang, D., Cai, C.*, 2021b. New species of Paraodontomma from mid-Cretaceous Burmese amber with muscle tissue preservation (Coleoptera: Archostemata: Ommatidae). Papéis Avulsos de Zoologia 61, e20216153. https://doi.org/10.11606/1807-0205/2021.61.53
薄脊副齿边眼甲（Paraodontomma leptocristatum）的整体形态，普通反射光
薄脊副齿边眼甲（Paraodontomma leptocristatum）的形态细节，激光共聚焦显微图像
薄脊副齿边眼甲（Paraodontomma leptocristatum）的显微CT切面，示立体保存的肌肉组织212021-06 -
青藏科考发现埃迪卡拉生物群化石2020年7月，南京古生物所早期生命研究团队与北京大学、成都理工大学的科研人员合作，在对青藏高原柴达木盆地开展野外科学考察的过程中，首次在柴达木板块北缘的全吉山地区发现了典型的埃迪卡拉生物群化石。这是继湖北三峡地区之后，在中国发现的第二个埃迪卡拉生物群化石产地；也是迄今为止在青藏高原发现的最古老的化石生物群。
青藏高原是中国科学院南京地质古生物研究所的重点研究地区之一。长期以来，南京古生物所科研人员在青藏高原古生物学、地层学和古地理学研究，以及探讨高原隆升过程等方面都做出了重要贡献。近年来，以现代古生物学和地层学国家重点实验室中青年科学家为主的地层古生物研究团队，正在执行我国第二次青藏的科考任务。
2020年7月，南京古生物所早期生命研究团队与北京大学、成都理工大学的科研人员合作，在对青藏高原柴达木盆地开展野外科学考察的过程中，首次在柴达木板块北缘的全吉山地区发现了典型的埃迪卡拉生物群化石。这是继湖北三峡地区之后，在中国发现的第二个埃迪卡拉生物群化石产地；也是迄今为止在青藏高原发现的最古老的化石生物群。相关成果于2021年6月14日在线发表于国际知名地学类综合性期刊《地质学》（Geology）。
联合考察队伍在全吉山
埃迪卡拉生物群生活在距今约5.75~5.39亿年前的埃迪卡拉纪晚期，是寒武纪生命大爆发前夕全球分布范围最广的复杂生物群。埃迪卡拉生物群包括多种类型的宏体软躯体生物，它们不仅对理解早期动物演化具有重要意义，其不同的化石组合也是埃迪卡拉纪晚期地层划分与对比的标志。同时，对全吉山地区元古宙地层序列的综合分析对比，可为探讨柴达木板块和华北板块在前寒武纪末期的古地理关系及当时全球古地理格局提供重要证据。
全吉山剖面野外照片，其中全吉山生物群产于皱节山组紫红色砂岩底部
全吉山地区位于柴达木板块北缘的欧龙布鲁克微陆块。全吉群在该区域发育良好，与下伏古元古代达肯大坂群变质岩和上覆寒武纪小高炉群均为不整合接触。全吉群上部地层由老到新依次为红藻山组、黑土坡组、红铁沟组和皱节山组。其中红铁沟组为冰川发育时期沉积的冰碛岩。联合考察队伍在全吉山剖面皱节山组发现大量宏体化石，将该化石组合命名为全吉山生物群。
本次在皱节山组新发现的埃迪卡拉化石以恰尼虫（Charnia）为代表。恰尼虫是埃迪卡拉纪晚期固着生长于海底的叶状体生物，也是埃迪卡拉生物群中最为典型的化石之一。其最早出现于距今约5.74-5.6亿年的阿瓦隆组合，最晚出现于距今约5.5-5.4亿年的纳玛组合。虽然埃迪卡拉生物群的亲缘关系尚存争议，但最近的研究证据表明，至少它们中的一部分可能是后生动物的祖先，和现生的动物门类存在联系，其中就包括恰尼虫。
全吉山生物群的代表性埃迪卡拉化石恰尼虫（A-C）和陕西迹（E-G）
此外，皱节山组产出数量更为丰富的陕西迹（Shaanxilithes）化石。陕西迹是一种具有密集排列横纹的条带状化石。陕西迹普遍发现在距今5.5~5.39亿年的地层中，包括华南、华北、印度、西伯利亚以及纳米比亚，是一种埃迪卡拉纪末期潜在的标准化石分子。
恰尼虫和陕西迹在皱节山组的共同出现，说明皱节山组的沉积时代很可能为距今5.5-5.39亿年前。在全吉山地区，皱节山组底部盖帽白云岩和下伏红铁沟组冰碛岩呈连续沉积，其间没有发生沉积间断，表明红铁沟组冰期沉积发生的时间是埃迪卡拉纪晚期，且很可能晚于约5.8亿年前的噶斯奇厄斯（Gaskiers）冰期（新元古代最后一次冰期）。
柴达木板块全吉群上部与华北地台西缘和南缘的新元古代地层非常相似。在宁夏贺兰山地区，新元古代地层由正目观组（冰碛岩）和兔儿坑组（粉砂质板岩）组成；在豫西地区，新元古代地层则由罗圈组（冰碛岩）和东坡组（粉砂岩）组成。它们与全吉群上部的红铁沟组（冰碛岩）和皱节山组（细砂岩）组合非常相似，并且在碎屑岩地层中都产出陕西迹化石。同时，在上述地区，冰碛岩和碎屑岩地层的组合与上覆寒武纪和下伏古-中元古代地层均呈不整合接触。
柴达木盆地全吉山、华北板块西缘贺兰山及南缘豫西地区代表性剖面地层对比关系
这些相似性表明，柴达木板块在埃迪卡拉纪晚期可能位于华北板块附近，华北板块的正目观组和罗圈组冰碛岩也代表了晚于噶斯奇厄斯冰期的冰川沉积。在新元古代雪球地球时期，冰川在全球范围内广泛发育，而显生宙的冰期，如晚奥陶纪冰期和石炭纪-二叠纪冰期，冰川仅在中-高纬度地区出现，这一模式可能在埃迪卡拉纪晚期已经开始。华北板块和柴达木板块埃迪卡拉纪晚期冰川的发育，表明该时期这两个板块很可能处于中-高纬度地区，而非此前认为的低纬度地区。
埃迪卡拉纪末期（5.5亿年前）柴达木板块与华北板块在全球古地理中的位置
本研究得到了第二次青藏高原综合科学考察研究“新元古代-古生代重要转折期生物多样性变化及其演化”专题、中国科学院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金委员会、国家科技部、中国科学院青年创新促进会等项目的联合资助。
论文信息：Pang K*, Wu C, Sun Y, Ouyang Q, Yuan X, Shen B, Lang X, Wang R, Chen Z*, Zhou C*, 2021. New Ediacara-type fossils and late Ediacaran stratigraphy from the northern Qaidam Basin (China): paleogeographic implications. Geology, 49, https://doi.org/10.1130/G48842.1182021-06 -
《地球上消失的生命：生命历史上的大灭绝》 正式出版
由中国科学院南京地质古生物研究所孟凡巍副研究员与方艳高级工程师翻译的美国科普作家Jon Erickson的《地球上消失的生命：生命历史上的大灭绝》（Lost Creatures of the Earth: Mass Extinction in the history of life）一书，于2021年4月由科学出版社正式出版。
地质历史的长河中，出现过许多光怪陆离的生物，它们或昙花一现，或繁衍至今。这些幸存下来的生物组成了如今我们熟知的自然界。而通过过去沉积岩石的年龄，可以识别出这些生物化石出现的先后顺序。
从生命起源到人类演化，从深邃深海到遥远星空，图书系统介绍了各个地质时代中出现的主要化石类型和对生命的探索历程，内容专业而详尽。译本后附有各种地质术语的解释及英文对照。该书可以作为地层学与古生物等地质学相关专业本科生、从业工作者的参考手册，亦可作为青少年爱好者的高级科普读物。
该图书得到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的支持。
书籍出版信息：美国Jon Erickson著，孟凡巍、方艳 译， 2021年4月出版， 《地球上消失的生命：生命历史上的大灭绝》，科学出版社， ISBN：978-7-03-063998-1
152021-06 -
四川盐边志留纪牙形类动物群研究新进展
牙形类是志留系研究中的重要门类之一，在生物宏演化和生物地层等研究中起到重要作用。华南志留系牙形类研究过去多集中于兰多维列统（Pterospathodus eopennatus带之下）、罗德洛统上部和普利道利统，而对于兰多维列统上部和温洛克统的牙形类的研究却相对薄弱，生物地层划分和对比的精度也有待提高。
此外，近三十年来，志留纪生物事件研究取得重要进展，已识别出多个生物灭绝以及环境事件，例如Ireviken、Mulde和Lau等事件，其中发生于志留纪温洛克世早期的Ireviken事件被认为重创了牙形类动物群。然而，该事件的研究主要是基于波罗的卡地区的材料来展开的，尚欠缺其他地区的证据。因此，华南兰多维列统和温洛克统牙形类的研究不仅是志留系国际标准生物地层建立过程中不可或缺的一步，还对深入理解牙形类宏演化过程具有重要意义。
我国四川盐边的稗子田剖面长期以来被认为是华南志留系兰多维列统至罗德洛统中上部发育最完整的剖面。该剖面出露良好，有较好的工作基础条件，是研究华南志留纪早中期牙形类最理想的剖面之一。但是，长期以来，前人对这个剖面的牙形类仅开展了生物地层学研究，可整体牙形类动物群面貌并不是很清楚，缺乏系统的研究报道。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所博士生闫冠州在吴荣昌研究员的指导下，对盐边稗子田志留系兰多维列统和温洛克统地层进行了详细的牙形类样品采集，力图通过系统研究，全面揭示兰多维列世晚期至温洛克世的牙形类动物群面貌，构建高精度的牙形类生物地层框架，并实例分析牙形类历经志留纪温洛克早期Ireviken事件的表现型式。相关研究成果于近期在线发表在Papers in Palaeontology上。
经实验室分析，在盐边稗子田志留系下稗子田组和上稗子田组共挑选产出32000余枚牙形类，通过精深的系统古生物学研究，鉴定出17属50种，并建立一新种Apsidognathus yanbianensis sp. nov.。其中生物地层学中重要的牙形类Aulacognathus chapini、Kockelella amsdeni、Kockelella ranuliformis、Kockelella walliseri和Pseudooneotodus linguicornis等为华南首次报道。基于牙形类各个属种的产出情况，识别6个牙形类化石带，自下而上依次为：Pterospathodus eopennatus带、Pt. amorphognathoides angulatus延限带、Pt. a. amorphognathoides超带、Kockelella ranuliformis带、Kockelella walliseri延限带和Kockelella patula延限带，并与北美、波罗的卡和澳大利亚等地区进行了细致的对比。
本次研究还运用定量统计方法，系统分析了稗子田剖面牙形类多样性演变和动物群转换事件，识别出特列奇阶Pterospathodus amorphognathoides amorphognathoides超带下部的牙形类多样性峰值和华南Ireviken生物事件的发生层位以及牙形类动物群转换型式。此外，根据丰富的标本产出，对比了特列奇阶关键带化石Pterospathodus的种（或亚种）在华南、北美和波罗的地区地层延限，提出生态特征差异可能是Pterospathodus的种或亚种在不同地区延限不同的原因。
本研究得到中国科学院先导专项B类和国家自然科学基金的资助。
论文相关信息：Yan, G.Z. & Wu, R.C. 2021. Silurian (late Llandovery – Wenlock) conodont fauna and biostratigraphy from the Yanbian area of Sichuan Province, south‐west China. Papers in Palaeontology, 1-32, https://doi.org/10.1002/spp2.1364
四川盐边稗子田剖面牙形类产出
稗子田剖面牙形类多样性演变和动物群转换型式
图示稗子田剖面部分牙形类化石
312021-05 -
碳同位素地层学与生物地层学识别华北地台寒武系SPICE事件
华南寒武系主要由斜坡相沉积碎屑岩地层构成，三叶虫化石多为全球性分布的球接子类化石，便于进行全球对比。华南地区已经建立了新的寒武系年代地层框架，全球寒武纪地层划分框架也在该基础上形成。而华北寒武系主要由浅水台地相沉积碳酸盐岩地层构成，三叶虫化石多为地方性分子（区域性化石）。由于华北缺乏生物地层标志化石，加之华南、华北两个板块分属不同的沉积环境，导致两个不同相区的地层精确划分和对比长期以来存在较多困难。
碳同位素地层学对碳酸盐岩相区能够进行精确的全球地层对比。因此，通过碳酸盐岩的碳同位素地层学，结合浅水台地相的生物地层学，可以对两个不同相区生物地层/年代地层进行精确划分和对比。
依托于现代古生物学和地层学国家重点实验室开放课题，中国科学院南京地质古生物研究所孟凡巍副研究员、袁金良研究员以及美国密苏里大学Schiffbauer J D副教授等人，与临沂大学任咣营教授（特聘）进行合作，对华北地区晚寒武世的十几个剖面开展地质调查，采集了大量的化石和岩石标本。在生物地层学、岩石地层学、年代地层学和地球化学等综合研究基础上，通过对高分辨率的碳同位素地层研究，在华北地区识别出苗岭统和芙蓉统界线之间的SPICE（Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion）事件。研究成果已在线发表于知名国际地层学与古生物学期刊Lethaia上。
研究发现，碳同位素正漂移记录比山东已知的δ13C漂移剖面更加完整，该曲线反映了本地区古环境/海平面的区域性变化以及与全球性变化的异同，进而解释了九龙山剖面崮山和炒米店组属于浅水台地古环境；但该剖面所代表的古环境海水较深于山东其他地区。在九龙山剖面界线层上研究人员还发现了光滑小凤凰虫Fenghuangella laevis Park and Choi, 2011，这在我国属首次发现，该化石的发现为苗岭统和芙蓉统界线的划分和对比提供了有力证据；同时，在华北地台崮山组（古丈期）初次建立了以“种”的首现（FAD，the First Appearance Datum）为标准的化石带；解决了华北台地相与华南斜坡相地层苗岭统和芙蓉统界线之间的对比难题。
本研究得到现代古生物学和地层学国家重点实验室（中国科学院南京地质古生物研究所）的资助。
论文相关信息：Ren, G., Meng, F., Pulsipher, M. A., Schiffbauer, J. D., Yuan, J., Zhao, Y., Guo, Y., Gao,J., & Chang, C., 2021. A contiguous record of the SPICE event, sea level change and the first appearance of Fenghuangella laevis in Shandong Province, North China. Lethaia, https://doi.org/10.1111/let.12425.
图1. 华北九龙山剖面的岩石地层、生物地层和化学地层柱状图
图2. 华北九龙山和白家山剖面发现的光滑小凤凰虫化石标本
图3. 九龙山剖面中的SPICE事件-生物带与山东、辽宁等剖面的对比图
图4. 华北九龙山剖面与劳伦古大陆的SPICE事件的剖面对比图
282021-05 -
内蒙古新化石为被子植物起源之谜提供关键证据被子植物（有花植物）是植物界最进化、种类最丰富的植物大类群，在现今陆地生态系统中占据主导地位。被子植物的起源和早期演化一直都是演化生物学中最重要的科学问题之一。
被子植物（有花植物）是植物界最进化、种类最丰富的植物大类群，在现今陆地生态系统中占据主导地位。被子植物的起源和早期演化一直都是演化生物学中最重要的科学问题之一。而被子植物化石在1亿多年前的白垩纪地层中突然大量出现，似乎与进化论的观点“生物演化是渐进的”相悖，达尔文对此感到困惑不解，称之为“讨厌之谜”。
近日，南京古生物所史恭乐研究员领衔的由中、美两国科学家组成的国际团队，在我国内蒙古发现了一个特异埋藏的早白垩世植物化石群，通过对其中保存精美的硅化植物标本的研究并结合谱系发育分析，发现被子植物的祖先类群早在距今约2.5亿年前就已经出现。相关研究进展于2021年5月26日在英国《自然》（Nature）杂志在线发表。
分子谱系学重建的种子植物系统发育认为，现生裸子植物和被子植物是远亲。所以，回答被子植物起源的问题，需要在绝灭化石类群中寻找被子植物的近亲。
本次在内蒙古发现的硅化植物化石，不仅完整的保存了植物器官的三维形态，还保存了植物体组织和细胞的细节信息。通过重建化石植物的三维外观形态和内部解剖结构，发现其中已绝灭的一类种子植物——盔籽，具有类似被子植物原始类群外珠被的结构——包裹种子的弯曲壳斗。裸子植物的种子仅有一层珠被，而被子植物的种子则具有两层珠被，这被认为是被子植物区别于裸子植物最重要的特征之一。
基于已发表的种子植物形态数据矩阵和本次研究的新认识，研究团队重新构建了一个包括31个分类群和83个性状的形态数据矩阵，通过不同方法的谱系发育分析均显示，包括盔籽植物、开通植物等在内的，具有相似弯曲壳斗的绝灭种子植物是被子植物的近亲，并很可能包括了被子植物的直接祖先。这一大类绝灭种子植物的化石可追溯至晚二叠世，表明被子植物的祖先类群早在距今约2.5亿年前就已经出现，并不是在白垩纪突然出现的。
相关研究是中国古植物学对被子植物演化理论认识的重要突破，为理解被子植物白垩纪之前的演化提供了关键证据，部分程度上回答了达尔文的“讨厌之谜”。
研究得到了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）、国家自然科学基金和美国国家科学基金等项目的支持。
相关论文信息：Gongle Shi, Fabiany Herrera, Patrick S. Herendeen, Elizabeth G. Clark, Peter R. Crane. (2021) Mesozoic cupules and the origin of the angiosperm second integument. NATURE. https://dx.doi.org/10.1038/s41586-021-03598-w.
内蒙古霍林河盆地早白垩世硅化植物化石剖面
内蒙古早白垩世硅化的盔籽植物解剖结构
利用分割显微断层扫描数据三维重建的内蒙古早白垩世盔籽植物
272021-05 -
西藏雅鲁藏布江缝合带西段放射虫研究新进展放射虫(Radiolarian)是一类单细胞的海洋原生生物，营浮游生活，一般具有结构精致的硅质骨架。其种类繁多，演化迅速，分布广泛，从寒武纪到现代一直都是具有重要生物地层学意义的化石门类，尤其是在确定深海相地层的时代及其古地理环境方面能够起到独特作用，同时在解决板块缝合带中复杂的蛇绿岩套的时代与形成环境等问题上也发挥着关键作用。
放射虫(Radiolarian)是一类单细胞的海洋原生生物，营浮游生活，一般具有结构精致的硅质骨架。其种类繁多，演化迅速，分布广泛，从寒武纪到现代一直都是具有重要生物地层学意义的化石门类，尤其是在确定深海相地层的时代及其古地理环境方面能够起到独特作用，同时在解决板块缝合带中复杂的蛇绿岩套的时代与形成环境等问题上也发挥着关键作用。
雅鲁藏布江缝合带是欧亚板块与印度板块碰撞的标志，残留了一些已消失的新特提斯洋的地质记录，是研究新特提斯洋演化和青藏高原隆升过程的热点地区。根据其中蛇绿岩的地域展布特征，该缝合带从东至西大致可划分为三段，即东段（曲水至墨脱段）、中段（昂仁至仁布段）和西段（萨嘎以西至中印边境段）。由于受自然环境和交通条件的限制，以往大多数放射虫研究主要集中于雅鲁藏布江缝合带的中、东段地区，而西段的研究则相对匮乏。
近年来，中国科学院南京地质古生物研究所罗辉研究员课题组对雅鲁藏布江缝合带西段的放射虫化石开展了一系列系统研究，在缝合带内的混杂岩中采获了一些保存精美的侏罗-白垩纪放射虫化石。近期，课题组博士研究生崔肖辉等与澳大利亚昆士兰大学的Jonathan C. Aitchison教授合作，系统报道了普兰地区姜叶玛剖面层状硅质岩中发现的早白垩世欧特里夫期至晚巴雷姆期放射虫化石。该研究成果已发表在国际地学研究期刊《白垩纪研究》（Cretaceous Research）上。
研究人员从中识别出2个放射虫化石带（Cecrops septemporatus zone和Aurisaturnalis carinatus zone）和2个亚带（Aurisaturnalis carinatus carinatus subzone和Aurisaturnalis carinatus perforatus subzone），并与西特提斯及日本等地同期放射虫化石带进行了详细对比，补充完善了雅鲁藏布江缝合带西段早白垩世放射虫生物地层格架，为已俯冲至欧亚板块之下的新特提斯洋壳提供了可靠的时代约束。同时，地球化学数据显示，地层凝灰岩的SiO2含量在79.84%到94.65%之间，平均为89.39%。依据硅质岩岩石地球化学特征，还进一步阐明了姜叶玛剖面含放射虫硅质岩可能形成于靠近大陆边缘的深水盆地环境。这说明，印度板块和欧亚板块之间的新特提斯洋深水相沉积可以从中三叠世一直持续到早白垩世晚巴雷姆期，它们记录了新特提斯洋相对完整的演变历史。
相关研究得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项（B类）和科技部第二次青藏高原综合科学考察研究的共同资助。
论文相关信息： Cui X.H., Luo H., Aitchison J.C., Li X., Fang P.Y., 2021. Early Cretaceous radiolarians and chert geochemistry from western Yarlung Tsangpo suture zone in Jiangyema section, Purang county, SW Tibet. Cretaceous Research 125, 104840. https://doi.org/10.1016/j.cretres.2021.104840.
图1. 西藏雅鲁藏布江缝合带普兰地区地质简图
图2 早白垩世放射虫化石组合(带)对比表
图3. 姜叶玛剖面早白垩世放射虫化石
图4. 姜叶玛剖面早白垩世放射虫化石
242021-05 -
种子植物的辐射可能是触发晚古生代冰期直接原因晚古生代大冰期发生了显生宙以来持续时间最长、规模最大的成冰事件，这次冰期导致全球古海洋、古气候、古生态发生显著变化，是地球气候环境演化历史上的关键转折期。
晚古生代大冰期发生了显生宙以来持续时间最长、规模最大的成冰事件，这次冰期导致全球古海洋、古气候、古生态发生显著变化，是地球气候环境演化历史上的关键转折期。这次冰期的序幕可以追溯到石炭纪最早期（距今3.55亿年左右），全球气候急剧变冷并伴随显著的碳循环波动 (杜内中期碳同位素正漂移事件，TICE)，是晚古生代全球气候由“温室”到“冰室”转换的冰期正式开始的重要标志性事件。一直以来，维管植物特别是种子植物的登陆和大规模繁盛被认为是触发全球变冷和晚古生代冰期成冰事件的重要原因之一，但长期缺乏证据揭示它们之间的直接因果联系。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所青年科学家陈波、陈吉涛、郄文昆、黄璞等人与来自南京大学、厦门大学以及英、德、美等国的国内外同行合作，对石炭纪杜内期这一关键时期的古海洋环境变化及其与种子植物的演化关系进行了详细研究。系统地揭示出陆地生态系统演变是如何通过影响地表生物地球化学循环而最终导致全球气候变化的全过程。相关研究成果于5月1日在线发表于国际地学知名期刊《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）。
通过对华南和越南等地5条早石炭亚纪剖面开展详细的碳、锶、氧同位素分析（分别指示碳循环、大陆风化和古温度变化），同时系统地梳理了晚泥盆世-早石炭亚纪早期全球种子植物属一级多样性及其地理分布变化，研究者发现海水的锶同位素比值在杜内期中期开始下降，并伴随着碳酸盐碳同位素值和牙形刺氧同位素值的增加（图1）。这三个同位素体系的耦合变化正对应于种子植物早期演化阶段中最重要的一次辐射事件（图2）。此次事件中，种子植物以多样性的快速增加和分布范围的显著扩张为特征。
本次研究表明：早石炭亚纪杜内期种子植物的辐射和扩张导致硅酸盐尤其是玄武质硅酸盐风化的增加（87Sr/86Sr值下降），使得磷等陆源营养物质大规模输入到海洋中，从而促进全球海洋生产力的提升和有机碳埋藏量的增加（δ13Ccarb值升高）；而硅酸盐风化和有机碳的埋葬会大量地消耗大气中的二氧化碳，最终导致气候的变冷（δ18Oapatite值升高）和全球气候由“温室”向“冰室”期的转换。研究结果对我们进一步理解陆地生态系统的兴起及其在塑造全球气候中所扮演的角色有重要意义。
本次研究中碳酸盐碳同位素、牙形刺氧同位素分析工作在南京古生物所实验技术中心稳定同位素实验室完成，感谢刘静高工在碳同位素分析上给予的帮助和谭超工程师在图画绘制上提供的支持。
该研究受中国科学院先导战略专项B类项目和国家自然科学基金委项目共同资助。
论文相关信息：Bo Chen*, Jitao Chen, Wenkun Qie, Pu Huang, Tianchen He, Michael M. Joachimskic, Marcel Regelous, Philip A.E. Pogge von Strandmannd, Jiangsi Liu Xiangdong Wang, Isabel P. Montanez, Thomas J. Algeo. (2021). Was climatic cooling during the earliest Carboniferous driven by expansion of seed plants? Earth and Planetary Science Letters Volume 565, 116953. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2021.116953.
图1.早石炭亚纪杜内期碳、氧、锶同位素变化与种子植物演化之间的关系
图2.晚泥盆世-早石炭亚纪种子植物属级多样性和分布范围变化
122021-05 -
拉萨地块中二叠世特色有孔虫组合为古地理重建提供依据
青藏高原复杂的古地理演化一直是众多学科研究的焦点。青藏高原整体是由众多地块在不同时期逐渐拼合而成，其中拉萨地块的古地理演化长期备受争议。了解青藏高原上特色的古生物地理对于二叠纪时期古地理重建具有重要的指示意义。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代团队张以春研究员课题组对拉萨地块中部扎布耶茶卡湖北面中二叠统地层中的有孔虫动物群开展了系统研究。该研究在线发表于《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）期刊上。
研究发现该有孔虫动物群中含有重要的Shanita-Hemigordiopsis组合。该生物组合最早是在上世纪70年代的缅甸发现，但其时代一直无精确约束，一般都认为是中晚二叠世。本研究中发现了与其伴生的Kahlerina、Neoschwagerina等类，这些的时代明显为中二叠世。
另外，科研人员对Shanita-Hemigordiopsis生物组合在全球的分布进行了详细地分析研究，证实了该组合只分布于基墨里陆块和部分冈瓦纳大陆北缘。这种特殊的古地理分布很难单纯地用古生物地理的纬向差异来解释。通过结合Shanita的演化、生长环境及其他方面的证据，研究提出了控制Shanita-Hemigordiopsis组合分布的主要因素是洋流，沿新特提斯洋的洋流对Shanita-Hemigordiopsis的扩散起到了关键性作用。该模式也进一步证明了新特提斯洋在中二叠时期就已经打开。
该研究受国家自然科学基金委重大研究计划重点项目、科技部第二次青藏高原综合科学考察研究、中国科学院先导战略专项B类项目共同资助。
论文相关信息：Ju Q., Zhang Y.C., Qiao F., Xu H.P., 2021. A Middle Permian assemblage of smaller foraminifera (Shanita-Hemigordiopsis assemblage) from the central Lhasa Block and its paleobiogeographic implications. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 572, 110417. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2021.110417.
Shanita, Hemigordiopsis等有孔虫
Shanita-Hemigordiopsis组合的分布图
062021-05 -
漳浦生物群：新生代最丰富的热带雨林化石库
中中新世气候适宜期（Middle Miocene Climatic Optimum），出现于1700~1400万年前的中新世中期，是地质历史时期一次强烈的增温事件。当时大气二氧化碳含量显著高于现今水平，全球年均温较现今高3~7℃，这与目前预测2100年的气候环境存在很大的相似性。因此，了解该适宜期的气候和生物群的变化过程，对预测全球变暖背景下未来气候和生物群的变化具有重要意义，并可以帮助人类更高效地应对未来面临的环境危机。过去是了解未来环境变化的钥匙，而化石无疑是其中最重要的一把钥匙。尽管已经发现了许多中新世中期的化石类群，但我们对该时期热带生物群的了解仍旧非常有限。
中国科学院南京地质古生物研究所王博研究员和史恭乐研究员带领的团队于2010年在福建东南沿海漳浦县佛昙群地层首次发现了漳浦生物群，其地质时代（约1470万年前）恰处于中中新世气候适宜期的晚期。近十年来，王博和史恭乐领导的由多个学科的30位研究人员组成的联合团队，对该生物群的多样性、古生态和古气候意义开展了详细研究。研究结果表明漳浦生物群是一个物种极其丰富的热带季雨林化石库，其中漳浦琥珀生物群是世界四大琥珀生物群之一。该研究为我们了解现代亚洲热带雨林生态系统的演化及其如何响应未来气候变暖提供了参考。相关研究于2021年4月30日在线发表于《科学进展》(Science Advances)。
本研究取得的主要进展和意义如下：
1. 漳浦生物群是一个多样性极高的中新世热带季雨林化石库。研究团队历经10年持续的野外采集工作，获得了25000余枚含虫琥珀和逾5000块植物压型/印痕化石标本。其中，植物叶化石包括蕨类2种，单子叶植物3种，双子叶植物78种；此外还有20余种果实和种子化石。古植物群中多样性最高、化石标本最丰富的类群包括龙脑香科、豆科、樟科和藤黄科。植物化石中其它泛热带分布的科还有番荔枝科、漆树科、橄榄科、大戟科、野牡丹科、桑科、肉豆蔻科和桃金娘科。这些科的植物都是现今东南亚热带雨林的优势类群。
漳浦琥珀来自龙脑香科植物，含有大量的动、植物化石。目前，琥珀中已发现节肢动物（包括昆虫）超过250科；多足纲有马陆、蜈蚣等，蛛形纲有丰富的螨、蜱、蜘蛛、盲蛛和拟蝎。琥珀中昆虫最为丰富，包括至少20目200科；其中最常见的是双翅目，约占总数的55%；其次为膜翅目（各种蜂和蚂蚁）；再次为鞘翅目（甲虫）以及半翅目（蚜虫、蝉、蝽等）。此外，琥珀中还包含有大量羽毛、植物、腹足类和微生物化石。基于已发现的动、植物化石种类，漳浦生物群已成为世界上物种最丰富的新生代热带雨林化石库。
2. 漳浦琥珀保存了大量的动、植物化石，是世界四大琥珀生物群之一。漳浦琥珀生物群是近百年来新发现的最丰富的琥珀生物群。从节肢动物多样性看，漳浦琥珀生物群以250个科居于多样性第三位，低于缅甸克钦琥珀生物群（白垩纪中期，约1亿年前；近600个科）和波罗的海琥珀生物群（始新世，约4800~3400万年前；近600个科），但高于多米尼加琥珀生物群（中新世中期，约2000~1500万年前；约200科）。与其他大部分琥珀不同，漳浦琥珀有精确的地质年龄和古气候数据，可以清晰地了解该琥珀生物群的环境背景。更重要的是，漳浦琥珀生物群也是最丰富的来自科研采集（非商业开采）的琥珀生物群，保留了初始的古生态和埋藏学信息，为其他琥珀生物群的古生态恢复和埋藏学偏差矫正提供了珍贵的对比数据。
我国是化石资源极其丰富的大国。但琥珀（特别是虫珀）作为一种特殊化石，在我国发现很少，广为人知的只有抚顺一个琥珀丰富的产地。在自己的国土上发现世界顶级的琥珀生物群是每一个古昆虫学者的愿望。自从1931年秉志先生首次开展中国琥珀研究，历经数代中国古昆虫学者的努力，在90年后终于实现了此愿望。南古所琥珀研究团队于2014年报道了抚顺琥珀生物群的面貌和组成（Current Biology，2014），使其成为世界上种类最丰富的琥珀生物群之一。该团队还于2018年首次报道了白垩纪晚期缅甸提林琥珀生物群的面貌特征（Nature Communications，2018）。漳浦琥珀生物群是该团队领导完成的第三个经过多学科、系统性研究的琥珀生物群。该发现也彰显了我国是一个琥珀资源富饶的国家。
3. 中新世中期，热带季雨林曾分布至福建南部（北回归线以北）。植物群的区系组成和叶相组成都显示漳浦中中新世植物群代表一个热带季雨林，其叶相组成最类似于现今泰国中部，印度中部和恒河三角洲的植被。植物化石叶相古气候分析显示，漳浦地区中中新世处于热带北缘，年均温22.5 ± 2.4 °C，夏季均温27.1 ± 2.9 °C，冬季均温17.2 ± 3.6 °C，生长季约12个月，生长季降水1929 ± 643 mm，春季是最干旱的季节。叶相分析定量重建的漳浦地区中中新世夏季气温比冬季高约10 °C，低于现今漳浦的气温季节性差异（约15 °C）。但中中新世漳浦地区降水的季节性差异和现今接近。
4. 中新世中期热带生物群的北迁可能强烈影响了东亚生物区系的形成。漳浦生物群含有大量典型的东南亚热带生物类群，例如部分有花植物、苔藓、蜗牛、蜘蛛以及许多蚂蚁、蜜蜂、蟋蟀、甲虫等昆虫目前只分布于东南亚热带雨林地区（甚至大洋洲北部）。在中中新世的温室效应背景下，漳浦地区冬季最低气温明显上升，减弱了冻死效应（winterkills），可能是热带生物群向北迁移的最重要的因素。热带生物群“北伐”运动带来了大量入侵种，并引起了当地生物链、生物地球化学循环和气候条件的变化，可能强烈影响了东亚原有的生物类群，进一步塑造了当今的东亚生物区系。
5. 研究结果支持了“热带雨林是生物多样性的博物馆”的观点。漳浦生物群中绝大部分节肢动物（特别是蚂蚁、蜜蜂、跳虫、蟋蟀、蚊类等）都是现生属，为各类群的分子系统学研究提供了很好的时间校正点。属级阶元的稳定性表明亚洲热带雨林生物群早在1500万年前就达到了现今的生态结构，显示了森林生态系统具有“点断平衡”的演化特征，并支持了“热带雨林是生物多样性的博物馆”的观点。
相关研究成果由中国科学院南京地质古生物研究所、中国科学院大学、中科院西双版纳热带植物园、中科院动物所、中山大学、中国农业大学、首都师范大学、临沂大学、曲阜师范大学、香港大学、英国开放大学、德国哥廷根大学、慕尼黑大学、森肯伯格自然历史博物馆、法国自然历史博物馆、雷恩大学、美国印第安纳大学香槟分校、美国自然历史博物馆、堪萨斯大学、波兰格但斯克大学、黎巴嫩大学组成的国际研究团队共同完成。
“十年磨一剑”，此项研究成果是团队所有人历时十年辛勤劳动和无私奉献的结晶。本研究是漳浦生物群的初步成果，着重展现漳浦生物群的总体面貌，但仍有大量化石需要详细鉴定（例如目前只鉴定了8000余枚虫珀）。研究团队将陆续对一些重要动、植物类群开展深入的分类学、系统发育学和古生态学研究。
该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。福建省地质调查研究院和漳州滨海火山国家地质公园为本研究的开展提供了重要支持。南古所画师杨定华绘制了生态复原图。
化石爱好者朱利先生发现众多新的琥珀矿点并开展长期收集工作，磨制了2万余枚标本，为本次虫珀研究提供了重要支持。沈华柱先生为漳浦化石收集提供了大量支持。
相关论文：Wang Bo*, Shi Gongle*, Xu Chunpeng, Spicer R.A., Perrichot V., Schmidt A.R., Feldberg K., Heinrichs J., Chény C., Pang Hong, Liu Xingyue, Gao Taiping, Wang Zixi, ？lipiński A., Solórzano-Kraemer M.M., Heads S.W., Thomas M.J., Sadowski E.-M., Szwedo J., Azar D., Nel A., Liu Ye, Chen Jun, Zhang Qi, Zhang Qingqing, Luo Cihang, Yu Tingting, Zheng Daran, Zhang Haichun, Engel M.S. (2021) The mid-Miocene Zhangpu biota reveals an outstandingly rich rainforest biome in East Asia. Science Advances, 7: eabg0625. https://doi.org/10.1126/sciadv.abg0625.
图1：漳浦生物群产地的野外露头和各类化石。
图2：漳浦生物群的代表性植物化石。
图3：漳浦琥珀中代表性植物和动物。
图4：漳浦琥珀中代表性昆虫。
图5：漳浦琥珀中各类蚂蚁。
图6：漳浦生物群生态复原图。012021-05