科研进展
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中生代锥叶蕨属植物研究取得新进展构建生命之树（tree of life），重建生物类群的系统演化关系是达尔文以来生物学家们的伟大梦想，其中最大的挑战之一是将绝灭类群（化石）整合到系统树中，从而使构建的生命之树更完整。
锥叶蕨属（Coniopteris Brongniart）是地质历史上重要的植物类群之一，是侏罗纪、白垩纪最为繁盛的真蕨植物类群，全球广布。不同时代和地层中产出的种类组合具有显著不同的特点，因此锥叶蕨属在指示古环境和地层划分与中起着重要的作用，但是锥叶蕨属的性状演化和系统演化位置却是未解之谜。
研究人员发现锥叶蕨属的归属存在异议，主要表现在以下三个方面：第一，传统上将锥叶蕨属归入为蚌壳蕨科主要依据其杯状的囊群盖形态与现代蚌壳蕨科相似，但是真蕨类系统演化研究的结果显示杯状的囊群盖是多次起源的；除了蚌壳蕨科外，其他具有杯状或类似杯状囊群盖特征的类群还有碗蕨科（Dennstaedtiaceae），鳞始蕨科（Lindsaeaceae）等。第二，繁殖器官的性状特征是划分蕨类植物类群最为重要的依据之一，孢子囊环带类型是真蕨类植物重要的分类特征。锥叶蕨属中的许多种类被发现具有水龙骨目类型的不完整的、直立环带，而非蚌壳蕨科（桫椤目）所具有的完整的、倾斜的环带类型。第三，根据目前所描述的化石类型，中生代的锥叶蕨属植物均为草本类群，植株体矮小，至今尚未发现乔木状类型；而蚌壳蕨科均为乔木状类群，植株体相比高大。另一方面，中生代的锥叶蕨属植物主要分布于北半球，而蚌壳蕨科主要分布于南半球。
因此，无论从植物整体形态、植物生长习性、地理分布，还是非常保守的繁殖器官的特征，锥叶蕨属与其传统上认为的近缘类群蚌壳蕨科都存在很大的区别，因此锥叶蕨属的归属即其系统演化位置需要重新研究。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所李春香研究员的团队对锥叶蕨属植物的系统位置进行了研究。研究人员以分子系统树为骨架，依据产孢器官以及孢子等繁殖结构的特征，对锥叶蕨属和与其相关的现生类群进行支序分析，重新分析了锥叶蕨属的分类特征和分类位置。
结果显示，锥叶蕨属与碗蕨属Dennstaedtia Bernh.、鳞始蕨属Lindsaea Dryand.、乌蕨属Odontosoria Fée具有较近的亲缘关系，而与它目前所属的蚌壳蕨科中的Calochlaena (Maxon) M. D. Turner & R. A. Whihte、蚌壳蕨属Dicksonia L’Hér.、Lophosoria C. Presl的亲缘关系较远。支序分析的结果表明相对于树蕨类植物蚌壳蕨科而言，锥叶蕨属与水龙骨类植物的亲缘关系更近（尤其是现生碗蕨属），因此提议将锥叶蕨属归于水龙骨类植物的基部类群。另外，研究人员对锥叶蕨属植物的古环境和古气候进行了讨论。
该研究成果近期在线发表于《白垩纪研究》（Cretaceous Research）上。
本项研究获得上海市科技攻关项目（G162422）、中科院战略性先导科技专项（B类）和现代古生物学和地层学国家重点实验室自主性项目的资助。
论文信息： Chunxiang Li, Xinyuan Miao，Libing Zhang，Junye Ma, Jiasheng Hao (2019). Re-evaluation of the systematic position of the Jurassic–Early Cretaceous fern genus Coniopteris. https://doi.org/10.1016/j.cretres.2019.04.007282019-04 -
藏南放射虫化石限定新特提斯洋初始演化时间近日，中国科学院南京地质古生物研究所罗辉研究员的课题组发现了雅鲁藏布江缝合带内最古老的放射虫动物群，这些产于藏南中三叠世安尼期硅质岩中的放射虫化石，为揭示新特提斯洋的初始演化提供了重要的时代约束。
放射虫（Radiolaria）是一类单细胞的深海浮游生物，分布广泛，演化迅速，具有重要的生物地层学意义。由于放射虫硅质的骨架可以在碳酸盐补偿深度（CCD）以下的深海区得以保存，因此在确定深海相地层的时代上起到独特甚至关键的作用。在板块碰撞带中，放射虫硅质岩常是蛇绿岩套的重要组成部分，记录了已消失的古海洋的沉积历史。
雅鲁藏布江缝合带是欧亚板块与印度板块碰撞的产物，残留新特提斯洋的古洋壳碎片。由于该带经受了强烈的构造运动，使得原来处于不同环境、不同成因和不同时代的各种岩石混杂在一起，形成了杂乱无章的混杂堆积。这些混杂堆积由不同的岩块和基质组成，有关其形成时代存在着很多争议。通过对这些混杂堆积中广泛分布的硅质岩块体中放射虫化石的详细研究，可为限定该地区混杂堆积的形成时代提供关键的化石依据，对阐释新特提斯洋的形成与演化都具有重要意义。
近年来，罗辉研究员课题组在藏南泽当地区雅鲁藏布江缝合带中采集到了丰富的三叠纪-白垩纪的放射虫化石，产放射虫的层状硅质岩见于缝合带内的混杂岩中，是新特提斯洋沉积物的残余碎片。课题组博士研究生陈迪舒等近日与日本新潟大学松岗笃教授合作，首次报道了泽当布若仓剖面层状硅质岩中发现的中三叠统安尼期放射虫化石，识别出Oertlispongus inaequispinosus 和Triassocampe deweveri两个组合，并分别与欧洲、俄罗斯远东、日本和土耳其等地的相应组合（带）进行了对比。
这是迄今为止在雅鲁藏布江缝合带内发现的最古老的放射虫动物群，为揭示藏南新特提斯洋的初始演化提供了重要的时代约束。该发现表明，至少到中三叠世安尼晚期，在雅鲁布藏布江缝合带东段已具有一个深水的沉积环境。
研究成果发表在国际地学研究期刊《岛弧》（Island Arc）上。相关研究得到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日本科学促进会等共同资助。
论文相关信息：Chen D, Luo H, Wang X, Xu B, Matsuoka A. Late Anisian radiolarian assemblages from the Yarlung-Tsangpo Suture Zone in the Jinlu area, Zedong, southern Tibet: Implications for the evolution of Neotethys. Island Arc. 2019: 1–10. DOI: https://doi.org/10.1111/iar.12302252019-04 -
腕足壳体锶同位素研究精确卡定晚古生代冰期年龄二叠纪是地球从“冰室期”向“温室期”转变的关键时期，对于认识和理解当今地球系统从“冰室”向“温室”转变有着重要的指示意义。而发育了当时地球大部分冰川的高纬度地区则是相关研究的重点。经过长期的研究，在二叠纪时期的南半球识别出了4个冰期（P1 – P4），尤其是在澳大利亚悉尼盆地有着非常好的沉积记录，但是由于缺少精确的放射性同位素测年数据，也没有具有高精度地层指示意义的化石（如牙形类、蜓类等），这些冰期的时代划分以及持续时间仍然无法确定。
在不具备高精度同位素测年的地层中，开展海相碳酸盐岩的87Sr/86Sr也可以用来确定其年龄。而腕足类被认为是开展这项研究的最好材料，澳大利亚二叠纪地层中保存了大量的腕足类和双壳类，因此可以用这些壳体来研究二叠纪海水的87Sr/86Sr，从而确定二叠纪冰期的年龄以及持续的时间。
最近，中国科学院南京地质古生物研究所博士后Claudio Garbelli博士、博士研究生王文倩和张华研究员与其合作者研究了澳大利亚悉尼盆地的腕足和双壳类壳体87Sr/86Sr同位素比值。在借助扫描电镜、阴极发光、微量元素含量及比值、碳氧同位素等手段，严格判断腕足类样品受成岩作用改造程度的基础上，筛选出最能代表原始海水信息的样品，对其进行87Sr/86Sr测试，并将87Sr/86Sr投影到已有的87Sr/86Sr曲线上，得到了悉尼盆地二叠纪P1-P3冰期的绝对年龄及其持续时间。
该项研究对比了用87Sr/86Sr得到的年龄和已经报道过的放射性同位素年龄，发现二者基本一致。根据87Sr/86Sr所获得的绝对年龄，P2和P3冰期分别属于亚丁斯克期早期和沃德期晚期，P3冰期持续了2个百万年；并且从P1到P3，冰期的持续时间越来越短，强度越来越弱，而相应的间冰期持续时间则越来越长。
该成果近日在国际地学期刊《Earth and Planetary Science Letters》上发表，此项研究得到中科院先导项目XDB18000000、XDB26000000（B类）、国家自然科学基金委项目（41420104003）、中国科学院前沿科学重点研究计划项目（QYZDY-SSW-DQC023）、博士后基金（2016M591939）、国际博士后项目（2018PC0042）及澳大利亚研究理事会项目（ARC DP150100690）的共同支持。
相关论文信息：Garbelli, C., Shen, S. Z., Immenhauser, A., Brand, U., Buhl, D., Wang, W. Q., Zhang, H., and Shi, G. R., 2019, Timing of Early and Middle Permian deglaciation of the southern hemisphere: Brachiopod-based 87Sr/86Sr calibration. Earth and Planetary Science Letters, 516: 122-135.232019-04 -
《东特提斯中、新生代地质古生物》专辑出版
最近，国际地质学著名期刊《古地理学、古气候学、古生态学（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）》（学界通常简称《三古》）发行出版了由中国科学院南京地质古生物研究所李建国、沙金庚研究员国际合作团队联合主编的东特提斯中、新生代地质和古生物演化研究的专辑（2019年第515卷）。
自上世纪60年代板块构造理论提出以来，特提斯地区因为经历了复杂的多块体裂解、漂移和拼合而为广大地质学家们所关注。从冈瓦纳大陆北缘裂解产生的众多小陆块分期向北漂移并与北方大陆发生碰撞、拼合形成新的欧亚大陆。这一构造演化过程造成了欧亚乃至全球中、新生代地形地貌和古环境的剧烈变动，对气候和生物产生了巨大影响，决定了现代欧亚大陆的地质、地貌和生物区系格局。
几十年来关于特提斯演化的研究产生了巨量的成果。它们共同反映出在此项研究中存在许多关键科学问题亟待深入探讨，尤其是：1）在联合古陆开始分解时特体斯及其周围的陆块范围怎么样？2）基默里陆块是何时以及如何从冈瓦纳裂离、拼合到原欧亚大陆的？3）印度板块向北漂移的详细历史以及它在何时、何地与欧亚碰撞的？4）新特提斯形成和闭合的时间？5）陆块裂解形成新特提斯的驱动力是什么？6）青藏高原隆升的过程是怎样的，相关隆升事件的准确年代？7）这些构造事件对地球气候和生物的影响如何？等等（见下图）。
对上述每一个问题的回答都需要大量的、不同区域和学科的依据来支撑。目前为止，科学家们所揭露、累积的数据和发现依然非常薄弱，制约了我们对特提斯构造和生物演化的研究进展。新出版的本期“三古”专辑收录了中、澳、瑞、美、英、德、西等多国科学家在东特提斯火山岩石学、地球化学、古生物学和沉积学等领域的最新研究成果，包括13篇研究论文及一篇前言综述。这些新材料、新进展对特提斯演化中的新特提斯开始时间、班公湖-怒江缝合带性质、印度板块裂离和漂移历史、特提斯古环境事件、特提斯闭合及青藏高原隆升对陆地生态系统的影响等科学问题进行了探讨和剖析。这些进展无疑将会为后人研究特提斯演化带来有益的帮助。
该专辑是多国科学家多年联合协作、共同努力的成果。相关研究得到了中国科学院战略先导专项（XDB03010103， XDB26000000和XDA20070202）、国家自然科学基金委（41872004）和IGCP 632项目的资助。
专辑信息：Li, Jianguo, Sha, Jingeng, McLoughlin, Stephen, Wang, Xiaoming, eds., 2019. Palaeogeographic, palaeoclimatic and palaeoecologic evolution of eastern Tethys during the Mesozoic and Cenozoic. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 515.152019-04 -
湖南寒武系磷块岩中发现原位立体保存的六射海绵化石关于海绵动物早期演化的研究，很大程度上受限于不完备的化石记录。除瓮安生物群中报道的可能的海绵化石外，已知最早的海绵骨针可追溯到约5.35亿年前。但由于化石海绵的分类依据大部分来源于骨架的形态结构，因此以往对早期海绵多样性和演化历程的研究，依赖于从寒武纪第二期末期开始出现的页岩相化石库中原位保存的海绵化石。
近期,中国科学院南京地质古生物研究所罗翠副研究员与德国哥廷根大学Joachim Reitner教授合作，发现湖南张家界附近牛蹄塘组底部纽芬兰统的硅质磷块岩中存在原位立体保存的六射海绵化石。这项研究于2019年2月28日在线发表于德国《古生物学杂志》（PalZ）上。
这套磷块岩位于牛蹄塘组镍-钼富集层之下，依据前人的放射性同位素定年和生物地层学研究，推测其沉积时间不晚于寒武纪第二期。原位保存的海绵化石以结核的形式赋存于富碳的硅质磷块岩中，其围岩具有指示自生成因的层状、团块状隐晶质磷酸盐沉积结构，而缺乏机械搬运沉积颗粒。一些化石的骨架被完全包埋在隐晶质的磷酸盐沉积中；而大部分化石的保存状态是骨针首先被等厚、具十字消光特征的隐晶质磷酸盐胶结物所包裹，剩余的骨架空间被更晚期的磷酸盐、石英和焦沥青（pyrobitumen）所充填。
本研究以两枚化石的骨架特征作为案例进行了详细报道。其中一枚以上述第一种方式保存，从薄片中看，其骨架为厚壁类型，由形态相似、大小分为三个层级的三轴骨针构成，其中第二、三级骨针不规则排列。第二枚标本以上述第二种方式保存，研究中用逐层研磨法重建了其在约6mm×5mm×1mm的局部范围内骨针的空间排列。重建所得的结构主要由较大的三轴五射骨针构成，兼具少量的三轴六射骨针、单轴骨针和其他形态的骨针。其中部分五射骨针的切向射针近平行于化石表面，类似于已知六射海绵的下向皮层骨针；而其他骨针的分布总体无序，但在局部互相垂直地交织。这两枚标本所展现的形态特征在页岩相化石库中未见报道，却符合此前以Mehl(1996)、Dohrmann等（2008）为代表的一些学者对早期干群六射海绵的预期。
除原位保存化石外，这套磷块岩的其他样品中也富含零散的海绵骨针，包括一些现生普通海绵中典型的骨针类型以及一些具有六射海绵与普通海绵镶嵌特征的类型，其中有多种骨针形态在原位保存的化石中没有发现，暗示着这一时期该埋藏窗口中海绵动物的生物多样性仍有待进一步挖掘。
本项研究由国家自然科学基金委、中国科学院、中国科学院古生物学与地层学重点实验室以及德国精英大学计划联合资助。
论文信息：Luo, Cui, and Joachim Reitner*. 2019. Three-dimensionally preserved stem-group hexactinellid sponge fossils from lower Cambrian (Stage 2) phosphorites of China. PalZ. doi:10.1007/s12542-018-00441-y.252019-03 -
《华南泥盆纪古生态系统与古环境》专辑出版由中国科学院南京地质古生物研究所郄文昆副研究员、梁昆助理研究员和德国法兰克福Senckenberg研究中心Peter Konigshof博士联合主编的《华南泥盆纪古生态系统与古环境》专辑最近在Springer出版社的国际刊物《Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments》正式出版。这是对近年来我国泥盆纪古生物和古生态研究进展的一次综合整理和系统总结，内容涵盖华南泥盆纪各个阶段的重要生物类群，包括竹节石、腕足类、牙形类、床板珊瑚、介形类和菊石类等，涉及系统古生物学、古生物地理学和古生态学等研究领域的最新进展。
泥盆纪是地球生命演化的关键转折期之一，陆地与海洋生态系统均发生了重大变革。最早的森林开始出现，两栖类得以首次登上古陆，而海洋中发育了地球历史上最大规模的生物礁生态系统，并发生了两次显生宙以来最大的生物集群灭绝事件，即晚泥盆世F-F事件和泥盆纪末Hangenberg事件。随着陆地维管束植物的拓殖，地球表面岩石圈、水圈和大气圈的地质过程发生了显著变化：陆地上化学风化作用增强，导致地表径流中营养元素通量明显变化，大气二氧化碳浓度首次降低至近现代水平，这些因素的综合作用最终影响着海洋生态系统的演变。泥盆纪古海洋发生了多达25次的全球性海平面升降、缺氧/贫氧和生物更替/灭绝事件，揭示出泥盆纪复杂的海-陆-气相互作用。深入研究重点区域和全球尺度上泥盆纪不同海洋生物类群以及生态系统的演化过程，有助于我们理解深时地球生物与环境的协同演化。
华南地区是世界范围内泥盆纪古生物学与地层学研究的重点区域，中国泥盆纪区域年代地层标准均建立在华南浅水台地相区。广西运动结束之后，华南地区自洛赫考夫期开始发生持续的海侵，导致泥盆纪硅质碎屑沉积物覆盖在区域不整合面之上；埃姆斯期和吉维特期裂谷作用增强，广泛分布的浅水台地被深水台间盆地切割，形成棋盘状分布的古地理格局。与此同时，华南地区岩相和生物相亦发生明显分异，记录着不同沉积相区和不同古地理背景下的岩石类型和生物类群，为研究这一关键转折期的生物和环境事件提供了稀缺难得的材料。
专辑包含1篇序言和8篇研究论文，内容主要包括：华南早泥盆世大沙田剖面竹节石动物群及其演化意义；华南及邻区早泥盆世东京石燕动物群时空分布新认识；广西武宣六峰山埃姆斯阶剖面牙形刺动物群；华南地区泥盆纪ambocoelioid(双腔贝类)腕足动物的起源与多样化；华南地区F-F之交腕足动物群古生物地理动力演化过程；广西桂林法门阶顶部额头村组笛管珊瑚形态测量学和古生态学特征研究；贵州独山泥盆系-石炭系界线附近介形虫类；华南泥盆纪-石炭纪之交Hangenberg黑色页岩和cymaclymeniids类菊石。
本专辑得到了中国科学院战略性先导科技专项B类项目(XDB26000000)和国家自然科学基金项目(41772004)资助。
论文专辑相关信息：Qie, W. K.*, Liang, K., Konigshof, P. 2019. Devonian palaeoecosystems and palaeoenvironments of South China. Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments. 99:1–5.222019-03 -
赫南特阶高精度综合地层框架揭示奥陶纪末大灭绝与复苏新模式最近，以中国科学院南京地质古生物研究所王光旭副研究员为首的研究团队总结了全球各板块奥陶-志留纪之交的底栖动物群宏演化序列，综合其他生物及碳同位素地层数据，极大地提升了华南赫南特阶综合地层框架的对比精度。该高精度综合地层框架对奥陶纪末大灭绝的研究具有重要意义。
奥陶纪末生物大灭绝是显生宙地球生命所遭受的第二大灭绝事件，仅次于二叠纪末大灭绝，同时也是唯一一次与冰期相关联的灭绝事件，是国际地学界研究的前沿与热点之一。长期认为，这次灭绝事件的基本过程被描述为两幕式：第一幕起因于凯迪-赫南特期之交冈瓦纳冰盖的形成，造成新的凉水海洋生物全球广布；第二幕则由于赫南特晚期冰川消融，导致早前的凉水动物的整体消亡。尽管已成为广泛接受的研究范式，但这一经典模式所基于的区域对比实际上多限于阶一级的精度（尤其对于碳酸盐沉积及底栖动物），因而很可能随着对比精度的提高而“局部坍塌”甚至“全面崩溃”！
通过数年的努力，王光旭等利用奥陶-志留系界线地层出露连续、发育完好的优势，已经在华南率先建立了赫南特阶综合地层框架。最近，该研究团队系统总结了全球各板块（或块体）奥陶-志留纪之交底栖动物群（以珊瑚和腕足为代表）的宏演化序列，发现它们自下而上有三套迥异的底栖动物群组成。据此，综合笔石生物地层数据，校对了牙形类、几丁类生物地层以及碳同位素化学地层，极大地提高了对比精度，为深入理解奥陶纪末大灭绝的基本过程与实质提供了更高精度综合地层框架。
在新的对比精度下，通过对华南高质量底栖动物群数据的统计与分析，王光旭等进一步提出了奥陶纪末生物大灭绝的新模式：（1）这次大灭绝仅有一幕，发生在凯迪期与赫南特期之交，与南极冈瓦纳冰盖的大规模形成时间吻合，而随着之后赫南特早期冰期的持续，以赫南特贝为代表的凉水动物群迅速扩张并占领全球，后生动物礁完全消失；（2）在赫南特中、晚期，冰期虽已结束，但气候波动依旧存在，造成了海洋动物群的更替，但整体上并没有大灭绝的发生，相反有些类群（如珊瑚、海绵）的多样性甚至明显增加；（3）直到志留纪最早期，随着气候环境的整体恢复，海洋生态系统才开始得以全面复苏。
该成果近日在国际地学期刊《Earth-Sciences Reviews》上发表。此项研究得到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., Zhan, R.B. and Percival, I.G., 2019. The end-Ordovician mass extinction: A single-pulse event? Earth-Science Reviews, 192: 15–33.192019-03 -
头足类古生物地理学研究揭示中–晚奥陶世板块漂移奥陶纪时中国的大部分板块都位于冈瓦纳东北缘的低纬度热带地区，包括华南、华北、塔里木、喜马拉雅、拉萨、滇缅马苏（保山地区），这些板块的古地理位置以及在奥陶纪时的漂移历程一直是研究热点。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所早古生代研究团队方翔博士、张元动研究员等人，联合澳大利亚塔斯马尼亚大学Clive Burrett教授，通过对冈瓦纳东北缘多个地区中、晚奥陶世头足类动物群的研究对比，利用多种定量古生物地理学手段，识别了该地区两个时间段不同的头足类生物地理区系模式，为冈瓦纳大陆东北缘地区古板块恢复重建提供了重要的古生物学依据。
通常认为早古生代头足类营底栖—游泳或游泳生活方式，但是头足类与典型游泳或漂浮生物不同的地方是它不能长时间脱离海床。并且头足类的生存分布空间受到临界深度的限制，所以头足类生物区系具有一定的区域性。此外由于头足类壳体成分是较厚重的碳酸钙，并且壳内通常含有大量的气室或体管钙质沉积物，死亡后会迅速沉降至海底，基本上可以被认为是原域埋藏，因此可以利用头足类生物地理分区来推测古板块之间的相对位置关系，从而为古地理的恢复研究提供第一手资料。
研究人员基于前人已发表的资料以及在华南所做的最新的头足类研究，系统总结了冈瓦纳东北缘多个板块、地区中、晚奥陶世头足类动物群，运用了聚类分析、非度量性多维标度变换和网络分析，在中奥陶世识别了华北–西藏–滇缅马生物区、澳大利亚生物区、华南–阿尔金山生物区，晚奥陶世识别出了华北生物区、华南–塔里木–西藏–滇缅马生物区、澳大利亚生物区。
研究人员根据不同时间段各个生物地理区系的组成变化，以及中、晚奥陶世各地区头足类结构类型的不同，提出中奥陶世华北–西藏–滇缅马生物区应该位于赤道附近的低纬度热带区域，而华南–阿尔金山生物区应该位于次低纬度区域；到了晚奥陶世，由于华南板块向北移动，更加靠近冈瓦纳大陆，华北板块同时北移，远离冈瓦纳大陆，块体的古地理位置和它们之间的漂移活动直接影响了头足类的中、晚奥陶世古生物地理区系格局。
研究成果近日发表于国际知名地学期刊《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。研究得到中国科学院战略性先导科技专项（B类）、国家科技重大专项和国家自然科学基金的支持。
论文相关信息：Xiang Fang*, Clive Burrett, Wenjie Li, Yunbai Zhang, Yuandong Zhang, Tingen Chen, Xuejin Wu, Dynamic variation of Middle to Late Ordovician cephalopod provincialism in the northeastern peri-Gondwana region and its implications. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 521: 127-137. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2019.02.015.182019-03 -
新元古代冰期事件研究获得高精度年龄数据近日，由中国科学院南京地质古生物研究所周传明研究员所领导的新元古代研究团队通过对华南成冰纪两段地层的高精度年龄测定，精确限定了成冰纪斯图特（Sturtian）冰期和马里诺（Marinoan）冰期的结束时间，为新元古代冰川消融的瞬时性和全球等时性提供了直接证据。该研究发表于最新一期国际地学著名期刊《地质学》（Geology）。
新元古代全球性冰期事件是地球历史中最严酷的古气候事件，由于它在重塑地球表面环境和生物演化等方面所表现出的巨大影响，在最近二十年来一直是地质学界的研究热点。雪球地球假说是关于新元古代冰期事件最流行的假说，该假说认为在冰期时整个地球表面（包括海洋和大陆）均被厚厚的冰雪覆盖，并预测冰期的结束在全球范围内是等时和瞬时发生的。
但是，从沉积记录上来确定冰川消融从何时开始存在很大的难度，而从冰碛杂砾岩到冰后期盖帽白云岩的沉积转换是冰期结束的标志性事件，因此可以被用来界定冰期结束的最后阶段。如果这个转换阶段不是全球性等时的，那么冰消期则不可能是全球等时的，而如果冰消期是全球同时发生的，那么这个沉积转换阶段应该是全球等时的。尽管冰期后盖帽碳酸盐岩中△17O异常的广泛分布支持不同板块间盖帽碳酸盐岩为等时性沉积，来自不同板块和沉积盆地的紧密限定从冰碛杂砾岩到盖帽白云岩沉积转换阶段的高精度年龄数据（精度大于1.0百万年）将为证实冰川消融的快速性和全球等时性提供最直接的证据。
目前已经报道的同位素年龄数据都表明成冰纪时期（~720-635Ma）发生了两次全球性冰期事件，即斯图特冰期和马里诺冰期。但是，高精度的年龄数据还比较缺乏，并且它们的地层和古地理分布十分有限，尚不足以证实冰期在全球范围内同时而快速结束的假说。例如，根据目前已经获得的年龄数据，马里诺冰期的结束在澳大利亚晚于636.41±0.45Ma，在纳米比亚晚于635.21±0.59Ma，在华南介于636.3±4.9Ma和635.23±0.57Ma之间。上述年龄数据尽管与马里诺冰期结束的全球等时性相一致，但还不足以证实在上述三个板块冰期结束的等时性。
最近，周传明等与美国加州大学戴维斯分校和弗吉尼亚理工大学的合作者们一起，报道了两个来自华南成冰纪地层的高精度锆石U-Pb CA-ID-TIMS年龄数据。科研人员在贵州东部地区铁丝坳组冰碛杂砾岩（斯图特冰期）之上的盖帽白云岩中发现一层沉凝灰岩，获得其沉积年龄为658.80±0.50Ma，为斯图特冰期结束提供了高精度的最小年龄数据约束。另一个来自云南东部地区南沱组冰碛杂砾岩顶部沉凝灰岩的沉积年龄为634.57±0.88Ma，该年龄值与前人报道的来自湖北宜昌南沱组之上盖帽白云岩顶部的635.23±0.57Ma一起，精确限定了马里诺冰期结束的时间在~635Ma，同时，它们也限定了马里诺冰期盖帽白云岩的沉积时限小于1百万年。
本项研究表明（华南）马里诺冰期的消亡是非常迅速的，同时也进一步支持了成冰纪冰期结束的全球等时性假说。今后更多来自其他板块和沉积盆地的相关高精度年龄数据将对新元古代冰期消亡的瞬时性和全球等时性提供进一步验证。
本项研究得到中国科学院战略性先导科技专项(B类)和国家科技部重点研发计划项目的资助。
论文信息：Chuanming Zhou, M. H. Huyskens, Xianguo Lang, Shuhai Xiao, Qing-Zhu Yin, 2019. Calibrating the terminations of Cryogenian global glaciations. Geology, 47: 251-254. https:// doi .org /10 .1130 /G45719.1042019-03 -
缅甸琥珀揭示甲虫高度特化的捕食行为昆虫纲是自然界中生物多样性最为丰富的类群，而隐翅虫科（鞘翅目）是昆虫中多样性最高的一个庞杂类群，分为32个现生亚科，已描述的种类大约70,000种。目前隐翅虫化石的研究主要集中于探讨它们形态特征的演化，而对某些隐翅虫特殊行为的演化历史知之甚少。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所蔡晨阳研究团队通过对缅甸琥珀中大量的隐翅虫化石进行系统研究，发现了两种突眼隐翅虫化石。它们极其罕见地保存了高度特化的捕食器官，揭示了突眼隐翅虫捕食行为的早期演化，并对理解现代的突眼隐翅虫亚科内各个属的系统关系和捕食行为的起源具有重要意义。该研究于2019年2月18日在线发表于美国《当代生物学》（Current Biology）上。
突眼隐翅虫亚科（Steninae）是隐翅虫科中一类多样性较高的捕食性昆虫。该亚科包括3个现生属，即全球广布的突眼隐翅虫属（Stenus，约3000种），全北区分布的束毛隐翅虫属（Dianous，约220种），以及澳大利亚分布的一个尚描述但较为原始的属。
突眼隐翅虫属和澳洲属都具有极其独特的由下唇（labium）特化而来的可伸缩的捕食器官，它们能够以此捕捉迅速逃跑的猎物，如跳虫等。在此过程中它们的下唇靠血淋巴的压力快速伸出，利用末端带有粘液的肉垫黏住猎物，并将其拖进上颚范围内取食。下唇具有长距离、高速度及瞬间固定猎物的能力，在捕食效率上远远超过普通的上颚捕食方式。然而，可能正是由于这种特殊的转瞬即逝的捕食行为，目前尚没有中生代突眼隐翅虫捕食器官的报道。
近几年，南京古生物所的蔡晨阳副研究员和黄迪颖研究员对大量缅甸琥珀昆虫化石进行系统地收集和研究，并与美国孟菲斯大学和上海师范大学等同行合作，从百余枚突眼隐翅虫化石中发现两枚保存有特化捕食器官的琥珀标本。通过形态描述、古今对比和形态功能学研究，证明了突眼隐翅虫在其演化的早期阶段已经进化出特殊的捕食器官，缅甸琥珀中的新发现对理解高度特化捕食器官的早期演化和现生各个属之间的系统发育关系具有重要意义。
蔡晨阳等人从缅甸琥珀（距今约1亿年）中发现2枚保存精美的突眼隐翅虫化石。其中一枚标本中保存了三个同种的个体，它们都为最近建立的细长嘉年华突眼隐翅虫Festenus gracilis Zyla et al. 2017，仅一个个体的捕食器官部分露出于头部之外。下唇末端的肉垫呈椭圆体，类似于大部分现代突眼隐翅虫的类型；另一枚标本被鉴定为嘉年华突眼隐翅虫属的一个未定种，由于昆虫保存的原因，它的捕食器官稍与头部分离。
这一发现代表着突眼隐翅虫特殊捕食行为的最早化石记录，直接证明了突眼隐翅虫在白垩纪中期已经演化出高度特化的捕食行为。与现生类型相似，它们的捕食对象很可能是包括跳虫在内的小型猎物。
现生的突眼隐翅虫属和澳洲属具有下唇特化而来的捕食器官，而束毛隐翅虫属不具有这一特殊构造。因此，长期以来分类学者认为束毛隐翅虫属可能是较为原始的类群，从而将其与另外两个属分开独立看待。然而，由最早突眼隐翅虫琥珀化石中发现的特化的捕食器官可证明，下唇高度特化这一特征应为整个突眼隐翅虫亚科的祖先特征，而束毛隐翅虫捕食构造的缺失可能在演化过程中次生丢失的。这一发现支持了通过分子支序系统学研究确立的束毛隐翅虫属可能是一类特殊的“突眼隐翅虫属”成员的假说。
本项研究由中国科学院、国家自然科学基金委和江苏省自然科学基金委联合资助。
论文信息：Chenyang Cai*, D.J. Clarke, Ziwei Yin, Yanzhe Fu, Diying Huang, 2019. A specialized prey-capture apparatus in mid-Cretaceous rove beetles. Current Biology. DOI: 10.1016/j.cub.2019.01.002.202019-02