科研进展
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沉积地球化学研究揭示早寒武世海洋氧化的时空非均质性寒武纪生物大爆发作为生物进化史上一个里程碑式的事件，实现了许多动物门类从无到有的突破。新元古代晚期出现的第二次大气氧化事件（NOE），在时间上和后生动物的崛起相吻合。因此，许多学者认为寒武纪作为后生动物多样化的鼎盛时期，大气氧含量的迅速上升对生物繁盛有关键的推动作用。但是，为什么生物爆发的主幕相对于这一环境变化有明显滞后呢？海洋作为孕育生命的摇篮，其化学状态的变化对海洋生命产生最直接的影响。所以，海洋氧化进程和大气不同步，可能是生命繁盛滞后于大气氧含量上升的原因。最近，中国科学院南京地质古生物研究所张俊鹏助理研究员、张元动研究员与中国地质大学（北京）的樊太亮教授等合作完成的相关成果，发表于英国学术期刊《科学报告》（Scientific Reports）上。
该研究选取贵州、湖南等地不同沉积相带的下寒武统剖面，通过分析海相泥页岩的氮同位素和主微量元素特征，恢复早寒武世扬子海的海水氧化还原条件的长期演化，并探讨其与生物多样化的关系。通过将δ15N分析结果与地质历史时期主要大洋缺氧事件（OAE）期间的泥页岩以及现代地中海腐泥对比，发现分布规律和成因上具有相似性。因此，早寒武世扬子海很可能与大洋缺氧事件期间的大洋类似，在斜坡带-深水区曾发生化学跃变层（chemocline）上浮，涌入透光层的NH4+被初级生产者吸收，从而在沉积岩中保存δ15N负值（最小可达-6‰）。同时，δ15N发生负漂移的地层同步出现氧化还原敏感元素（Mo、U、V与Cr等）的显著富集。
相关研究表明，尽管早寒武世处于大气氧含量迅速攀升的温室气候期，由于海洋氧化相对于大气氧化的滞后，厌氧海水仍间歇性地出现，甚至一度入侵透光层，对表层海水的生态系统产生重要影响。同时，从化石证据提供的生物多样性数据来看，早寒武世新生动物门类向不同水深生态域的扩张与占领，是伴随着扬子地台从浅水到深水的逐步氧化而实现的。这一推论为探究寒武纪生物大爆发的环境背景机制提供了新的角度和认识。
该成果得到中国科学院战略性先导专项B类、先导专项B类培育项目和国土资源部油气专项的资助。论文部分数据来自张俊鹏博士学位论文。
论文相关信息：Zhang, J.P., Fan, T.L., Zhang, Y.D., Lash, G.G., Li, Y.F., Wu, Y., 2017. Heterogenous oceanic redox conditions through the Ediacaran-Cambrian boundary limited the metazoan zonation. Scientific Reports 7, 8550242017-08 -
奥陶纪末大灭绝后牙形动物古地理格局发生剧变对于牙形动物来说，志留纪兰多维列世是一个非常重要的时期。在经历了奥陶纪末生物集群灭绝之后，牙形动物在该时期进入了复苏和辐射阶段，其多样性和动物群面貌都发生了重大的变化。通过对该时期牙形动物古地理的研究，可以全面了解牙形动物的时空分布特点及其与古环境之间的关系。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所陈中阳博士、樊隽轩研究员与爱沙尼亚塔林理工大学地质研究所Peep M？nnik研究员整合并厘定了志留纪兰多维列世全球250个产地的牙形刺化石记录，通过定量分析，分别建立了志留纪兰多维列世“前特列奇”时间段（包括鲁丹期和埃隆期）和特列奇时间段的全球浅海界牙形动物的古地理区系，并根据其经向分布的特点，提出志留纪兰多维列世牙形动物古地理区系形成的主要控制因素为大洋环流，而非纬向的温度等因素。
文章还进一步比较了奥陶纪的牙形动物古地理区系，指出早奥陶世至晚奥陶世均显示了明显的纬向分布特点，显然，在奥陶-志留纪之交，牙形动物的地理分布模式发生了彻底的改变，这很可能受控于奥陶纪末冰期及由此导致的生物集群灭绝事件，它导致了牙形动物的生活习性和地理分布发生了重要变化，但具体影响机制还有待后续深入研究。
相关论文发表在国际知名期刊《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology），本研究得到了国家自然科学基金、中国科学院先导专项和爱沙尼亚研究委员会项目的支持。
相关论文信息：Zhongyang Chen, Peep M？nnik, Junxuan Fan*. 2017. Llandovery (Silurian) conodont provincialism: An update based on quantitative analysis. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology.162017-08 -
研究揭示华南奥陶纪生物大辐射与扬子台地淹没事件存在联系奥陶纪生物大辐射是指发生在奥陶纪，特别是早-中奥陶世的海洋生物多样性急速增加事件。在华南，相关研究已经开展超过十年，各主要海洋生物类群在大辐射过程中的具体表现型式已经有了比较全面的了解，但关于多样性演变的机制及其环境背景的研究尚不充分。
早-中奥陶世的扬子台地上发育过一次台地淹没事件，具体是指由于海平面上升的影响，浅水碳酸盐台地没入透光带之下，从而减缓发育甚至“死亡”的过程，通常会导致沉积体系的改变。此次台地淹没恰好发生在华南奥陶纪生物大辐射的第一次高潮之前，赋予了这次事件重要的生态学意义。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所下古生界创新研究团队研究生栾晓聪和其导师詹仁斌研究员等，联合北京大学和美国辛辛那提大学的专家，针对湖北省松滋市刘家场镇响水洞剖面记录了这次台地淹没事件的下-中奥陶统序列展开了详细的沉积学研究。
研究发现，这次淹没事件在台缘地区主要表现为以灰色泥粒灰岩、颗粒灰岩为特征的红花园组台地沉积被以紫红色、含泥质灰岩为特征的紫台组缓坡沉积所替代。在台地内部，红花园组则被紫台组同期地层——包括大湾组、湄潭组在内的碳酸盐岩-碎屑岩混合沉积所代替。淹没过程具体表现为：台地边缘滩——内缓坡——稳定的缓坡，是一个逐渐淹没的过程，同时，红花园期的碳酸盐台地沉积模式也被缓坡所取代。
研究认为，此次淹没事件成因主要包括全球性海平面上升以及区域地质构造运动造成的陆源碎屑供应增加。在台地完全淹没后，紫台组沉积了紫红色瘤状泥质灰岩，指示氧化海底条件。这一推论，和在紫台组内部出现的华南奥陶纪生物大辐射的第一次多样性峰值相吻合。
此外，碳酸盐台地向碳酸盐岩缓坡的演变，增加了不同的生态位，为相关生物提供了进一步辐射的契机。该项研究为人们进一步理解华南奥陶纪生物大辐射的特殊性提供了详细的环境背景方面的信息。
相关研究进展于近期发表在国际知名期刊《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。
论文相关信息： Luan Xiaocong, Carlton E. Brett, Zhan Renbin, Liu Jianbo, Wu Rongchang, Liang Yan. 2017. Microfacies analysis of the Lower-Middle Ordovician succession at Xiangshuidong, southwestern Hubei Province, and the drowning and shelf-ramp transition of a carbonate platform in the Yangtze region. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology.112017-08 -
湖南张家界陡山沱组发现大型带刺疑源类距今约6.35亿年前，地球从全球冰封的“雪球地球”事件中解冻，开启了一个新的地质时代——埃迪卡拉纪。在埃迪卡拉纪，由于“雪球”事件而演化停滞的真核生物迅速复苏并辐射。最早出现的主要生物类型是具有机质壁、表面发育复杂装饰的大型带刺疑源类（Doushantuo-Pertatatatka acritarchs, DPAs）。了解大型带刺疑源类的空间和时间分布及其与埃迪卡拉纪其他生物类型和地质事件的关系，对我们探讨埃迪卡拉纪生物与环境的协同演化有着重要意义。
华南的埃迪卡拉系陡山沱组保存了连续完整的埃迪卡拉纪早–中期地质记录，产出大量的大型带刺疑源类化石，是全球埃迪卡拉纪古生物与地层学研究的热点。过去对陡山沱组大型带刺疑源类的研究主要集中于台内盆地环境下的宜昌三峡地区和台地边缘的贵州瓮安地区，已经发表的资料显示这些大型带刺疑源类在一次全球性碳同位素负漂移事件（EN3）之前消失，这一特征与世界其他地区一致，因而EN3所代表的古环境变化长期被认为是大型带刺疑源类灭绝的可能原因之一。然而，来自世界其他地区的一些最新研究暗示了不同的可能性。
中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队长期开展华南陡山沱组微体化石的古生物学和生物地层学研究。近年来，南京古生物所博士研究生欧阳晴及其导师周传明研究员等在湖南张家界地区一条连续的斜坡相陡山沱组剖面中发现了大量的燧石结核。薄片观察显示燧石结核中保存了包括5属8种大型带刺疑源类在内的多种微体化石。这些化石的发现表明，大型带刺疑源类的生存空间可以延伸到局限盆地以外的广海海域。更有意义的是，两个大型带刺疑源类层位出现在该剖面的一次碳同位素负漂移之上。通过对比该剖面与邻近剖面的地层序列以及碳同位素变化特征，结果显示大型带刺疑源类的层位已经延续到EN3之上。如果这一推测成立，未来将有可能在更多剖面的EN3层位之上发现大型带刺疑源类化石，甚至在同一剖面发现大型带刺疑源类化石和埃迪卡拉型宏体化石的共存现象，从而改变我们对埃迪卡拉纪真核生物演化进程的认识。
上述发现于近期发表在《前寒武纪研究》（Precambrian Research）。该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973项目的资助。
论文相关信息：Ouyang, Q., Guan, C., Zhou, C.*, Xiao, S., 2017, Acanthomorphic acritarchs of the Doushantuo Formation from an upper slope section in northwestern Hunan Province, South China, with implications for early–middle Ediacaran biostratigraphy. Precambrian Research, 298: 512–529.082017-08 -
几丁虫多样性及生物地层研究取得新进展华南宜昌地区是奥陶纪生物地层及生物宏演化的经典地区。中—上奥陶统庙坡组为一套在扬子台地上的局部凹陷中沉积的笔石页岩地层，各门类（如腕足类、三叶虫、笔石、介形虫、牙行类、疑源类、几丁虫等）生物化石保存精美，丰度大，分异度高，对研究该时段各主要门类的生物多样性及生物地层至关重要。
几丁虫作为一类已灭绝的海生生物化石，其亲缘关系和分类位置一直没有明确定论（现在多数学者认为其是某类后生动物的囊壳），然而其演化快，分布广，是开展奥陶纪生物地层研究的重要门类之一。对该时期的几丁虫展开系统古生物学及生物地层学研究，将有助于深化该时期的生物宏演化研究，提高区域内外地层对比的精度。
基于以上目标，中国科学院南京地质古生物研究所梁艳博士、唐鹏博士与法国科学中心的Florentin Paris教授对湖北宜昌界岭剖面庙坡组的几丁虫展开系统古生物学、生物多样性及生物地层学研究。研究揭示了一个高丰度、高分异度的几丁虫化石组合，含16属43种，极大地丰富了该时期的几丁虫材料。首次在华南地区报道了波罗的地区中、晚奥陶世之交的带化石分子Laufeldochitina stentor及特征分子Cyathochitina sebyensis，冈瓦纳北部特征分子Lagenochitina ponceti亦为首次在华南出现。庙坡组的几丁虫属于中奥陶世达瑞威尔晚期至晚奥陶世桑比早期，其生物地理分区不明显。该研究建立了1个几丁虫生物带：Laufeldochitina stentor带，进一步划分为Cyathochitina megacalix sp. nov.和Armoricochitina granulifera 2个亚带，用于区域内外的生物地层对比。建立了Cyathochitina megacalix sp. nov., Cyathochitina raricostata sp. nov. 及Eisenackitina tenuis sp. nov. 3个新种。
论文于近期发表在国际古生物学期刊Review of Palaeobotany and Palynology上。本项研究得到国家自然科学基金及现代古生物学和地层学国家重点实验室的资助，是国际地学计划IGCP 653的阶段成果。
论文相关信息：Yan Liang, Florentin Paris, Peng Tang. 2017. Middle–Late Ordovician chitinozoans from the Yichang area, South China. Review of Palaeobotany and Palynology 244, 26-42. Doi: 10.1016/j.revpalbo.2017.04.004.022017-08 -
热河生物群叠饰叶肢介模式标本形态学研究新发现叶肢介是一种淡水甲壳类节肢动物，个体很小，一般在几个毫米到两个厘米左右。叶肢介身体包括软体部分和壳体部分，软体部分像虾，包括头部、胸腹部和尾部，壳体像贝壳，几丁质，左右对称。从泥盆纪开始出现，一直延续到现在，中生代尤其繁盛，通常在湖相沉积中大量保存。现生的叶肢介通常生活在安静、碱性的淡水里，也经常生活在像水稻田这样临时性的水体中，甚至在水池中都有分布。叶肢介化石对非海相地层划分和对比有非常重要的作用。
叠饰叶肢介（Diestheria）是中国北方热河生物群早白垩世东方叶肢介动物群的重要组成部分。长形叠饰叶肢介（Diestheria longinqua Chen）的模式标本采集自中国辽西地区义县大康堡下白垩统义县组，现在存放在中国科学院南京地质古生物研究所的标本馆里。正模标本（NIGPCAS 15462）为一个左壳瓣的外模，副模标本（NIGPCAS 15463）为一个右壳瓣标本。
之前对叶肢介化石的研究大多都是使用光学显微镜进行观察和照相，使得很多细微的具有分类学意义的形态学特征可能很难被观察清楚。
最近，南京古生物所研究生李玉玲、滕晓，研究员李罡和日本新泻大学教授Matsuoka Atsushi使用LEO 1530 VP扫描电子显微镜对长形叠饰叶肢介副模标本（NIGPCAS 15463）进行了观察和描述。此次研究发现了一些之前未被识别的形态特性：生长带上分布有细小的线脊装饰；壳瓣中后部生长带上的放射线脊装饰中交叉有不规则的网状装饰，这些网状装饰和之前在新叠饰叶肢介（Neodiestheria）中观察到的均匀分布的针孔装饰不同。这项研究表明，今后我们有必要对叠饰叶肢介其他物种的标本进行更多的形态学研究，来验证是否所有叠饰叶肢介都有这种线脊中夹有不规则分布的网状装饰结构。
相关研究成果于近期发表在《日本新泻大学学报》（Sci. Rep. Niigata Univ. (Geology)）上。本项研究得到了国家自然科学基金的支持。
论文相关信息：Yuling LI, Xiao TENG, Atsushi MATSUOKA, Gang LI, 2017. SEM morphological study of clam shrimp Diestheria (spinicaudatan) of the Jehol Biota of China. Sci. Rep.Niigata Univ. (Geology) , No. 31, 69？74.
312017-07 -
腕足动物研究表明奥陶纪末大灭绝存在复杂生态效应奥陶纪末大灭绝是显生宙以来地球生态系统遭受的第一次大规模集群灭绝事件，也是古生代演化动物群（Paleozoic Evolutionary Fauna）起源及早期演化以来所经历的第一次重大转换。灭绝事件在生物多样性损失上居显生宙五大灭绝事件的第2位。近年有研究认为该次大灭绝事件在生态系的破坏程度上与其多样性损失极不相称，生态系统所遭受的损失远低于其它4次大灭绝事件，仅在显生宙多次大规模灭绝事件中排第6位，甚或第7位。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所黄冰研究员等基于华南奥陶纪末大灭绝后残存期的底栖壳相动物群--腕足动物群资料（已以专著的形式发表），从丰度模型、底栖组合等方面详细分析了大灭绝后残存期的腕足动物生态格局。为了进一步了解大灭绝的生态效应，黄冰等还进一步比较了大灭绝前后两套不同的腕足动物群中相近分子居群结构，从而得出奥陶纪末大灭绝在居群级别的生态效应，这是关于奥陶纪末大灭绝研究一种全新的尝试。此外，对全球奥陶纪末大灭绝后残存期腕足动物多样性及底栖组合的资料分析，对近期相关学者的“大灭绝后残存期不存在或罕见腕足动物深水底栖组合”的观点提出了质疑和重要补充，认为华南并不一定是奥陶纪末大灭绝时腕足动物的避难所。相关研究同时表明，奥陶纪末大灭绝事件前后腕足动物组合的生态分布变化不大，大灭绝事件对生态系统的影响可能确实有限。
通过分析华南奥陶纪末大灭绝前后腕足动物丰度及多样性资料在高级分类阶元上的表现，证实了具志留纪特色的腕足动物于大灭绝前就已开始大量出现甚至在局部趋于繁盛，奥陶纪末大灭绝只是短暂点断了它们取代奥陶纪特色腕足动物的进程。
该项研究从居群、底栖组合到高级分类阶元不同层次上深入探索了奥陶纪末大灭绝后复杂的生态效应。
论文相关信息：Huang Bing, Harper D A T, Rong Jiayu, Zhan Renbin. 2017. Brachiopod faunas after the end Ordovician mass extinction from South China: Testing ecological change through a major taxonomic crisis. Journal of Asian Earth Sciences, 138: 502–514.262017-07 -
延吉盆地叶肢介及地层对比研究取得新进展叶肢介是一种淡水甲壳类动物，个体大小一般在几毫米到两厘米之间。它由形似虾的软体和形似贝壳的弱矿化的几丁质壳瓣两部分组成。叶肢介的分布时代从泥盆纪一直延续至今。它们广泛分布在晚石炭世以来的陆相地层中，是非海相生物地层划分和对比研究的重要手段之一。
延吉叶肢介群广泛分布于东亚地区早白垩世非海相地层中，其主要成员有延吉叶肢介（Yanjiestheria）、新叠饰叶肢介（Neodiestheria）、直线叶肢介（Orthestheria）和似直线叶肢介（Orthestheriopsis）的分子。冠名属延吉叶肢介最早发现于中国东北的一个中生代断陷盆地——延吉盆地，位于吉林省东部延边朝鲜族自治州。随后，该叶肢介群相继被发现于中国东南沿海、中国西北地区、朝鲜和日本西南部。
最近，中国科学院南京地质古生物研究所研究生滕晓和李罡研究员在延吉盆地阿尔布阶上部大拉子组发现了鄂尔多斯叶肢介（Ordosestheria）的分子，这些叶肢介曾被划归为直线叶肢介。这次的发现表明，鄂尔多斯叶肢介的分布范围比过去推测的更广泛；同时，鄂尔多斯叶肢介也是延吉叶肢介群的基本组成成员，可应用于中国及邻区相关地层的划分和对比。
此外，结合之前的研究，可以推测鄂尔多斯叶肢介起源于非洲北部巴雷姆期早期地层中，并在早阿普特期迁徙至东亚地区的鄂尔多斯盆地，随后又在晚阿尔布期向东扩散至古太平洋西部沿海地区的延吉盆地。
相关研究成果发表在国际地质学期刊《白垩纪研究》（Cretaceous Research）上。本项研究得到国家自认科学基金、中国科学院战略性先导科技专项（B类）的资助。
论文相关信息：Xiao Teng, Gang Li. 2017. Clam shrimp genus Ordosestheria from the Lower Cretaceous Dalazi Formation in Jilin Province, north-eastern China. Cretaceous Research, doi: 10.1016/j.cretres.2017.06.011.192017-07 -
研究揭示晚泥盆世守刚蕨真叶植物演化特征真叶植物（euphyllophyte），是广义蕨类、节蕨类植物、前裸子植物和裸子植物所组成的类群，在晚泥盆世具有丰富的化石记录，出现了片状的叶子。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所徐洪河研究员与北京大学王德明教授等研究人员人开展合作，对我国晚泥盆世早期真蕨类植物守刚蕨（Shougangia）进行了深入研究。本次研究工作弥补了此前守刚蕨研究中仅有压型化石资料的不足，而是专门针对该植物的解剖结构开展了调查，并对植株进行了复原重建。
守刚蕨茎干部分解剖结构具有中始式多裂中柱，木质部束具有四极或仅具有弯折的延伸两端。主枝具有次生木质部。守刚蕨类在泥盆纪枝蕨类植物属于较特化的类型。在晚泥盆世植物中，次生生长已经很普遍，这一方面与大气中二氧化碳浓度骤降具有一定的关系，另外，也可能与真叶植物中大型叶的辐射演化相对应。
研究成果最近发表在《系统古生物学杂志》（Journal of Systematic Palaeontology）上。
论文相关信息：Wang D-M*, Zhang Y-Y, Liu L, Xu H-H*, Qin M, Liu L. 2017. Reinvestigation of the Late Devonian Shougangia bella and new insights into the evolution of fern-like plants, Journal of Systematic Palaeontology. Doi: 10.1080/14772019.2017.1289269172017-07 -
松辽盆地晚白垩世介形类动物研究取得进展松辽盆地是最大的白垩纪陆相沉积盆地之一，几乎保存了完整的白垩纪陆相沉积序列并产出极其丰富的介形类化石。早白垩世晚期至晚白垩世早期（Aptian-Cenomanian），全球发生了大规模的海侵事件，致使陆相介形类的生境减少，曾经在全球广泛分布和繁盛的“Purbeck-Wealden”类型的陆相介形类动物的丰度和分异度都急剧锐减，甚至在全球大多数地区出现绝灭或无化石记录的现象。因此，松辽盆地完整的白垩纪陆相沉积序列和丰富的介形类化石资源，为探讨陆相介形类化石的分类学、演化、生物地层对比以及重建古湖泊环境都提供了绝佳的研究材料。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所王亚琼博士、泮燕红副研究员与维也纳大学Benjamin Sames博士以及中国地质大学（北京）席党鹏副教授等合作研究了松辽盆地沈家屯地区露头剖面的介形类化石样品，明确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。
本次研究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。研究发现嫩江组介形类动物群不含女星介分子、Cytheroidea和Darwinuloidea超科分子，可能指示在晚白垩世晚期（Campanian）女星介分子在全球的丰度和分异度都急剧下降；同时缺乏具孵育囊类介形类化石（Cytheroidea和Darwinuloidea超科分子）表明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。
论文在国际地质学期刊《白垩纪研究》（Cretaceous Research）上发表。本项研究得到国家自然科学基金委、中国科学院资源地层学与古地理学重点实验室等的资助。
论文相关信息：Yaqiong Wang, Benjamin Sames, Huanyu Liao, Dapeng Xi, Yanhong Pan. 2017. Late Cretaceous ostracod fauna from the Shenjiatun Section (Songliao Basin, Northeast China): Biostratigraphic and Palaeoecological implications. Cretaceous Research, doi: 10.1016/j.cretres.2017.05.001.062017-07