科研进展
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华北发现距今15.6亿年前地球上最早的大型多细胞生物化石群5月18日，南京古生物所朱茂炎研究员课题组在《自然—通讯》（Nature Communications）发表论文，报道了距今15.6亿年前的、个体长达30 厘米以上的大型多细胞生物化石群。这是关于地球早期生命演化研究领域中一项新的重大科学发现，将地球上大型多细胞生物的出现时间提前了将近10亿年。
此次报道的大型多细胞化石群发现于河北迁西县和宽城县境内，地处燕山山脉南麓。该地区大面积出露距今15亿年前后的“中元古代”沉积岩石地层，使之成为全球揭示该时期地球演化奥秘的经典研究地区之一。该化石群最早由中国地质科学院天津地质矿产研究所朱士兴研究员及其同事发现，含化石的地层称之为“高于庄组”，因而可称为“高于庄化石群”。化石以灰褐色的有机碳质膜的形式保存在岩石中。发现的化石包括带状、舌状、楔形和长卵形等多种形态类型。其中一种最大的舌形化石长达28.6厘米，宽度近8 厘米；另一种带状化石长度可达30 厘米以上，宽度可达4.5厘米；部分标本可见明显的底部固着器官。同时，在含大化石群的岩石中，还发现了保存精美的生物多细胞组织碎片。综合分析化石形态、多细胞组织结构等生物学特征，并与现代海洋带状藻类生物进行比较，研究者认为这些化石是一类具有形态分异的多细胞藻类生物，它们可能通过光合作用固着生活在距今15.6亿前的浅海中。
生命大约自40亿年前在地球上出现以来，之后差不多30多亿年的演化过程被认为非常缓慢，直到距今6亿年前都一直以肉眼不可见的微型、简单的微生物形式存在。迄今为止，已知全球发现最早的、个体达到肉眼可辨的生物化石是一种生活在距今18—14亿年前海洋中的丝状体化石，且生物学属性不明，称之为“卷曲藻”（Grypania），丝状体的直径小于2mm。而目前全球发现最早的、个体大小可与高于庄化石群比拟的大型多细胞生物化石均发现于距今6亿年前后的地层中。由此可见，高于庄化石群的发现将地球上大型复杂多细胞生物的出现时间提前了将近10亿年，彻底颠覆了以往的认识。尽管与6亿年前的“埃迪卡拉纪”多细胞生物化石相比较，高于庄化石群的形态多样性和复杂性要小许多。
这一新的发现具有非常重要的科学意义。当今地球科学研究表明，距今18—8亿年前的地球表层岩石圈、大气圈、水圈和生物圈维持在近乎不变的“稳定”状态。因而，这个长达10亿年的地球时期被学术界称之为“枯燥的10亿年”（Boring Billion），或者“地球的中世纪”（Earth’s Middle Age）。 高于庄化石群的发现则表明，所谓的“枯燥的10亿年”地球可能并不枯燥，当时的海洋生物出现了高可达30 厘米、宽可达8厘米的、类型多样的多细胞藻类生物，据此可推测伴随生物这种演化水平的地球环境同样应该发生了明显的改变。因而，这一新的发现不仅改变了以前关于地球生命早期演化的既有认识，也为重新从不同角度探索距今18—8亿年前地球系统演化的奥秘提供了新的思考。
该项研究得到国家自然科学基金和国家重点基础研究发展计划（973计划）等项目的资助。
论文相关信息: Zhu, S., Zhu, M.*, Knoll, A.H., Yin, Z., Zhao, F., Sun, S., Qu, Y., Shi, M., Liu, H. 2016. Decimetre-scale multicellular eukaryotes from the 1.56-billion-year-old Gaoyuzhuang Formation in North China. Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms11500.182016-05 -
华南早石炭世维宪中期珊瑚层研究取得新进展早石炭世是晚泥盆世生物大灭绝造成珊瑚-层孔虫生物礁生态系统崩溃之后，后生动物建造复苏演化的关键地质历史时期。早石炭世杜内期无后生动物建造发育，后者直至维宪早期开始出现并逐渐繁盛，维宪晚期后生动物建造的多样性和丰度达到最高值。作为后生动物建造的一种类型，珊瑚层也在维宪期开始复苏演化，其最早出现于维宪中期，在维宪晚期达到鼎盛期，广泛分布于西欧和北非地区（古特提斯洋西部）。目前，华南地区（古特提斯洋东部）维宪期尚无珊瑚层的报道，因而，华南维宪期珊瑚层的组成及其与同时代西欧和北非地区珊瑚层的关系仍不清楚。
为研究华南地区这一关键转折期珊瑚层的组成及其复苏演化，南京古生物所要乐博士等首次详细报道了华南贵州雅水剖面维宪中期的珊瑚层。该珊瑚层位于上司组底部，厚度为2.5-3.9 m，宽度大约500 m。珊瑚层的生物多样性较低，包括5属5种，建造生物主要包括丛管珊瑚（Siphonodendron pentalaxoidea），笛管珊瑚（Syringopora sp.）和贵州珊瑚（Kueichouphyllum sinense），附属生物包括腕足、海百合茎、有孔虫、钙藻、苔藓虫、腹足和介形虫。珊瑚层的岩石和微相类型丰富，主要包括珊瑚障积岩、珊瑚骨架岩和生屑粒泥灰岩。基于不同建造珊瑚组成，自下而上，珊瑚层可划分3个连续生长阶段：（1）K. sinense生长阶段；（2）K. sinense-Syringopora sp.生长阶段；（3）S. pentalaxoidea生长阶段。相对海平面的升高和降低分别控制珊瑚层的形成和死亡。华南上司组珊瑚层的生物组成与西欧和北非地区维宪中晚期的珊瑚层具有相似性。维宪中晚期珊瑚层的复苏与繁盛反映全球该时期处于相对温暖环境。
相关研究成果于近期发表在国际地学学术刊物《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。本项研究得到了国家自然科学基金和国家科技部基础性项目的支持。
论文相关信息：Yao, L., Wang, X.D., Lin, W., Li, Y., Kershaw, S., Qie, W.K., 2016. Middle Viséan (Mississippian) coral biostrome in central Guizhou, southwestern China and its palaeoclimatological implications. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 448: 179-194.202016-04 -
利用植物化石揭示中生代古大气CO2浓度研究取得新成果利用植物化石气孔参数重建地史时期古大气CO2浓度，是目前古植物与古环境研究的重要前沿领域之一。银杏化石是恢复古大气CO2应用最为广泛的指示植物之一。虽然近年来我国古植物学界在中新生代研究方面取得了积极进展，但是对于侏罗纪之前气孔参数与大气CO2浓度关系的研究开展甚少。
最近，南京古生物所出站博士后、兰州大学吴靖宇副教授，与合作导师王永栋研究员等，对采自甘肃东部华亭矿区上三叠统延长组以及中侏罗统延安组发现的两种似银杏化石Ginkgoites化石（包括G. magnifolius和 G. obrutschewii）进行细致研究，依据气孔参数重建晚三叠世和中侏罗世的古大气CO2浓度分别为1962 ppmv和1320 ppmv。结合课题组前期研究成果指出，从晚三叠世至中侏罗世，古大气CO2浓度大致呈先下降后升高的趋势。该项研究对大时间尺度地球化学GEOCARB III 和Crustal Production模型进行校正和补充，对研究过去环境和气候演变至关重要。
该项工作是吴靖宇副教授从事博士后研究期间，与合作导师王永栋研究员共同取得的研究进展之一。同时，是王永栋研究团队在取得白垩纪古大气CO2浓度研究重要进展之后的延续和拓展。本研究得到国家重点基础研究发展计划项目、国家自然科学基金项目、中国博士后科学基金、中科院知识创新交叉合作团队项目等共同资助。
成果近期在国际学术刊物德国《古生物学杂志》（Pal？ontologische Zeitschrift）在线发表。
论文相关信息：Wu Jing-yu, Ding Su-ting, Li Qi-jia, Sun Bai-nian, Wang Yong-dong*, 2016. Reconstructing paleoatmospheric CO2 levels based on fossil Ginkgoites from the Upper Triassic and Middle Jurassic in Northwest China. Pal？ontologische Zeitschrift, Doi: 10.1007/s12542-016-0300-1.132016-04 -
古昆虫研究揭示昆虫咀嚼式口器向刺吸式口器的过渡近日，南京古生物所黄迪颖研究员联合法国、德国、黎巴嫩等国的科学家对距今约1亿年前的白垩纪中期缅甸琥珀中的一类形态独特的小昆虫进行了深入研究。这类昆虫叫古啮虫（Archipsyllidae），它们在1.65亿年前的中侏罗世道虎沟生物群就频现身影，其起源可以追溯到更古老的地质年代，它的构造特征与现代啮虫目相近，但古啮虫只有2毫米左右，其在琥珀中特殊的保存方式为了解这类独特的生物提供了新的、重要的形态学细节。
古啮虫具有复杂的口器构造，是一大类昆虫（包括啮虫目、虱目、缨翅目、半翅目）由咀嚼式口器向刺吸式口器过渡的中间类型。同时，其独特的形态特征代表了昆虫纲的一个新目：二叠啮虫目（Permopsocida），包括二叠纪至白垩纪的20多种灭绝类型。缅甸琥珀中的古啮虫是迄今所知最年轻的二叠啮虫目的代表，在地球上已经生活了近两亿年。古啮虫类的口器高度特化，从中侏罗统道虎沟组的化石类型中就可见一斑，道虎沟组古啮虫的腹腔中还发现了可能属于石松类的巨孢子。值得关注的是，缅甸琥珀中古啮虫腹部也发现了大量的花粉颗粒，经鉴定为紫树的花粉，它们独特的过渡型口器恰恰适合于吸食紫树微小的花粉颗粒（直径约10微米）。紫树目前仍生活在东南亚和北美，而古啮虫却早已灭绝。
地质历史时期，被子植物出现后与昆虫形成了复杂的协同演化关系，促进了被子植物和现代很多昆虫类别的辐射发展，但中生代昆虫为被子植物传粉的直接化石证据极少，本项研究还提供了不可多得的植物和昆虫协同演化的范例。
本项研究由国家自然科学基金委员会和科技部联合资助，相关成果于近日发表在国际期刊Scientific Reports。
论文相关信息：Huang Diying, Bechly G., Nel P., Engel M. S., Prokop J., Azar D., Cai Chenyang, Kamp T. van de, Staniczek A., Garrouste R., Krogmann L., Rolo T. dos S., Baumbach T., Ohlhoff R., Shmakov A. S., Bourgoin T., Nel A., 2016: New fossil insect order Permopsocida elucidates major radiation and evolution of suction feeding in hemimetabolous insects (Hexapoda: Acercaria). Scientific Reports 6, 23004, doi: 10.1038/srep23004052016-04 -
辽西热河生物群木化石新发现揭示其季节性古气候特征辽西早白垩世热河生物群因产出带毛恐龙和早期被子植物等化石而闻名于世，但对该生物群中保存有解剖构造特征的木化石研究相对较少（目前仅报道5属6种）。近年来，南京古生物所王永栋研究员领导的研究团队对辽西地区侏罗纪和白垩纪的木化石进行了系统采集和研究，并陆续取得了新进展。近日，国际学术期刊《白垩纪研究》（Cretaceous Research）杂志发表了由沈阳地质矿产研究所、沈阳师范大学、南京古生物所和中国地质科学院等单位专家共同完成的有关辽西北票义县组木化石新发现的研究成果。
该成果通过系统解剖学的研究，报道了北票黑城子盆地下白垩统义县组发现的解剖构造保存完好的四个木化石类群，其中三个为首次报道的新类型，分别为：北票崖柏型木（新种）（Thujoxylon beipiaoense sp. nov.）、黑城子落羽杉型木（新种）（Taxodioxylon heichengziense sp. nov.）、生金北沟原始雪松型木（新种）（Protocedroxylon shengjinbeigouense sp. nov.）及辽宁金松型木（Sciadopityoxylon liaoningense Ding）。这些木化石新材料的发现，使得辽西北票地区义县组的木化石增加到9属10种，进一步丰富了该组木化石的多样性，揭示了热河生物群繁盛时期裸子森林植被类型主要以罗汉松科、金松科、松科、柏科等植物构成。
该项新发现为深入揭示辽西地区早白垩世古气候及其演化提供了新证据。尽管不少学者从不同角度对辽西早白垩世义县期古气候特征进行过研究，但目前基于不同参数重建得到的古气候特征仍存在差异和争议。王永栋等的这项成果，基于对辽西义县组木化石属种类型多样性及古地理分布特征的分析，并结合树木年轮和敏感指数等定量数据，提出辽西地区早白垩世盛行温凉、湿润的季节性气候特征、且水分供应存在年际变化的新认识。
本研究得到国家重点基础研究发展计划项目、国家自然科学基金项目、中科院创新交叉合作团队项目等共同资助。
论文相关信息：Ding QH, Tian N*, Wang YD*, Jiang ZK, Chen SW, Wang D, Zhang W, Zheng SL, Xie AW, Zhang GQ, Liu ZJ, 2016. Fossil coniferous wood from the Early Cretaceous Jehol Biota in western Liaoning, NE China: new material and palaeoclimate implications. Cretaceous Research, 61, 57-70.
012016-04 -
内蒙古西部发现热河生物群典型分子早白垩世，伴随劳亚大陆的解体，在欧亚大陆的东部形成了一个以热河生物群为代表的陆地-淡水生物地理区系。热河生物群中除了带羽毛的恐龙外，还出现了被子植物、鸟类、哺乳动物和大量无脊椎动物等现代生物群的早期类群。该生物群可划分为三个发展阶段，不同阶段的生物面貌区别比较明显，早期阶段分布局限，中、晚期阶段分布范围显著扩大。我国冀北、辽西地区是热河生物群的中心分布区，早期热河生物群分布于大北沟组及其相当地层，中期和晚期热河生物群分别见于义县组和九佛堂组以及它们的相当层位。
最近，南京古生物所张海春研究员研究团队的李莎博士等与中国石油大学及香港大学的同行合作，在内蒙古巴音戈壁盆地东部的测老庙坳陷巴音戈壁组首次发现了热河生物群的典型分子：东方叶肢介（Eosestheria sp.），三尾类蜉蝣（Ephemeropsis trisetalis Eichwald, 1864）和长肢裂尾甲（Coptoclava longipoda Ping, 1928）。这些发现表明巴音戈壁组上段中部可与辽宁西部义县组上部和九佛堂组下部进行对比，同时也支持了陈丕基研究员关于热河生物群分布与扩散的假说：热河生物群在中、晚期向西扩散到中国西北和内蒙古中、西部地区。
在巴音戈壁盆地，通过古生物学资料和放射性同位素测年数据的综合分析，发现巴音戈壁组的沉积时间超过3000万年，巴音戈壁组上段含有热河生物群和阜新生物群早期的分子，可能与义县组、九佛堂组和沙海组形成于同一时期，时代为巴雷姆期-早阿尔布期（Barremian-early Albian）；巴音戈壁组下段可能与河北北部的土城子组上部、张家口组和大北沟组相当，时代为贝里阿斯期-欧特里夫期（Berriasian-Hauterivian）。研究表明，巴音戈壁组应提升为巴音戈壁群，可以进一步细分为几个组。另外，与以前的认识不同，本项研究提出银根组跨越了下白垩统/上白垩统界线，其时代为晚阿尔布期-早土伦期（late Albian-early Turonian）。
该成果发表于国际古生物学专业期刊Palaeoworld上。本项研究得到科技部、国家自然科学基金委、中陕核工业集团和香港大学的联合资助。
论文相关信息：Li, S., Zheng, D.R., Zhang, Q., Liao, H.Y., Wang, H., Wang, B., Wang J., Lu, H.B., Chang, S.C., Zhang, H.C.*, 2016. Discovery of the Jehol Biota from the Celaomiao region and discussion of the Lower Cretaceous of the Bayingebi Basin, northwestern China. Palaeoworld, 25: 76-83.312016-03 -
志留纪初腕足动物一新属在挪威和华南的发现及其意义挪威在志留纪初属于阿凡隆尼亚-波罗的（Avalonia—Baltica）联合板块，与华南相距甚远，已有研究表明两个区域的腕足动物群面貌存在较大差异。
近年来，南京古生物所黄冰研究员等在贵州湄潭县兴隆场、云南镇雄县碗厂以及四川布拖县乌托的志留系底部新发现了一个腕足动物群，其中多以一种无洞贝族腕足动物占优势。该类化石过去曾被鉴定为Meifodia orientalis。
经过挪威奥斯陆地区的野外考察以及相关室内研究，黄冰等发现奥斯陆地区志留系底部（层位略高于上述华南的产出层位）产出的精美无洞贝族腕足动物化石，在外部特征和内部构造方面均与华南的非常相似，两地的材料应同归一属，且为一新属Thulatrypa，并为挪威的材料建立了一个新种Thulatrypa gregaria。
挪威的种较华南的更新，提出该新属源于华南并沿南赤道洋流到达阿凡隆尼亚-波罗的联合板块，先是在两者之间的托恩基斯特（Tornquist）海，后到达挪威。该项研究从一个侧面支持了西方学者提出的瓦隆尼亚板块与波罗地板块在志留纪早期尚未拼合的推论。
论文相关信息：Huang Bing, Baarli B.G., Zhan Renbin, Rong Jiayu. 2016. A new early Silurian brachiopod genus, Thulatrypa, from Norway and South China, and its palaeobiogeographical significance. Alcheringa, 40: 83-97.302016-03 -
我国中侏罗世发现完整保存的草本被子植物草本植物和木本植物不同，它们没有次生生长，这在种子植物中仅见于被子植物。虽然被子植物的踪迹可能早在三叠纪就有了，但草本被子植物在白垩纪以前尚未见诸报道。
我国内蒙古道虎沟是世界知名的化石宝库，曾经出产多门类的化石。最近，南京古生物所王鑫研究员及其合作者在《地质学报》英文版上以封面文章的形式报道了来自道虎沟村中侏罗统的一棵完整保存的草本被子植物——渤大侏罗草（新属种）。侏罗草中被包裹的胚珠和种子确定了其被子植物属性。该标本虽小，但保存完整，包括相连的根、茎、叶、果。产于中侏罗统的侏罗草是目前已知最早的草本种子植物，它的发现促使人们重新审视被子植物的演化历史。
论文相关信息：Han G, Liu Z-J, Liu X, Mao L, FMB Jacques, Wang X*, 2016, A whole plant herbaceous angiosperm from the Middle Jurassic of China, Acta Geologica Sinica (English edition), 90(1):19-29252016-03 -
华南早泥盆世埃姆斯期牙形刺研究取得新进展广西和云南东南部的下泥盆统埃姆斯阶产丰富的Ozarkodina属牙形类化石，其中最为常见的是Ozarkodina prolata Mawson, 1987和O. midundenta (Wang and Ziegler, 1983)。前者在世界多处见诸报道，后者目前仅限于华南。Ozarkodina prolata 和O. midundenta的Pa分子在形态上非常相似，容易产生混淆，过去对于两者之间可能存在的演化关系研究较少。另外，O. midundenta最初定义时因缺少Sa分子曾被归入Pandorinellina属。该属与Ozarkodina器官属的Pa分子都是窄颚齿刺形分子，主要区别在于Pandorinellina属的Sa分子为具后齿片的小双刺分子，而Ozarkodina属Sa分子为不具后齿片的三分刺形分子。
南京古生物所博士生卢建峰在广西横县六景、天等把荷和云南广南达莲塘等地的埃姆斯期地层中发现并研究了Ozarkodina prolata和O. midundenta的形态分异及演化关系，首次报道了两者的Sa分子（均为三分刺形分子），并将midundenta由Pandorinellina属重新归入Ozarkodina属。对O. prolata和O. midundenta的定量分析表明，除齿片数量外，两者的Pa分子在个体发育的不同时期都极其相似，主要区别为O. prolata齿片中部基腔上方的细齿分离，而O. midundenta这一区域的细齿是融合的，其上缘还形成一条直线。定性形态分析表明O. prolata和O. midundenta间的过渡分子可依据细齿的融合程度进一步划分为两种类型。结合它们在华南的地层序列，O. midundenta可能是由O. prolata通过齿片中部基腔上方细齿的逐渐融合演化而来。
该项研究成果发表在国际学术期刊Alcheringa上，研究得到了国家自然科学基金的支持。
论文相关信息：Lu Jianfeng, 2016. Morphological analysis of Ozarkodina prolata Mawson and Ozarkodina midundenta (Wang & Ziegler) (Emsian conodonts) from South China. Alcheringa, 40(1): 129-146.242016-03 -
华南奥陶纪末大灭绝后复苏期腕足动物组合的新发现奥陶纪末大灭绝后的志留纪初期，全球气候变暖、海平面快速上升，大片海底堆积了黑色泥质沉积物。世界一些地区报道过志留纪初期的腕足类化石，但多数标本较少，且地层的精确时代难以确定。南京古生物所黄冰研究员等于贵州湄潭兴隆场志留系近底部牛场组下部自下而上采集了9层腕足动物化石，经研究，发现该动物群多样性中等（14属），丰度较高(其中保存较完整的近500枚标本)，其时代为志留纪兰多维列世鲁丹晚期，即奥陶纪末大灭绝后的复苏期。
通过应用传统的古生态学定量方法(聚类分析及主成份分析）研究，认为该腕足动物群自下而上可识别为三个组合，并首次运用网络分析法对9层化石资料进行定量分析，结果不仅支持了上述传统方法的结论，而且更加直观地揭示出三个腕足动物组合之间的联系。研究还通过识别深水或浅水特征分子在不同组合中的地位，判断出各特定组合的古环境水深。如Dicoelosia–Zygospiraella组合中由于富产Dicoelosia，且共生有Epitomyonia，这两者都是典型的深水分子，表明该组合可能生活在较深水底域环境中（相当于BA4）。纵向上看，三个腕足动物组合在剖面中显示古环境存在一个向上变浅的趋势。这一推论与同期全球海平面快速上升看似矛盾，说明贵州北部在该时期存在比较强烈的区域地质构造运动，导致黔中古陆持续隆升，幅度要大于全球海平面上升，区域和全球环境因素的叠加确保了上扬子海南缘一个较稳定的浅水底栖环境的存在。
论文相关信息：Huang Bing, Zhan Renbin, Wang Guangxu. 2016. Recovery brachiopod associations from the lower Silurian of South China and their paleoecological implications. Canadian Journal of Earth Sciences. Vol 53: DOI: 10.1139/cjes-2015-0193.212016-03