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  • 【科学网】列夕动物群揭示奥陶纪生物大辐射早期面貌

      列夕动物群生态复原图(孙捷绘制)
      近期,中国科学院南京地质古生物研究所(以下简称南京古生物所)联合湖南博物院、中南大学的合作团队,在湖南永顺发现早奥陶世特异埋藏化石库——列夕动物群,揭示了奥陶纪生物大辐射早期的海洋生态面貌。7月13日,相关研究成果在线发表于英国《皇家学会会刊B辑》(Proceedings of the Royal Society B)。
      20世纪80年代,进化古生物学家Sepkoski教授提出了全球显生宙以来的海洋动物多样性演变曲线,识别了显生宙三大海洋演化动物群,并首次提出了奥陶纪辐射的概念。进入奥陶纪,海洋生物开启了“大辐射”的历程,表现为“目”“科”“属”级生物类群的爆发,以及对部分原有生物类群的演替。
      南京古生物所研究员黄迪颖介绍,奥陶纪生物大辐射构建了古生代演化动物群的基本框架,同时也使以滤食生物和造礁生物为主的古生代动物群完成了对以节肢动物为主的寒武纪动物群的全面替代。
      此前对于奥陶纪生物大辐射的研究通常都是建立在“矿化”标本的基础之上,而对于“未矿化”的化石则涉及较少。特异埋藏化石库则可以更加完整的反应当时海洋生物面貌,为全面认识奥陶纪海洋世界提供窗口。
      黄迪颖告诉《中国科学报》:“不同于众多寒武纪特异埋藏化石库,迄今为止,全球范围内仅发现少量奥陶纪的特异埋藏生物群,特别是早奥陶世。”
      此次发现的列夕动物群产出于湖南省永顺县列夕乡,化石出自下奥陶统马刀堉组上部的钙质泥岩中。研究人员根据牙形刺和笔石生物组合判断该动物群的时代为距今4.75亿年的早奥陶世弗洛阶中期,时代稍晚于著名的摩洛哥的Fezouata生物群和威尔士的Afon Gam生物群等。
      前人报道的早奥陶世特异埋藏化石库集中于奥陶纪高纬度地区,例如Fezouata生物群在古南极附近,Afon Gam动物群在古纬度60°S地区等,并且往往保存于局限的或缺氧的环境。而列夕动物群所在的华南板块在早奥陶世通常被认为位于赤道附近的低纬度区域,湘西地区则位于扬子台地边缘,是浅水开阔台地环境。
      目前,研究人员在列夕动物群中已发现环节动物、节肢动物、海绵动物、棘皮动物、鳃曳动物、刺胞动物、软体动物、腕足动物、苔藓动物、半索动物和脊索动物11个门一级生物类群。列夕动物群保存了多种生态位的生物类群,包括内底栖、底栖固着、底栖游移、游泳和漂浮等类型,反映了一个复杂和完整的海洋生态系统。
      黄迪颖表示,早奥陶世是研究古生代动物群起源和奥陶纪生物大辐射早期机制的关键时段。列夕动物群的时代比奥陶纪生物大辐射的主幕早5~10个百万年,其中保存的特异埋藏化石,既包括寒武纪的孑遗类群(如古蠕虫类、奥托虫、球接子三叶虫等),还有大量奥陶纪的新生类群(苔藓虫、多毛类等),复杂的化石组合为从寒武纪动物群到古生代动物群的演替提供了新的证据,揭示了奥陶纪生物大辐射早期面貌。
      相关论文信息:https://doi.org/10.1098/rspb.2022.1027
    2022-07-14
  • 【科技日报】恐龙为何躲过三叠纪末生物大灭绝?答案找到了

      在地球漫长的地质历史上,曾发生过5次生物大灭绝事件,大约在2亿年前的三叠纪末,一场突如其来的灾难导致了大量陆地生物灭绝。
      但是,恐龙却幸运地躲过了这一劫,并成功“上位”,在随后的侏罗纪和白垩纪称霸世界。 
      那么,是什么造成三叠纪末陆地生物大灭绝?恐龙为什么能在生物灭绝的天灾中得以生存,并于灾后迅速发展?
      7月2日,中国科学院南京地质古生物研究所沙金庚研究员、房亚男博士与美国学者合作,在国际知名刊物《科学进展》在线发表的一项最新研究成果表明,火山冬天是导致三叠纪末陆地生物大灭绝的主要原因;并首次揭示具有保温功能的羽毛和早已适应于极地寒冷的气候是恐龙躲过三叠纪末火山冬天并迅速“上位”的原因。
      赤道地区,恐龙嘴里叼着一只基干哺乳动物。背景是中央大西洋超级火成岩省在潘吉亚大陆赤道地区的喷发,赤道地区因火山冬天下起鹅毛大雪。(中科院南京地质古生物研究所供图 Larry Felder 绘制)
      耐人寻味的三叠纪生物演化
      三叠纪是中生代的第一个纪,始于距今2.52亿年,结束于2.01亿年前,延续了约5100万年。
      在三叠纪之前的二叠纪,地球刚刚上演了一场惨烈的生命挽歌,二叠纪末的生物大灭绝被称为地球历史上最大的灭绝事件,生命之树一蹶不振,到了早三叠世,残存的少量生物用了数百万年,才将地球环境恢复到适宜大多数生物居住的状态。
      然而,生命的顽强超出想象。在经历二叠纪末大灭绝之后的复苏和演化,三叠纪的生物呈现出一派繁盛景象,爬行动物和裸子植物空前壮大,特别值得注意的是,与古生代动物奇怪的面貌相比,三叠纪的爬行动物更趋向现代生物的模样。
      比如,槽齿类、恐龙类、似哺乳爬行类动物在三叠纪迅猛崛起。到三叠纪晚期,恐龙已经是种类繁多的一个类群了,在生态系统中占据了重要地位,三叠纪也因此被称为“恐龙时代的黎明”。但是,那时的恐龙还比较弱小,远远没有达到称王称霸的地位。
      虽然三叠纪的动植物为修复地球生态、促进生命演化付出了巨大的努力,但是大自然还是无情地把它们踩在脚下:大约在2亿年前的三叠纪末,地球盘古泛大陆解体,环境的剧变造成新一轮生物大灭绝。
      虽然三叠纪末生物大灭绝的影响是5次大灭绝中最弱的,但还是有大量的海洋、陆地生物灭绝,比如海洋中的双壳类、腕足类、菊石、珊瑚、放射虫、介形类、有孔虫等,陆地上大多数非恐龙类的古蜥目、兽孔目爬行动物和一些大型两栖动物也都灭绝了。
      但这次灭绝事件也赋予三叠纪特殊的意义,即三叠纪是各个纪中唯一经历了从灾难中走出来,大踏步地推进生命演化后,再次遭遇生物大灭绝的一个时代。它对中生代生物发展,尤其是开创恐龙的鼎盛时代有着深远的影响。
      晚三叠世准噶尔盆地古地理位置及恐龙分布图。中科院南京地质古生物研究所供图
       
      三叠纪大灭绝的罪魁祸首是谁
      对三叠纪末生物大灭绝事件的成因历来有多种解释,近年来,探究者越来越将  支持火山喷发假说的科学家认为,在中生代早期,由于盘古泛大陆的解体,引发强烈的火山活动,致使大气二氧化碳浓度升高,造成温室效应。
      前人的研究表明,当时的大气二氧化碳浓度达到1000-6000ppm,地球两极不存在冰川,森林覆盖一直到达潘吉亚大陆的南北两极。
      不过,中国科学院南京地质古生物研究所沙金庚研究员、房亚男博士,美国哥伦比亚大学Paul Olsen教授等人却对火山喷发后地球环境的变化有不同看法。
      他们对我国新疆准噶尔盆地郝家沟剖面陆相晚三叠世至早侏罗世地层进行了高分辨率的测量和研究。
      研究团队重新校正了准噶尔盆地的古纬度,认为其晚三叠世至早侏罗世位于潘吉亚大陆的北极地区(约北纬71度)。在野外考察中,他们首次在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世湖沼相泥岩中,发现了保存精美的恐龙脚印化石。
      沙金庚告诉记者,在晚三叠世,食草性的恐龙主要分布于中、高纬度地区;低纬度地区则以非恐龙类和非初龙类的初龙型类为主。而三叠纪末生物大灭绝事件之后,恐龙迅速扩散至全球;原本霸占低纬度地区的其他初龙型类动物则灭亡了。
      传统的观点认为三叠纪末陆地生物大灭绝是由于火山喷发释放的大量二氧化碳导致的全球升温造成的,但是陆地生物在灭绝事件后的响应似乎否定了这一观点。
      研究团队推测认为,超级火山喷发首先带来了火山冬天。火山冬天是指火山喷发释放的大量的火山灰和气溶胶,阻挡日照辐射而造成的地球表面温度骤降。
      虽然火山冬天持续时间较短,只有几年到几十年,随后就开启温室效应,但并不妨碍火山冬天成为“杀死”多数陆地生物的首要因素。
      “如果是升温,陆地生物会由低纬度迁移至高纬度,但实际上,陆地四足动物包括恐龙却由高纬度迁移至低纬度,原本低纬度地区的拟鳄类灭绝了,因此我们推断是火山冬天的‘冷’造成了陆地生物大灭绝,而非传统观点认为的‘热’。”沙金庚说。
      恐龙为何在灾难中幸存
      在三叠纪末生物大灭绝中,恐龙就像是天选之子,它不仅为自己奠定了一统天下的霸业,而且盘活了整个生态系统的死棋,仿佛地球上一切的苦难都是为它称霸而做的铺垫。
      巧合的是,研究团队在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世的层位中,同时发现了恐龙脚印和冰筏沉积。
      冰筏沉积就是砂粒或小砾石(直径0.1-15 毫米)漂浮于泥岩中。房亚男对于冰筏沉积有2种推测:一是由于冬季岸边湖水结冰时也冻结了水下的砂砾,待到春暖花开时,一部分冰块像竹筏一样,把冻结的砂砾运送到湖中央,融化后沉积在泥沼中;另一种可能是,冬季大风将陆地上的砂砾吹至冰面,春季湖冰融化,砂砾落入湖底。
      “这就说明,即使在两极无冰川的温室地球时期,极地也存在季节性的结冰(零下)。”房亚男说。
      准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世冰伐沉积特征。中科院南京地质古生物研究所供图
      恐龙脚印和冰筏沉积在极地地区出现,意味着恐龙非常适应极地季节性的严寒气候,而这就是它们挺过火山冬天的“内功”。
      同时,这些恐龙还有“外装”加持。
      “部分非鸟类兽脚类恐龙的分支和两个基干类食草性的鸟臀目恐龙都发现羽毛化石的证据。根据系统发育支架法,我们推断恐龙天生具有羽毛,这些羽毛极有可能是用于保温的。”房亚男说,虽然目前发现的大型蜥脚类成年恐龙没有羽毛,但有可能出生时带着羽毛,长大后羽毛退掉了,就像非洲成年大象没有毛,但是小象是带毛的。
      具有保温功能的原始羽毛,确保了食草性恐龙能够抵御中高纬度的冷冬,进而独享中高纬度丰富且稳定的植物资源。
      而大部分没有羽毛保温的其他初龙型类动物则灭绝于火山冬天,仅少数体积比较小的一些种类靠躲避在洞穴中而躲过了灾难。
      总而言之,三叠纪末大灭绝导致了大量动植物灭绝,但不经意间却为恐龙这支新崛起的爬行类新军,打开了走向独霸地球的大门,最终,恐龙加冕为王,一跃成为食物链顶端生物,而且这个位置一坐就是1.4亿年。
      记者:张晔
      编辑:王宇
      审核:朱丽
      终审:王郁
    2022-07-04
  • 【科学网】如何成为1.3亿年陆地霸主?恐龙:穿上“羽绒服”

      三叠纪末(约2亿年前)生物大灭绝事件是地质历史上五大生物集群灭绝事件之一。但恐龙却幸运地避过了这一劫难,并称霸侏罗纪和白垩纪世界。 
      那么,造成三叠纪末陆地生物大灭绝的原因是什么?恐龙为什么能在这场天灾中得以生存,并于灾后迅速发展呢? 
      与我们印象中恐龙“光秃秃”的外表不同,最新研究发现,恐龙天生就有羽毛。这些羽毛具有保温功能,让恐龙可以适应极地寒冷的气候,躲过了三叠纪末火山冬天,并迅速占据侏罗纪生态主位。这一成果由中国科学院南京地质古生物研究所(以下简称南京古生物所)与美国哥伦比亚大学等机构合作完成,7月2日发表于Science Advances。 
      在“北极”发现恐龙脚印化石   
      一切起源于一批“不合时宜”的恐龙脚印化石。 
      晚三叠世(2.3亿~2亿年前)至早侏罗世早期是地球历史上典型的温室时期,地球两极不存在冰川,森林覆盖一直到达当时的潘吉亚大陆南北两极。    
      在这项研究中,科研团队不仅将这一时期准噶尔盆地的古纬度,由先前通常认为的北纬40度左右重新校正至约北纬71度,并且首次在深湖相泥岩中发现了冰筏沉积。
      准噶尔盆地保存冰伐沉积和恐龙脚印的湖相地层(南京古生物供图)
      论文作者之一、南京古生物所助理研究员房亚男告诉《中国科学报》,冰筏沉积的发现指示,即使在两极无冰川的温室地球时期,极地也存在气温低于零度的季节性结冰。   
      “特别巧合的是,在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世湖沼相泥岩中,我们也发现了保存精美的恐龙脚印化石。这表明晚三叠世至早侏罗世恐龙生活于极地地区,并适应极地季节性的严寒气候。”房亚男说。    
       
      恐龙脚印(南京古生物供图)
       
      恐龙天生有羽毛,不怕冷
      为什么恐龙能够抵御严寒存活下来呢?    
      论文通讯作者、南京古生物所研究员沙金庚介绍:“我们根据系统发育支架法推断,恐龙天生具有羽毛,但是这些羽毛明显不是用于飞翔的。此外,恐龙的羽毛结构和可以飞行的翼龙的羽毛结构相似,我们进而可以推断整个鸟跎类都天生具有羽毛。”    
      研究团队认为,这些原始的羽毛最可能的用途是用于恐龙的保温。这一点或许可以解释不同种类的恐龙在不同纬度的分布区别。   
      沙金庚说:“在三叠纪末,我们发现低纬度地区以食草和食肉性的拟鳄亚目(大型初龙)为主,缺少食草性的恐龙。”   
      与之相对的是,在中、高纬度地区,食草性的拟鳄亚目明显少于食草性的恐龙。   
      对此,沙金庚解释道,具有保温功能的原始羽毛确保了食草性恐龙能够抵御中、高纬度的冷冬,进而独享中、高纬度丰富且稳定的植物资源。而没有羽毛保温的拟鳄亚目因无法抵御中、高纬度的冷冬而无法生存。 
      晚三叠世准噶尔盆地古地理位置及恐龙分布图(南京古生物所供图)
      陆地生物大灭绝,恐龙称霸
      三叠纪末生物大灭绝事件的主要原因是中央大西洋超级火成岩省的喷发。  
      超级火山喷发释放的大量二氧化碳导致的全球升温、海洋酸化和缺氧等,一直被认为是造成海洋生物灭绝的原因。而“保温”为什么成为了恐龙幸存的秘诀?   
      研究团队认为,超级火山喷发首先造成的火山冬天,是陆地生物灭绝的首要因素。  
      什么是火山冬天?   
      沙金庚解释道,火山冬天是指由于火山喷发释放的大量火山灰和气溶胶等阻挡日照辐射,从而造成地球表面温度骤降。火山冬天持续时间较短,一般为几年到几十年间,很难直接记录于沉积物中。   
      “数值模拟可以证明,三叠纪末中央大西洋超级火成岩省的喷发造成了严重的火山冬天。”沙金庚告诉《中国科学报》。    
      “如果是升温,陆地生物会由低纬度迁移至高纬度。然而三叠纪末生物大灭绝事件后,陆地四足动物包括恐龙却由高纬度迁移至低纬度,原本低纬度地区的拟鳄类恐龙灭绝了。”沙金庚表示,“在此基础上,我们推断是火山冬天的‘冷’造成了陆地生物大灭绝,而非传统观点认为的‘热’。” 
      此时,具有能保温功能的羽毛、且早已适应极地严寒的恐龙,幸运地存活了下来。 
      恐龙嘴里叼着一个基干哺乳动物,背景是中央大西洋超级火成岩省在潘吉亚大陆赤道地区的喷发,赤道地区因火山冬天下起鹅毛大雪(Larry Felder绘制)
      之后的故事,科学家都已经知道了。    
      在三叠纪末生物大灭绝事件后,恐龙体积迅速增加,地理分布范围迅速扩张。比如,蜥脚类恐龙从晚三叠世的中、高纬度地区扩张到低纬度地区,鸟臀目恐龙首次出现,兽脚类恐龙的体积增加了近20%,恐龙总数量增加了近一倍。    
      从此,恐龙开启了长达1.3亿年的地球陆地霸主时代。 
      相关论文信息: 
      https://doi.org/10.1126/sciadv.abo6342 
      文 | 《中国科学报》记者 沈春蕾 
      编辑 | 方圆 
      排版 | 志海 
      
    2022-07-04
  • 【新京报】恐龙为何躲过三叠纪末生物大灭绝并称霸侏罗纪?这项研究解答

      科研人员推断是火山冬天的“冷”造成了陆地生物大灭绝,而非传统观点认为的“热”。三叠纪末生物大灭绝事件后,恐龙体积迅速增加,地理分布范围也迅速扩张。
      三叠纪末发生了地质历史上五次之一的生物大灭绝事件,这一事件导致大量陆地生物灭绝,但恐龙却躲过了这一灾难,并于三叠纪末生物灭绝事件后迅速占据生态主位,称霸侏罗纪和白垩纪世界。造成三叠纪末陆地生物灭绝的原因是什么?恐龙为什么能在生物灭绝的天灾中得以生存,并于灾后迅速发展壮大?
      新京报记者从中国科学院南京地质古生物研究所(以下简称中科院南古所)获悉,中外科研人员合作对我国新疆准噶尔盆地郝家沟剖面晚三叠世(三叠纪分为早、中、晚三个世)至早侏罗世地层进行了高分辨率的测量和研究。他们发现,中央大西洋超级火山喷发造成的火山冬天是导致三叠纪末陆地生物大灭绝的主要原因。研究首次揭示,具有保温功能的羽毛、早已适应极地寒冷的气候是恐龙躲过三叠纪末火山冬天并迅速占据侏罗纪生态主位的主要原因。
      赤道地区,恐龙嘴里叼着一个基干哺乳动物,背景是中央大西洋超级火成岩省在潘吉亚大陆赤道地区的喷发,赤道地区因火山冬天而下起了鹅毛大雪。Larry Felder 绘制 
      冰筏沉积、脚印记录揭示恐龙适应极地严寒气候 
      晚三叠世至早侏罗世早期是地球历史上典型的温室时期,地球两极不存在冰川,森林一直覆盖到潘吉亚大陆的南北两极。
      研究团队首次在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世深湖相泥岩中发现了冰筏沉积。冰筏沉积有何特征?中科院南古所房亚男博士说,纯的深湖泥岩粒度在0.1微米到63微米之间,而冰筏沉积的深湖泥岩中还包括离散分布的、直径在0.1毫米到15毫米之间的砂粒和小砾石。
      科研人员推测,冬季靠岸湖水结冰时冻结了湖底较大颗粒的砂砾,春季湖冰融化,一部分冰携带冻结的砂砾漂浮至湖中央,至完全融化后将其释放而沉积于深湖泥中,从而形成冰筏沉积;还有一种可能是,冬季风将陆地上的砂砾吹至冰面,春季湖冰融化,砂砾落入深湖泥中。准噶尔盆地冰筏沉积的发现指示出:即使在两极无冰川的温室地球时期,极地也存在零摄氏度以下的季节性结冰。
      巧合的是,研究团队同时在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世湖沼相泥岩中发现了保存精美的恐龙脚印化石。这表明,晚三叠世至早侏罗世,恐龙生活于极地地区,并能适应极地季节性的严寒气候。
      恐龙有羽毛保温,晚三叠世主要分布在中、高纬度地区 
      房亚男表示,恐龙分为两个目,即鸟臀目和蜥臀目。蜥臀目又分为兽脚类和蜥脚类。
      部分非鸟类兽脚类恐龙的分支和两个基干类食草性鸟臀目恐龙的化石上都发现了羽毛。根据系统发育支架法,研究团队推断,恐龙天生具有羽毛,但是这些羽毛不是用于飞翔的,而是用于保温。
      晚三叠世,食草性的恐龙主要分布于中、高纬度地区。低纬度地区以食草和食肉性的拟鳄亚目(远古的假鳄类,与现代鳄鱼的祖先有亲戚关系)为主,缺少食草性的恐龙,尽管食肉性的恐龙也存在于低纬度地区,但是群体非常小。
      科研人员认为,这表明在低纬度地区,食草性的恐龙竞争不过食草性的拟鳄亚目。这可能与低纬度地区多变且不可预测的植物资源和生物的新陈代谢速率有关。具有保温功能的原始羽毛确保了食草性恐龙能够抵御中、高纬度的冷冬,进而独享中、高纬度丰富且稳定的植物资源,没有羽毛保温的拟鳄亚目因不能抵御中、高纬度的冷冬而无法在此生存。同时,在低纬度地区,因植物资源多变且不可预测,新陈代谢速率较高的恐龙又无法与新陈代谢速率较低的拟鳄类竞争。
      火山冬天的“冷”造成了陆地生物大灭绝 
      中央大西洋超级火成岩省的喷发是造成三叠纪末生物大灭绝事件的主要原因。超级火山喷发释放了大量二氧化碳,进而导致的全球升温、海洋酸化和缺氧等一直被认为是造成海洋生物灭绝的原因。但是全球升温似乎无法解释陆地生物的变化。
      全球升温应该会造成四足动物和植物向更寒冷的高纬度地区迁移,但实际上,高纬度地区的四足动物,特别是基干蜥脚类恐龙不仅在灭绝事件中存活下来,而且在事件后迁移到低纬度地区,而热带地区的拟鳄亚目几乎全部灭绝。因此,研究团队认为,超级火山喷发首先造成的火山冬天是造成陆地生物灭绝的首要因素。
      火山冬天一般是指,由于火山喷发释放的大量火山灰和气溶胶等物质阻挡了日照辐射而造成的地球表面温度骤降。火山冬天持续时间较短,一般为几年到几十年间。火山冬天后一般是长时间尺度的升温,这是火山喷发释放的大量二氧化碳等温室气体造成的,升温的记录比较容易在沉积和化石记录中保存。
      因此,科研人员推断是火山冬天的“冷”造成了陆地生物大灭绝,而非传统观点认为的“热”。
      基于我国准噶尔盆地的冰筏沉积和恐龙脚印化石记录,研究直接证明了有羽毛保温的恐龙自晚三叠世就已经适应了季节性的寒冷气候,这帮助它们成功度过三叠纪末中央大西洋超级火山喷发造成的火山冬天;而大部分没有羽毛保温的其他初龙型类动物则灭绝于火山冬天,仅少数体积比较小的种类靠躲避在洞穴中而躲过了灾难。
      三叠纪末生物大灭绝事件后,恐龙体积迅速增加,地理分布范围也迅速扩张:蜥脚类恐龙从晚三叠世的中、高纬度地区扩张到低纬度地区;鸟臀目恐龙首次出现;兽脚类恐龙的体积增加了近20%;恐龙总数量则增加了近一倍。从此恐龙开启了长达1.3亿年的地球陆地霸主时代。
      新京报记者 张璐
      编辑 陈静 校对 付春愔
      
    2022-07-04
  • 【扬子晚报】三叠纪末生物大灭绝,为何恐龙能“幸存”?南古所专家揭示:恐龙的羽毛起到保温作用,捱过“火山冬天”

      三叠纪末发生了地质历史上五次之一的生物大灭绝事件,但恐龙却避过了这一灾难,此后它们迅速成为地球霸主,称霸侏罗纪和白垩纪世界。这是为什么?中国科学院南京地质古生物研究所专家发现,火山冬天是导致三叠纪末陆地生物大灭绝的主要原因。科学家结合系统发育支架法,首次揭示具有保温功能的羽毛和早已适应于极地寒冷的气候,是恐龙躲过三叠纪末火山冬天并迅速占据侏罗纪生态主位的主要原因。该项成果7月2日在线发表于国际知名刊物《科学进展》(Science Advances),
      赤道地区恐龙嘴里叼着一个基干哺乳动物,背景是中央大西洋超级火成岩省在潘吉亚大陆赤道地区的喷发,赤道地区因火山冬天下起鹅毛大雪(Larry Felder绘制)
      恐龙有羽毛!不是为飞翔,而是保暖 
      首次揭示恐龙适应极地季节性的严寒气候 
      晚三叠世至早侏罗世早期是地球历史上典型的温室时期,大气二氧化碳浓度达到1000-6000ppm,地球两极不存在冰川,森林覆盖一直到达潘吉亚大陆的南北两极。
      近年,中国科学院南京地质古生物研究所沙金庚和房亚男博士,与美国哥伦比亚大学Paul Olsen教授等人合作,对我国新疆准噶尔盆地郝家沟剖面陆相晚三叠世至早侏罗世地层进行了高分辨率的测量和研究。
      研究团队重新校正了准噶尔盆地的古纬度,认为其晚三叠世至早侏罗世位于潘吉亚大陆的北极地区。研究团队首次在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世深湖相泥岩中发现了冰伐沉积。
      南京地质古生物研究所房亚男博士介绍,准噶尔盆地冰筏沉积的发现指示了即使在两极无冰川的温室地球时期,极地也存在季节性的结冰。
      “特别巧合的是,研究团队同时在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世湖沼相泥岩中,发现了保存精美的恐龙脚印化石。”房亚男博士介绍说,这表明晚三叠世至早侏罗世恐龙生活于极地地区,并适应极地季节性的严寒气候。
      晚三叠世准噶尔盆地古地理位置及恐龙分布图
      根据系统发育支架法,研究团队推断恐龙天生具有羽毛,但是这些羽毛明显不是用于飞翔的。
      此外,恐龙的羽毛结构和翼龙的羽毛结构相似,进而可以推断整个鸟跎类都天生具有羽毛。研究团队认为这些原始的羽毛最可能的用途是用于恐龙乃至整个鸟跎类的保温。
      准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世冰伐沉积特征
      陆地生物大灭绝到底是因“热”还是“冷”? 
      火山冬天是造成陆地生物灭绝的首要因素 
      超级火山喷发释放的大量CO?导致的全球升温、海洋酸化和缺氧等,一直被认为是造成海洋生物灭绝的原因。
      但是此前一直令人不解的是,全球升温应该会造成四足动物和植物向高纬度地区迁移,但实际上,高纬度地区的四足动物,特别是基干蜥脚类恐龙不仅在灭绝事件中存活下来,更是在事件后迁移到低纬度地区,而热带地区的大型初龙型类,包括植龙和拟鳄亚目几乎全部灭绝。
      因此研究团队认为,超级火山喷发首先造成的火山冬天是造成陆地生物灭绝的首要因素。所谓的“火山冬天”,是指大规模火山喷发所释放的气溶胶和火山灰因阻挡太阳光而导致的大气温度异常降低的现象。
      系统发育框架上重要的生理特征的进化分支图
      专家表示,基于我国准噶尔盆地的冰伐沉积和恐龙脚印化石记录,本研究直接证明了有羽毛保温的恐龙自晚三叠世首次出现起就已经适应了季节性的寒冷气候,这帮助它们成功度过三叠纪末中央大西洋超级火山喷发造成的火山冬天;而大部分没有羽毛保温的其他初龙型类动物则灭绝于火山冬天,仅少数体积比较小的一些种类靠躲避在洞穴中而躲过了灾难。
      而三叠纪末生物大灭绝事件后,恐龙体积迅速增加,地理分布范围迅速扩张。恐龙从晚三叠世的中、高纬度地区扩张到低纬度地区,恐龙总数量增加了近一倍。从此,恐龙开启了长达1.3亿年的地球陆地霸主时代!
      相关研究成果于7月2日在线发表于国际知名刊物《科学进展》(Science Advances)
      扬子晚报/紫牛新闻记者 于丹丹
      校对 盛媛媛
      编辑 : 郭凤
    2022-07-04
  • 【中新网】中科院专家:恐龙羽毛起到保温作用 捱过“火山冬天”

      http://www.chinanews.com.cn/sh/shipin/cns/2022/07-02/news930903.shtml
      【解说】三叠纪末发生了地质历史上五次之一的生物大灭绝事件,但恐龙却避过了这一灾难,此后它们迅速成为地球霸主,称霸侏罗纪和白垩纪世界。这是为什么?近日,中国科学院南京地质古生物研究所专家发现,火山冬天是导致三叠纪末陆地生物大灭绝的主要原因。科学家结合系统发育支架法,首次揭示具有保温功能的羽毛和早已适应于极地寒冷的气候,是恐龙躲过三叠纪末火山冬天并迅速占据侏罗纪生态主位的主要原因。
      【解说】近年来,中国科学院南京地质古生物研究所沙金庚、房亚男与美国哥伦比亚大学Paul Olsen等人合作,对中国新疆准噶尔盆地郝家沟剖面陆相晚三叠世至早侏罗世地层进行了高分辨率的测量和研究,研究团队重新校正了准噶尔盆地的古纬度,认为其晚三叠世至早侏罗世位于潘吉亚大陆的北极地区。研究团队首次在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世深湖相泥岩中发现了冰伐沉积。
      【同期】中国科学院南京地质古生物研究所研究员 沙金庚
      我们在新疆准噶尔盆地里面发现了晚三叠世至早侏罗世湖泊冰筏的碎屑,这个发现就证明了在三叠纪末(晚期)和侏罗纪初的时候(极地)气候很冷。
      【解说】研究团队首次在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世湖沼相泥岩中发现了保存精美的恐龙脚印化石,表明晚三叠世至早侏罗世恐龙生活于极地地区,并适应极地季节性的严寒气候。
      【同期】中国科学院南京地质古生物研究所研究员 沙金庚
      我们发现了恐龙的脚印,从这个方面说明了当时的恐龙是适应冷的环境,根据整个演化的过程(以及)推算的话,早期的恐龙天生就带有羽毛,它早就适应了冷的环境。
      【解说】根据系统发育支架法,研究团队推断恐龙天生具有羽毛,但是这些羽毛明显不是用于飞翔的。此外,恐龙的羽毛结构和翼龙的羽毛结构相似,进而可以推断整个鸟跎类都天生具有羽毛。研究团队认为这些原始羽毛最可能的用途是用于恐龙乃至整个鸟跎类的保温。
      【同期】中国科学院南京地质古生物研究所研究员 沙金庚
      在温室大的环境里面,(超级火山喷发释放的气溶胶等阻挡太阳光导致大气)突然降温,出现了火山的冬天,就导致了(陆地)生物的灭绝。得益于(具有保温作用的)羽毛的这些恐龙,在高纬度地区或者极地地区躲避了灾难,所以它(带羽毛的恐龙)保存下来了。当气候一旦适应(大部分动植物生存)的时候,它(恐龙群体)就全球扩散(繁衍)了,所以说,到了侏罗纪和白垩纪之后,它就是恐龙的世界。
      【解说】该项成果7月2日在线发表于国际知名刊物《科学进展》。
      记者 葛勇 江苏南京报道
      责任编辑:【刘羡】 
      
    2022-07-04
  • 【光明日报】恐龙躲过三叠纪末陆地生物灭绝事件原因被找到

      本报南京7月2日凌晨电(记者苏雁 通讯员姬尊雨)距今约2.01564亿年前的三叠纪末期,曾发生地质历史上“五大生物集群灭绝事件”之一,导致大量陆地和海洋生物灭绝。但恐龙却避过了这一灾难,并于三叠纪末生物灭绝事件后迅速占据生态主位,称霸侏罗纪和白垩纪世界。造成三叠纪末陆地生物灭绝的原因是什么?恐龙为什么能在生物灭绝的天灾中得以生存,并于灾后迅速发展?这些问题困扰了科学界多年。
      近年来,中国科学院南京地质古生物研究所沙金庚和房亚男博士,与美国哥伦比亚大学教授保罗·奥尔森等人合作,对我国新疆准噶尔盆地郝家沟剖面陆相晚三叠世至早侏罗世地层进行了高分辨率的测量和研究,发现中央大西洋超级火成岩省喷发造成的“火山冬天”是导致三叠纪末陆地生物大灭绝的主要原因,并首次揭示恐龙躲过三叠纪末的生物大灭绝并占据侏罗纪生态主位的原因:其拥有具有保温功能的羽毛并且早已适应极地寒冷气候。北京时间7月2日凌晨,该研究成果在线发表于国际知名刊物《科学进展》。
      恐龙早已适应极地寒冷气候是如何发现的?研究团队首次在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世深湖相泥岩中发现了冰筏沉积,这说明了即使在两极无冰川的温室地球时期,极地也存在季节性的结冰。研究团队还同时在湖沼相泥岩中发现了保存精美的恐龙脚印化石。这些证据共同表明,晚三叠世至早侏罗世恐龙生活于极地地区,并适应极地季节性的严寒气候。
      根据系统发育支架法,研究团队推断恐龙天生具有羽毛,但是这些羽毛不是用于飞翔的,而是用于保温的。三叠纪末生物灭绝事件之前,恐龙尤其是食草性的恐龙主要分布在中、高纬度地区,而低纬度地区则以食草性和食肉性的拟鳄类为主。研究团队认为,具有保温功能的原始羽毛能确保食草性恐龙抵御中、高纬度的冷冬,进而独享中、高纬度丰富且稳定的植物资源。在低纬度地区植物资源多变且不稳定,恐龙因较高的新陈代谢速率而无法竞争过新陈代谢速率较低的假鳄类。假鳄类因没有羽毛御寒也无法去到中、高纬度地区。
      一直以来,科学界普遍认为中央大西洋超级火成岩省的喷发是造成三叠纪末生物大灭绝事件的主要原因。超级火山喷发释放的大量二氧化碳导致的全球升温、海洋酸化和缺氧等一直被认为是造成海洋生物灭绝的原因,但是全球升温似乎无法解释陆地生物的响应。全球升温后,四足动物和植物应向高纬度地区迁移,但实际上,高纬度地区的四足动物,特别是基干蜥脚类恐龙不仅在灭绝事件中存活下来,更是在事件后迁移到低纬度地区,而热带地区的大型初龙型类,包括植龙和拟鳄亚目却几乎全部灭绝。
      因此,研究团队推断,是“火山冬天”的“冷”造成了陆地生物大灭绝,而非传统观点认为的“热”,即超级火山喷发首先导致的“火山冬天”是造成陆地生物灭绝的首要因素。“火山冬天”是指大规模火山喷发后,喷发物质在平流层中长时间搬运,强烈阻挡了本该辐射到地球表面的太阳光,进而造成大气温度异常降低的现象。
      “基于对我国准噶尔盆地冰筏沉积和恐龙脚印化石记录长期以来的研究,我们直接证明了有羽毛保温的恐龙自晚三叠世首次出现起就已经适应了季节性的寒冷气候,这帮助它们躲过三叠纪末的‘火山冬天’。自三叠纪末生物大灭绝事件后,恐龙总数量增加了一倍,开启了长达1.3亿年的地球陆地霸主时代。”房亚男说。
      
    2022-07-04
  • 【新华日报】江苏省科学家精神宣讲团宣讲报告在无锡举行

      交汇点讯 为了让广大科技工作者深入学习传承老一辈科学家的高贵品格和道德情操,弘扬科学家追求真理、勇攀高峰的精神品质,6月9日,在无锡举办的省科协十大代表培训班上,江苏省科学家精神宣讲团成员、中国科学院南京地质古生物研究所科学传播中心主任、南京古生物博物馆馆长王永栋研究员应邀作题为《努力向学,蔚为国用——弘扬李四光爱国科学创新精神》,省科协十大代表60余人参加报告会。
      王永栋深情讲述了科学泰斗李四光一生的光辉历程。从李四光青年时期远渡重洋,先学造船、后学采矿、再转地质,在祖国需要的时候,他拒绝功名诱惑、冲破重重阻挠,毅然决然投身到祖国的地质学建设中,体现了老一辈科学家报国、救国、爱国的坚守与决心。
      王永栋在报告中强调,李四光在创造新中国地质事业成就的同时,也在工作作风方面树立了光辉典范,应将这笔宝贵的精神财富继承好、发扬好,更好地肩负起科教兴国和创新驱动发展的历史重任。
      整个宣讲报告史料翔实、内容丰富、引人入胜,将宏观历史背景与感人故事相结合,与会人员的反响热烈。大家纷纷表示被李四光的事迹深深打动,更加坚定了科技报国的理想信念,要秉承老一辈科学家精神,为科技强国做出更大的贡献。
      新华日报·交汇点记者 蔡姝雯
      编辑:王甜
    2022-06-13
  • 【扬子晚报】江苏省科学家精神宣讲团宣讲报告在无锡举行

      扬子晚报网6月10日讯(通讯员 调宣部 记者 徐媛园)6月9日,在无锡举办的江苏省科协十大代表培训班上,江苏省科学家精神宣讲团成员、中国科学院南京地质古生物研究所科学传播中心主任、南京古生物博物馆馆长王永栋研究员应邀作题为《努力向学,蔚为国用——弘扬李四光爱国科学创新精神》,江苏省科协十大代表60余人参加报告会。
       
      王永栋深情讲述了科学泰斗李四光一生的光辉历程。从李四光青年时期远渡重洋,先学造船、后学采矿、再转地质,在祖国需要的时候,他拒绝功名诱惑、冲破重重阻挠,毅然决然投身到祖国的地质学建设中,体现了老一辈科学家报国、救国、爱国的坚守与决心。
      王永栋在报告中强调,李四光在创造新中国地质事业成就的同时,也在工作作风方面树立了光辉典范,应将这笔宝贵的精神财富继承好、发扬好,更好地肩负起科教兴国和创新驱动发展的历史重任。
      校对 徐珩
      编辑 : 潘政
    2022-06-13
  • 【新华网】江苏省科学家精神宣讲团宣讲报告在无锡举行

      为了让广大科技工作者深入学习传承老一辈科学家的高贵品格和道德情操,弘扬科学家追求真理、勇攀高峰的精神品质,6月9日,在无锡举办的省科协十大代表培训班上,江苏省科学家精神宣讲团成员、中国科学院南京地质古生物研究所科学传播中心主任、南京古生物博物馆馆长王永栋应邀作题为《努力向学,蔚为国用——弘扬李四光爱国科学创新精神》,省科协十大代表60余人参加报告会。
      王永栋深情讲述了科学泰斗李四光一生的光辉历程。从李四光青年时期远渡重洋,先学造船、后学采矿、再转地质,在祖国需要的时候,他拒绝功名诱惑、冲破重重阻挠,毅然决然投身到祖国的地质学建设中,体现了老一辈科学家报国、救国、爱国的坚守与决心。
      王永栋在报告中说,李四光在创造新中国地质事业成就的同时,也在工作作风方面树立了光辉典范,应将这笔宝贵的精神财富继承好、发扬好,更好地肩负起科教兴国和创新驱动发展的历史重任。
      整个宣讲报告史料翔实、内容丰富、引人入胜,将宏观历史背景与感人故事相结合,与会人员的反响热烈。大家纷纷表示被李四光的事迹深深打动,更加坚定了科技报国的理想信念,要秉承老一辈科学家精神,为科技强国做出更大的贡献。(苏文)
      [编辑: 孙馥涵 ] 
    2022-06-13