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【荔枝新闻】研究新发现：2.5亿年前的昆虫如何在大灭绝中“逃生”
昆虫作为现今地球上多样性最高的生物，自石炭纪开始繁盛，在二叠纪已成为陆地生态系统中的重要角色。二叠纪末发生了地质历史上规模最大的生物灭绝事件，导致了陆地生态系统的崩溃。迄今学界对此时期昆虫的演化过程争议颇大，进而导致我们对于昆虫对大灭绝的响应机制知之甚少。
今天（12日）记者从中科院南京地质古生物研究所了解到，近日，中国科学院南京地质古生物研究所硕士研究生赵显烨在王博研究员指导下，与中国科学院古脊椎动物与古人类研究所博士生余逸伦以及俄、美等国科研人员合作，依托南京古生物所大数据中心，建立了全球甲虫（昆虫纲：鞘翅目）化石形态数据库。在此基础上，研究人员利用多种数学模型对早二叠世至中三叠世甲虫的分类多样性、形态歧异度、系统发育和生态习性进行了综合分析，重建了甲虫的早期演化历史。研究发现大灭绝事件明显影响了甲虫的早期演化历程，为理解昆虫对大灭绝事件的响应过程和机制提供了新见解。研究还建立了甲虫鞘翅形态数据库，并且利用主坐标分析和非度量性多维标度变换方法，基于多种形态歧异度指标，定量分析了早二叠世至中三叠世甲虫形态差异的变化。
结果表明，随着早、中二叠世甲虫干群的辐射，其多样性与形态歧异度同步增加。王博研究员介绍：“在二叠纪末大灭绝事件后，早三叠世的甲虫蛀食性干群近乎完全灭绝，多样性、形态歧异度明显降低。而当时生活在类似沼泽环境中的昆虫得以'逃过一劫'，并逐渐繁盛。后来，这些昆虫中的一部分慢慢演化成了蛀食性昆虫。”
现代自然界中，昆虫在陆地碳循环中扮演着重要的角色。王博研究员解释，“森林是陆地生态系统中最大的碳储库，植食性昆虫通过分解木质组织，将光合作用固定的碳以二氧化碳形式返回于大气。现今昆虫对森林枯木分解贡献率平均为29%，年排碳量约为3.2±0.9 Pg。甚至在短时间内，植食性甲虫的爆发足以让森林从碳汇转变为碳源。然而，漫长的地质历史时期，昆虫对全球碳循环及气候的影响被长期忽略。”
近期，新的地球化学模型提出二叠纪陆地植食性动物对碳埋藏的限制可能是大气氧含量下降的主要驱动力。在二叠纪，相对于甲螨、脊椎动物等植食性生物，蛀食性甲虫成为更重要的木材分解者。这些甲虫通过与微生物（例如真菌）的相互作用显著提高了木材的降解速率。因此，二叠纪蛀食性甲虫的辐射可能是二叠纪大气氧含量下降的一个主要驱动力。
当今，人类造成的全球变暖与毁林事件导致森林昆虫多样性不断下降，与二叠纪末期灭绝事件十分相似。本研究或许有助于我们更好地了解未来昆虫将如何响应全球气候的变化。
（来源：江苏广电融媒体新闻中心/吕莹莹 编辑/汪泽）
2021-11-15 -
【中新网】中外科学家共建全球甲虫化石形态数据库
中新社南京11月10日电 (记者 杨颜慈)据中国科学院南京地质古生物研究所10日消息，该所与中外科研机构合作建立了全球甲虫化石形态数据库，重建了甲虫的早期演化历史。研究发现，二叠纪末生物大灭绝事件(距今约2.5亿年)明显影响了甲虫的早期演化历程。
昆虫作为现今地球上多样性最高的生物，自石炭纪开始繁盛，在二叠纪已成为陆地生态系统中的重要角色。二叠纪末发生了地质历史上规模最大的生物灭绝事件，导致了陆地生态系统的崩溃。迄今，学界对此时期昆虫的演化过程争议颇大，进而导致科研界对于昆虫对生物大灭绝的响应机制知之甚少。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所硕士研究生赵显烨在王博研究员指导下，与中国科学院古脊椎动物与古人类研究所博士生余逸伦以及俄、美等国科研人员合作，依托古生物研究所大数据中心，建立了全球甲虫(昆虫纲鞘翅目)化石形态数据库。
赵显烨介绍，在此基础上，研究人员利用多种数学模型对早二叠世至中三叠世甲虫的分类多样性、形态歧异度、系统发育和生态习性进行了综合分析，重建了甲虫的早期演化历史。
“研究发现，大灭绝事件，特别是去森林化明显影响了甲虫的早期演化历程。为理解昆虫对生物大灭绝事件的响应过程和机制提供了新见解。”赵显烨说。
该研究成果近期发表于英国综合性学术期刊eLife上。
该研究还首次利用形态歧异度等指标对昆虫化石进行分析。结果表明，基于大数据以及多指标、多种模型的联合分析有助于人类更好地揭示地质历史时期生物的演化规律和可能的驱动力。
当今，人类造成的全球变暖与毁林事件导致森林昆虫多样性不断下降，与二叠纪末期灭绝事件十分相似。该研究或许有助于人类更好地了解未来昆虫将如何响应全球气候的变化。(完)
2021-11-11 -
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【科技日报】大数据分析表明昆虫多样性与碳排放密切关联
科技日报南京11月10日电 （记者张晔）目前人为的全球变暖与毁林事件导致森林昆虫多样性不断下降，历史上有没有发生过类似的事情呢？中国科学院南京地质古生物研究所科学家通过建立全球甲虫化石形态数据库，深入研究了二叠纪末大灭绝前后森林变化与甲虫演化的关系，为我们提供了新的见解。研究成果发表于最新一期英国综合性学术期刊eLife上。
昆虫作为现今地球上多样性最高的生物，自石炭纪开始繁盛，在二叠纪已成为陆地生态系统中的重要角色。二叠纪末发生了地质历史上规模最大的生物灭绝事件，导致了陆地生态系统的崩溃。迄今学界对此时期昆虫的演化过程争议颇大，进而导致我们对于昆虫对大灭绝的响应机制知之甚少。
科学家在中科院南京地质古生物所大数据中心建立了全球甲虫（昆虫纲：鞘翅目）化石形态数据库，在此基础上，利用多种数学模型对早二叠世至中三叠世甲虫的分类多样性、形态歧异度、系统发育和生态习性进行了综合分析，重建了甲虫的早期演化历史。研究发现，大灭绝事件（特别是去森林化）明显影响了甲虫的早期演化历程。
研究表明，随着早、中二叠世甲虫干群的辐射，其多样性与形态歧异度同步增加。在二叠纪末大灭绝事件后，早三叠世的甲虫蛀食性干群近乎完全灭绝，多样性、形态歧异度皆明显降低。早三叠世蛀食性甲虫化石记录的空白与森林生态系统的崩溃时间（即无煤期）大致吻合，表明蛀食性甲虫的灭绝可能源于去森林化作用所造成的栖息环境的消失。中三叠世甲虫类群明显恢复，新的蛀食性甲虫类群再次广泛出现，这也与森林生态系统的恢复时间相一致。
现代自然界中，昆虫在陆地碳循环中扮演着重要的角色。森林是陆地生态系统中最大的碳储库，植食性昆虫通过分解木质组织，将光合作用固定的碳以二氧化碳形式返回于大气。现今昆虫对森林枯木分解贡献率平均为29%。甚至在短时间内，植食性甲虫的爆发足以让森林从碳汇转变为碳源。
古生代陆生植物大辐射伴随着巨量碳储存和氧气释放，这被认为是同期大气氧含量上升的主导因素。在二叠纪，蛀食性甲虫成为重要的木材分解者。这些甲虫通过与微生物的相互作用显著提高了木材的降解速率。因此，二叠纪蛀食性甲虫的辐射可能是二叠纪大气氧含量下降的一个主要驱动力。
当今，人类造成的全球变暖与毁林事件导致森林昆虫多样性不断下降，与二叠纪末期灭绝事件十分相似。本研究或许有助于我们更好地了解未来昆虫将如何响应全球气候的变化。2021-11-11 -
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中华龙鸟“飞”上南京交通卡
11月6日，中国科学院南京地质古生物研究所推出了中华龙鸟交通典藏卡，这是国内首款以古生物化石为主题的交通卡。
中华龙鸟是恐龙的一种，生活在距今1.4亿年前，是人类第一次发现的长有毛发的恐龙。
体重只有1斤的迷你恐龙，是鸟类的祖先
尖尖的嘴巴，大大的眼睛，保持着“金鸡独立”的姿势仰头长啸，长长的尾巴高高翘起，它的头部到尾部都覆盖着一层羽毛。当天上午，现代快报记者在中国科学院南京地质古生物研究所南京古生物博物馆里，看到了这件中华龙鸟化石。
它的形态不仅十分“傲娇”，而且还是个特别迷你的“小块头”。“中华龙鸟全长约1米，体重推测只有0.55公斤。”该馆展陈收藏部主管贺一鸣告诉现代快报记者，中华龙鸟不是鸟类，而是一种兽脚类美颌龙科的恐龙，这个标本产自辽西热河生物群早白垩世的义县组。“它是人类第一次发现的长有毛发的恐龙，为鸟类恐龙起源说提供了证据。从某种意义上说，恐龙没有灭绝，只是变成了鸟生活在我们周围。”
限量1000张，国内首张古生物化石交通卡发行
在发布现场，印有中华龙鸟的交通卡吸引了不少市民游客驻足，灰褐色的底色中还有岩石的纹理，一只仰头长啸的中华龙鸟十分逼真，上面写着“中华龙鸟”“金陵通交通卡”字样。
中国科学院南京地质古生物研究所党委副书记张建成介绍了此次“出圈”的初衷：“我们希望借助这张小小的卡片，能够让大家对古生物学产生兴趣。”
据了解，中华龙鸟交通典藏卡礼盒限量发行1000张，售价为78元。持卡在南京本地公共出行可以享受公交8折、地铁95折及换乘优惠。该卡支持全国300+城市带有“交通联合”标志的公交地铁线路使用。此外，11月，南京古生物博物馆以镇馆之宝“中华龙鸟”为主题推出科普月活动，还将推出一系列与中华龙鸟相关的科普小讲座和现场直播，感兴趣的你不要错过。
现代快报+/ZAKER南京记者
张然/文 王曦/摄2021-11-08 -
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【现代快报】6亿年前地球为何突然变热闹？这项研究成果告诉你答案
现代快报讯（记者阿里亚）地球诞生于46亿年前，早期的地球一片死寂，但在天时地利之下，地球进入了一个新的时代：埃迪卡拉纪。之后便是生命的大爆发，各类动物集体亮相，一时间，地球变得非常热闹。
近日，由中科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎领导的中英美俄国际合作团队，在埃迪卡拉纪高精度地质年代学研究中获得重要进展。11月3日，相关研究成果在线发表于《科学》杂志子刊《科学进展》上，为揭示地球这一关键转折期的演变提供了一个全新的时间框架。
埃迪卡拉纪：地球宜居性的关键转折期
刚诞生时的地球，看上去一片死寂。但是在这片死寂之下，生命在默默积蓄力量。
埃迪卡拉纪的时代为6.35亿年前-5.39亿年前之间。覆盖着地球的厚厚的冰层在火山爆发的影响下迅速消退，生命们不需要在寻找温暖的水域苦苦挣扎了，整个宽广的大洋都是它们的繁殖地。这将近1亿年的时间内，生物们展开了爆发式的进化历程。
长得像煎饼的狄更逊水母、有多对附肢的夷陵虫……这段时间的生物造型极其独特。“隐形”的微体动物在这个时期开始第一次“长大”，成为肉眼可见的宏体动物。
“在这个时期内，地球的岩石圈、水圈、大气圈和生物圈都发生了剧烈变化，特别是动物的出现并开始演化，因此是地球宜居性演化的关键转折期。”论文的第一作者和通讯作者、英国地质调查局博士杨传介绍，他们的这项研究就是从时间的角度，对埃迪卡拉纪生物演化与海洋环境变化之间是否存在联系进行分析讨论。
为何说埃迪卡拉纪是地球宜居性演化的关键转折期？杨传进一步解释称，在埃迪卡拉纪之前，海洋主要以缺氧的海水为主，地球表面几乎被冰雪覆盖。“在埃迪卡拉纪之前，生命以微生物的形式为主，宏体生物很少。进入埃迪卡拉纪后，宏体生物开始大量出现并演化，确切的动物化石也开始出现。到了埃迪卡拉纪晚期，生命大爆发开始并形成类似现在的海洋生态系统，因此它是地球宜居性的一个重要转折期。”
高精度测定年代，“碳同位素”成破谜关键
杨传告诉现代快报记者，揭示埃迪卡拉纪地球表层各系统演变与复杂生命崛起之间相互联系和机制，成为当今地球系统科学和宜居性研究的前沿课题。其中，高精度地质年代学是各种因素相互联系的纽带。
△华南埃迪卡拉纪地层
埃迪卡拉纪记录了一次地球历史上最大的海洋碳同位素负异常事件，国际上通常称为“Shuram”事件，在我国华南称为“DOUNCE”事件。该事件的年龄、持续时间和全球性问题是建立埃迪卡拉纪全球年代标准和解决埃迪卡拉纪生命与环境演化问题的关键。
我国华南埃迪卡拉纪陡山沱组（距今6.35-5.50亿年以前）不仅保存有丰富的化石记录，而且以碳酸盐岩和黑色页岩为主的岩石组合为开展地球化学研究提供了最佳的素材。在这里，研究团队利用放射性同位素，展开细致的年代学研究。
△埃迪卡拉纪中晚期两次碳同位素负漂移事件的年代学约束
“我们获得的年代数据不仅为为陡山沱组中的具刺疑源类、瓮安生物群、翁会生物群、庙河生物群及灯影组中的典型埃迪卡拉化石组合提供了年龄约束，而且确定了陡山沱组中碳同位素负漂移事件的时代，特别是将华南埃迪卡拉纪斜坡相的‘Shuram/DOUNCE’事件结束的时间确定为早于5.56亿年前。”杨传说。
如果“Shuram/DOUNCE”事件具有全球等时性的话，那么华南埃迪卡拉纪台地相陡山沱组上部至少记录了两次碳同位素负漂移事件。”其中，年龄偏年轻的事件持续时间比较短，结束于5.50亿年前。“上述结论得到了其他地区埃迪卡拉纪碳酸盐岩碳同位素和年代学数据的支持，综合数据表明，‘Shuram/DOUNCE’事件发生在5.75—5.65亿年之间，误差在5百万年左右。”
（中科院南京地质古生物研究所供图编辑吴嫣然）2021-11-04 -
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【科技日报】体长1米，4.3亿年前的“海蝎子”首次在我国发现
科技日报记者 张晔
它形似蝎子，体长近1米，附肢长有锋利的长刺……它就是志留纪（距今约4.3亿年）的“明星动物”板足鲎（音“厚”）。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所等联合研究团队在我国华南地区发现板足鲎的一个新属新种：秀山恐鲎。相关研究成果近期以封面论文的形式发表于国际学术期刊《科学通报》上。
Science Bulletin封面（秀山恐鲎生态复原图由杨定华绘制）
板足鲎是生存于古生代的一类重要的节肢动物，是现代蛛形纲的近亲。因其形似蝎子，故俗称为海蝎。板足鲎最早出现于奥陶纪，在志留纪达到了多样性的巅峰，之后走向衰落，于二叠纪末全部灭绝。
混翅鲎是板足鲎目下的一个科级分类单元，这一类群的第三对附肢高度特化，具有长刺，形态夸张。混翅鲎独特而极易辨识的附肢与现生鞭蛛的须肢相似，被认为可用于固定猎物，是混翅鲎较强捕食能力的体现。
然而，与其较高的曝光度相比，学界一直以来对此类动物缺乏深入了解，已报道的混翅鲎共两属四种，均依据来自志留纪劳俄古陆的少数化石标本建立，且近八十年来一直没有发现新的类群。有限的化石极大限制了我们对该类群形态多样性、地理分布和演化历史的了解。
中国科学院南京地质古生物研究所硕士生王晗在王博研究员指导下，与中国科学院古脊椎与古人类研究所、德国柏林自然博物馆、英国自然历史博物馆的科研人员合作发现的秀山恐鲎，是混翅鲎一新属新种，填补了混翅鲎类在中国乃至整个冈瓦纳大陆的空白，也代表了已知最古老的混翅鲎化石记录。
秀山恐鲎体型较大，体长可达近一米。其第三对附肢特化增大，其上具密度较高的硬质长刺；后体及尾部似蝎。科研人员基于形态学与系统发育分析，重建了秀山恐鲎的形态，并确定了其在板足鲎家族中的系统发育位置。
秀山恐鲎（Terropterus xiushanensis）（a,c,d,e,f:附肢；b:背侧及腹侧复原图；g:生殖附属器及生殖盖板）
这次发现的化石具有保存完好的附肢，以及生殖附属器、尾部、体表纹饰等特征，为混翅鲎科形态多样性讨论提供了诸多新证据。此外，华南地区志留纪早期的浅海地区尚未发现大型捕食性动物，而秀山恐鲎作为具捕捉“利器”的大型节肢动物，极有可能在这一环境中扮演着顶级捕食者的角色。
一直以来，志留纪板足鲎的化石记录多集中于劳俄及其周边地区，而在广大的冈瓦纳大陆及周边则很少发现板足鲎的踪迹。此次板足鲎化石在华南的发现，表明在冈瓦纳大陆及其周边可能也存在着繁盛的板足鲎类群。
文中图片由受访者提供
2021-10-08