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【荔枝网】南古所“植物庞贝城”里又有新发现！
瓢叶目，是常见于煤系地层的一组古老植物类群，主要生活在3.3亿到2.5亿年前，在二叠纪末大灭绝事件中消失。它是华夏植物群的特色和代表类群之一，也是石炭-二叠纪植物群中最常见，但研究最薄弱的一组植物。其植物系统分类位置从1931年该目建立以来始终是个谜团。所以无法定论。
之所以解答不了，关键在于缺乏植物的整体形态和内部解剖信息。位于内蒙古的乌海“植物庞贝城”，为解答这个问题提供了机会。
内蒙古乌海“植物庞贝城”野外剖面
乌海“植物庞贝城”，由南京地质古生物研究所的王军研究团队2012年命名和发表于《美国科学院院报》，大约三亿年前，这里雨水丰沛、阳光充足，是广阔的沼泽平原。当时，在乌海市乌达区西北方忽然发生了一场规模巨大的火山喷发，炙热的火山灰飘落下来，终结了这个盛极一时的森林王国。
火山灰将所有的植物封存起来，避免了腐烂或被其他生物体吞噬，3亿年后的今天，大量保存完好的植物化石得以面世。
透过火山灰中保存下来的植物化石，为揭开古植物学最大的谜团之一——瓢叶目的前世今生提供了机会。来自于内蒙古乌海“植物庞贝城”的瓢叶目家族新物种乌海拟齿叶，同时具有孢子植物的繁殖方式和裸子植物的木材结构，因此属于典型的前裸子植物。
瓢叶目家族新物种Paratingia wuhaia化石
这一发现揭示了孢子植物向种子植物演化进程的重要环节，彻底解决了瓢叶目在生命演化树中的位置，即系统分类属性及其亲缘关系。
瓢叶目家族新物种Paratingia wuhaia复原图
通过对“乌海拟齿叶”的整体复原研究，科研人员认为它与种子植物的亲缘关系比与蕨类植物更密切，而且“乌海拟齿叶”演化出了由叶子变化而来的复杂的似球果繁殖器官孢子囊穗。因此，可以确认“乌海拟齿叶”和它所属的瓢叶目属于前裸子植物——这类植物最早见于泥盆纪，并由此演化出了种子植物。
尽管瓢叶目植物的繁殖能力非常强大，但在二叠纪末大灭绝期间，它们也是环境和气候变化影响的受害者。这次大灭绝毁灭了全球的沼泽生态系统，而伴随着瓢叶目赖以生存的环境消失的，该目也随之灭绝。
相关研究成果2021年3月9日发表于《美国科学院院报》。
更多详细报道，欢迎收听江苏新闻广播（南京地区FM93.7,苏南地区FM95.3）的各档节目：《江苏新闻联播》07:00-07:30《新闻早高峰》07:30-09:00《新闻晚高峰》18:00-19:00。
（来源：江苏新闻广播/周洋 编辑/韩瑜）2021-03-10 -
【新华网】科学家发现1.1亿年前“蟑螂亲戚”新华社南京3月3日电（记者王珏玢）记者3日从中国科学院南京地质古生物研究所获悉，中国、德国、英国古生物学者最近在我国甘肃玉门发现一种1.1亿年前的原始昆虫——玉门鞘蠊。进一步的研究表明，玉门鞘蠊在分类学上与蟑螂、螳螂、白蚁有亲缘关系，称得上这些昆虫的“远古亲戚”。
新发现的化石共有3块，每块化石上各有1只玉门鞘蠊昆虫标本。形态上看，玉门鞘蠊头部呈圆柱形，胸部近似方形，腿部粗壮，很像“迷你版”蟑螂。但是它的身体表面分布有密密麻麻的小凹坑，这些凹坑大大加强了翅膀的硬度，因此玉门鞘蠊虽然长得像蟑螂，却拥有甲虫一样坚硬的翅膀。
研究团队还选取了玉门鞘蠊的72个典型特征，与36个昆虫类群进行了分类学比对。结果显示，玉门鞘蠊与现在的蟑螂、螳螂、白蚁等关系密切，可以认为是这些昆虫的“远古亲戚”。
“在1.1亿年前的白垩纪早期，玉门鞘蠊曾经遍布全球，兴盛一时。但在随后的2000万年内，它们又迅速灭绝，销声匿迹。我们推测，玉门鞘蠊由盛转衰，可能与当时全球的生物环境变化有关。这一时期，可以被它们食用的裸子植物大量减少，而金龟子、萤火虫等‘对手’昆虫又繁盛起来。玉门鞘蠊的生存需要逐渐无法满足，最终被进化所淘汰。”领导此项研究的中科院南京地质古生物研究所研究员王博说。
相关研究成果已于近日刊发于古生物领域国际期刊《远古世界》。（完）2021-03-05 -
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【新华网】6亿年前，深海生物有了“吸氧自由”
新华社南京2月14日电（记者王珏玢）6亿年前的海洋什么样？记者14日从中科院南京地质古生物研究所获悉，中国、美国、法国古生物学者最近发现，早在6亿年前，海洋深处已经出现大规模氧化，深层海水的氧含量提升。这一变化，为复杂多细胞生物的出现奠定了基础，也使得这一时期成为地球生命演化的关键转折期。
氧气是所有高等生物生存繁衍的基础。现代海洋从浅水至深水，有足够的氧气可以满足动植物生存需要。比如在深达11000米的马里亚纳海沟，已确认在约8500米处发现鱼类等动物生存，但远古海洋的环境却未必如此。一般认为，在4.5亿年前植物登陆后，现代海洋的雏形才完全形成。在此之前，海洋深处的环境总是在氧化、缺氧之间反复循环。
本次研究中，科研团队综合使用岩石学、矿物学、地球化学等多种方法，选取6亿年前的深海岩芯样品为研究对象，对可以反映海水氧含量的硫同位素进行估算。在实验的基础上，研究团队还运用数学模型，全面评估当时深层海水的氧化能力。结果显示，在6亿年前，深层海水已经发生大规模氧化，氧含量明显提升。
“6亿年前，已经出现‘蓝田生物群’‘瓮安生物群’等大量复杂的多细胞生物。这些古生物化石的发现，也印证了在这一远古时期，海洋中的氧含量出现明显提升。”领导此项研究的中科院南京地质古生物研究所副研究员王伟说。
相关研究成果已于近日发表在国际地学期刊《地质学》上。2021-03-01 -
【新华网】科学家发现6.3亿年前的蘑菇祖先
新华社南京2月22日电（记者王珏玢）记者22日从中国科学院南京地质古生物研究所获悉，中、美科研学者最近在我国贵州发现了6.3亿年前的真菌类生物化石。这是迄今世界上发现的最早陆生真菌类化石，说明在6亿多年前，蘑菇、酵母、青霉等真菌类生物的祖先已经从海洋“爬”上了陆地。
参与此次研究的中科院南京地质古生物研究所副研究员庞科介绍，新发现的真菌类化石位于贵州省瓮安县两处白云岩喀斯特洞穴中。研究者共采集20块岩石样品，得到上千枚不足头发丝粗细的微小真菌化石丝体。此前，最早的陆生真菌的化石发现于苏格兰，距今约4.1亿年历史。新发现的化石将陆生真菌的化石记录前推了2亿多年。
研究团队还发现，6.3亿年前的这种远古真菌类化石主要由两部分构成。一部分是长度数百微米的空心细丝，另一部分是连接在细丝之间、直径10微米至26微米的空心小球。科研人员通过与现代类似真菌的比对推测，细丝可能是真菌类生物的菌丝，而空心小球可能是用于繁殖的无性孢子。
“生物从海洋登上陆地是生命演化史上的一次重要转折。而真菌被称为‘拓荒先锋’，在陆地从一片荒芜到生机勃勃的过程中扮演重要角色。此次发现的6.3亿年前陆生真菌化石，比最早的陆生高等植物化石还早1亿多年。这对我们研究陆地早期环境和生命演化，也具有重要意义。”庞科说。
此次研究由中科院地球化学研究所、中科院南京地质古生物研究所、美国弗吉尼亚理工大学等中外科研机构合作完成。相关研究成果已于近日发表在国际权威期刊《自然·通讯》上。2021-03-01 -
【新华网】科学家新发现：6.3亿年前地球深层海水发生氧化
氧气是复杂多细胞生物得以生存和繁衍的重要条件之一。孕育了地球上最早的复杂多细胞宏体生物的埃迪卡拉纪早期海洋，其深层海水是否发生了氧化？据中国科学院南京地质古生物研究所2日消息，该所副研究员王伟等人展开研究，为当时海洋的氧化状态提供了新的证据，相关成果已于1月27日在线发表于国际知名期刊《地质学》。
距今6.35到5.38亿年前的埃迪卡拉纪是地球生命演化的关键转折时期。该时期地层中产出了大量由复杂多细胞生命组成的化石生物群，例如：华南扬子地台的“蓝田生物群”“瓮安生物群”等。复杂多细胞生物的生命活动需要消耗大量氧气，它们的出现代表着当时海洋环境中含氧量的增高，但是许多研究却认为新元古代晚期埃迪卡拉纪海洋的深水区仍处于还原缺氧状态。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所与中国科学院地质与地球物理研究所合作，利用黄铁矿硫同位素原位微区分析方法，并结合岩石学和矿物学分析，揭示了埃迪卡拉纪早期海洋中的硫酸根库容量比先前估计的要高，表明当时深层海水可能已经开始大规模氧化。
地质历史时期古海洋环境的恢复多借助于地球化学手段，硫同位素是其中最常用的地化指标之一。王伟表示，本研究指出全岩硫同位素指标在古环境重建中存在一定的局限性，并提供了相应的解决方案。
在大气含氧量普遍较低的情况下，陆源硫酸根离子是海洋的重要氧化剂，对古海洋深水区的氧化起到关键性作用。在硫酸盐还原细菌作用下，硫酸根与有机质发生氧化还原反应，硫同位素在氧化态和还原态中发生同位素分馏。尽管引发硫同位素分馏的因素很多，但其分馏程度常用来反推地质历史时期海洋环境中的硫酸根浓度和古海洋的氧化能力。
“早期的方法有可能导致所提取的古海水中的同位素信号叠加了其他介质的信号，致使我们对当时海洋水体的氧化还原状态的认识产生偏差。”王伟说。(徐珊珊)2021-02-07 -
【中国科学报】研究表明6亿年前海洋深处有氧气
如果没有氧气供给，人类会窒息而亡。复杂多细胞生物的生存和繁衍也离不开氧气。埃迪卡拉纪古海洋孕育了地球上最早的复杂多细胞宏体生物，其深层海水是否含有氧气？中科院南京地质古生物研究所（以下简称南京古生物所）等单位开展研究，为揭示当时海洋的氧化状态提供了新证据。相关研究成果近日在线发表于《地质学》。
距今6.35亿至5.38亿年前的埃迪卡拉纪是地球生命演化的关键转折时期。该时期地层中产出了大量由复杂多细胞生命组成的化石生物群，如华南扬子地台的蓝田生物群、瓮安生物群、庙河生物群及石板滩生物群等。复杂多细胞生物的出现表明当时海洋环境中含氧量增加，但一些研究却认为晚期埃迪卡拉纪海洋的深水区大部分时间仍处于还原缺氧状态。
为此，南京古生物所研究员王伟、硕士研究生胡永亮、助理研究员关成国、研究员周传明等与中科院地质与地球物理研究所科研人员及国外学者合作，利用黄铁矿硫同位素原位微区分析方法，并结合岩石学和矿物学分析，揭示了埃迪卡拉纪古海洋中的硫酸根库容量比先前估计的高，表明在埃迪卡拉纪早期深层海水可能已经开始大规模氧化。
地质历史时期古海洋环境重建多借助于地球化学手段，硫同位素是最常用的指标之一。王伟告诉《中国科学报》：“我们的研究发现全岩硫同位素指标在古环境重建中存在一定的局限性，并提供了相应的解决方案。”
在大气含氧量普遍较低的情况下，陆源硫酸根离子是海洋的重要氧化剂，对古海洋深水区的氧化起到关键性作用。在硫酸盐还原细菌作用下，硫酸根与有机质发生氧化还原反应，硫同位素在氧化态（硫酸根）和还原态（例如黄铁矿）中发生同位素分馏。尽管引发硫同位素分馏的因素很多，但其分馏程度常用来反推地质历史时期海洋环境中的硫酸根浓度和古海洋的氧化能力。
埃迪卡拉纪沉积地层中的硫同位素组成较为复杂。以往传统硫同位素方法的应用多采取全岩分析手段，缺乏系统的岩石学和矿物学分析，并未充分考虑沉积硫化物（例如黄铁矿）形成过程及后期成岩作用的复杂性。王伟说：“早期的方法有可能导致提取的古海水中的同位素信号叠加了其他介质（例如孔隙水、成岩后期的地下水体）信号，致使我们对当时海洋水体的氧化还原状态的认识产生偏差。”
为解决以上问题，研究团队以埃迪卡拉纪深水相蓝田岩芯样品为研究对象，系统分析了埃迪卡拉纪蓝田组硫同位素组成复杂变化的原因，并评估了全岩硫同位素方法恢复地质历史时期古海洋环境的可靠性。连续、完整、新鲜的岩芯样品，为进行系统可靠的岩石学和矿物学观察以及地球化学分析提供了有力保障。
研究表明，形成于开放水体环境、未经成岩作用改造的草莓状黄铁矿的硫同位素组成最有可能代表底层水体的同位素分馏状态，可以作为恢复古海洋氧化还原条件的研究载体。
研究团队还基于硫循环模型，估算了埃迪卡拉纪硫酸根浓度，认为以往基于全岩硫同位素的研究很可能严重低估了这一时期海洋中的硫酸根浓度及其海洋氧化能力，推测埃迪卡拉纪硫酸根库容量可能已经足够满足深层海水的氧化，从而为复杂多细胞生命的发展提供了保障。
记者：沈春蕾2021-02-04 -
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【科技日报】1亿年前萤火虫就已学会发光抵御捕食者
盛夏的野外，萤火虫一闪一灭的光亮，犹如一盏盏神秘莫测的明灯。通常，只有年幼和雌性萤火虫才发光，这是一种求爱信号。极少数的雄性萤火虫也用闪光进行防御。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所与捷克帕拉茨基大学、英国布里斯托大学及中山大学合作，从缅甸琥珀中发现了萤火虫的一个“老祖先”：白垩光萤科。这一新类群的发现对于研究叩甲总科中生物发光的起源与演化具有重要意义。该成果1月20日在线发表在英国《皇家学会会刊—B辑》上。
在陆生动物中，能进行生物发光的物种以叩甲总科（萤火虫及其近亲）的物种最多。大部分发光的叩甲总科的物种都属于“萤类”，包括萤科、光萤科、雌光萤科，以及华光叩甲科。
在这一分支中，除最基部的华光叩甲科外，萤科、光萤科与雌光萤科的身体均较为柔软，部分类群的雌性还具有幼态持续现象，这使得这一类群的物种很难保存为化石。除萤科于白垩纪缅甸琥珀及一些新生代地层中有化石记录外，其他类群此前尚没有化石被正式报道。
研究人员在白垩纪中期缅甸琥珀（约1亿年前）中发现了一枚保存较完好的阿扎白垩光萤雄性标本。白垩光萤的触角具12节，呈双栉状，与现生的光萤科相似。然而白垩光萤的前胸腹板较发达，鞘翅完全覆盖腹部，腹部可见腹板6节，与光萤科及近缘的雌光萤科不同。根据其形态特征，研究人员推测白垩光萤可能属于光萤科+雌光萤科进化枝的基干类群。
“我们发现的化石是比较原始的一类，可以理解为萤火虫的祖先类型。”中科院南京地质古生物所副研究员蔡晨阳告诉记者。
白垩光萤的第1—3节可见腹板上具有一个浅色明亮区域，研究人员认为这是发光器官。而在白垩纪，蚂蚁、青蛙、早期鸟类等快速繁盛，它们都是白垩光萤的潜在捕食者。研究人员推测，白垩光萤中的发光器官或许与抵御这些捕食者有关。2021-01-29