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遗迹化石探索深时生物与环境相互作用取得进展
遗迹化石是地质历史时期保存在沉积物表层和内部的生物活动痕迹。遗迹化石的形成和保存，不仅跟生物的种类和生态习性有关，还与生物生活的环境条件和生物生活的底质有非常密切的关系。因此，遗迹学作为研究深时生物与环境相互作用的重要媒介，在重建古环境、再造和恢复古代生物的古生态方面起着非常重要的作用。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所罗茂副研究员与澳大利亚迪肯大学的石光荣教授，Lee Sangmin博士（目前均任职于澳大利亚卧龙岗大学）合作，对澳大利亚南悉尼盆地位于美丽滩（Pretty Beach）和O’Hara 岛（O’Hara Island）二叠纪乌拉尔统Snapper Point组地层剖面的沉积学和遗迹学进行了系统研究，并尝试利用一类新发现的遗迹组构推算当时的沉积速率。该研究已发表于《三古》（Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology）。
该区域以往研究积累和剖面沉积学证据显示这两个剖面代表了受风暴影响的三角洲沉积。研究除了报道已在这一地区发现的4种常见遗迹化石属外，还新发现一类漏斗状遗迹化石Parahaentezchelinia所形成的特殊遗迹组构。这类遗迹组构表现为Parahaentezchelinia遗迹个体在垂向上形成明显的叠覆序列，并最多可在剖面上识别出7层自下而上的叠覆序列。每个叠覆序列的高度为2.2–13.2cm, 平均高度5.6cm。详细形态学研究发现这类遗迹并非是由多毛类造成的遗迹种Rosselia socialis，而是更可能代表了内生底栖双壳类（如樱蛤类）利用虹吸管进行觅食造成的遗迹。
这种造迹生物会钻入砂质沉积物内部，并根据自身虹吸管长度，使栖居位置和水与沉积物界面保持一定距离，并利用虹吸管在水与沉积界面附近滤食沉积物；当沉积速率发生明显改变时（发生沉积物快速堆积），这类底栖双壳类能迅速调整其栖居位置，相应地向上“逃逸”以保持其与水—沉积物界面的相对位置，并形成上述剖面中观察到的叠覆序列。考虑到樱蛤类双壳类的化石记录最早只出现于三叠纪，研究人员认为乌拉尔统Snapper Point组地层中的Parahaentezchelinia遗迹组构很可能由与樱蛤类双壳类具有类似形态功能的一类生物所造成，代表了行为学上的趋同。
研究人员进一步根据Parahaentezchelinia遗迹组构叠覆序列的高度，并结合现代樱蛤类双壳类的寿命，推算了当时早二叠世三角洲沉积的沉积速率，得到快速沉积时期的沉积速率在0.24cm/year。这一沉积速率与全新世和现代多个三角洲的沉积速率相当。
本研究受到中国科学院战略性先导科技专项（B类）、中国科学院人才计划、国家自然科学基金和澳大利亚研究基金委员会的共同资助。
论文信息：Luo M*., Shi, G.R*., Lee, S., 2020, Stacked Parahaentzschelinia ichnofabrics from the Lower Permian of the southern Sydney Basin, southeastern Australia: Palaeoecologic and palaeoenvironmental significance. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 541, 109538.232020-07 -
南京古生物所两中心签订年度业绩目标责任书
7月23日上午，中国科学院南京地质古生物研究所在行政楼一楼会议室举行年度业绩目标责任书签订仪式。南京古生物所所长詹仁斌，所党委书记、副所长杨涛，副所长王军参加会议。南京古生物所实验技术中心主任曹长群、地层古生物咨询中心主任王怿分别与主管所领导签订责任书。
为推动两中心工作，经前期调研、多次磋商，分别确定了实验技术中心和地层古生物咨询中心的年度任务目标，内容涵盖仪器设备共享使用情况、拓展市场取得突破情况、全年业务收入情况、上交所经费情况以及廉洁从业和安全生产情况等。通过责任书的签订，进一步规范相关工作，激励各中心紧紧围绕研究所中心工作，力争取得更加突出的业绩。
詹仁斌在会上强调，实验技术中心和地层古生物咨询中心是南京古生物所服务科研和生产实践的两个重要部门，一定要继续坚持“安全第一、业绩优先”的原则，发扬主人翁精神，担负起应尽的责任。他指出，今年以来，两个中心力排疫情不利影响，各项工作均取得积极进展，不断开拓新的业务，为研究所发展做出了贡献。所里也将会对两个中心的工作给予必要的协调支持，攻坚克难，共同推动研究所各项工作再上新台阶。232020-07 -
江苏省副省长马秋林一行调研南京古生物所
2020年7月21日下午，江苏省副省长马秋林、省政府副秘书长张乐夫等一行调研中国科学院南京地质古生物研究所。南京古生物所所长詹仁斌，所党委书记、副所长杨涛接待了马秋林一行。
马秋林一行首先参观了由中国科学院和江苏省共建的南京古生物博物馆，详细了解了博物馆升级改造情况。随后调研了现代古生物学和地层学国家重点实验室、实验技术中心、大数据中心、咨询中心及模式标本馆藏，并就相关工作进展与科技人员进行了深入沟通交流。
调研过程中，马秋林对南京古生物所丰富的化石标本馆藏和国际先进的研究技术手段表示印象深刻。他高度赞扬了南京古生物所国际一流的科研成果和对国家能源资源勘探等做出的重要贡献，同时鼓励大家持续推动科学传播和文创开发，积极融入地方建设发展，再创新的成绩。省里也将会对南京古生物所的科研科普工作给予必要支持。222020-07 -
南京古生物所与凤凰出版传媒集团成立联合科学传播中心
为了在新时代推动科学传播工作向高质量高水平深入发展，中国科学院南京地质古生物研究所与凤凰出版传媒集团暨江苏凤凰科学技术出版社本着强强联合、优势互补、平等互利、共谋发展的原则，决定成立“凤凰-南古联合科学传播中心”。2020年7月15日，“凤凰-南古联合科学传播中心”成立暨战略合作签约仪式在南京举行。
江苏凤凰出版传媒股份有限公司党委书记、总经理佘江涛、总编辑徐海、出版部主任樊明、江苏凤凰电子音像出版社社长及江苏凤凰数字传媒有限公司总经理徐晨岷、江苏凤凰科学技术出版社党委书记、社长傅梅以及总编辑郁宝平等10余人参加仪式。南京古生物所所长詹仁斌，党委书记、副所长杨涛等出席会议。会议由南京古生物所科学传播中心主任兼博物馆馆长王永栋主持。
詹仁斌在致辞中介绍，南古所是世界三大古生物研究机构之一，拥有国内顶尖的地质古生物研究专家团队，集聚了大量高端的优质古生物学术和科普资源，以及优秀的古生物人才资源。所内标本馆收藏着 20 多万件模式化石标本，许多标本都是李四光等老一辈地质古生物学家所采集研究过的。所内百余位科研人员有着进行科学传播的积极愿望和热情。科学传播也是古生物学学科的使命和南京古生物所的中心工作之一。
詹仁斌还回顾过去三十年间双方的合作历程，南京古生物所曾在江苏凤凰科学技术出版社出版了二十余本科学专著和科普读物，获得了多项国家级和省部级大奖和荣誉。他希望双方强强联合，优势互补，将古生物学科研和科普成果的出版工作做深、做透。
佘江涛在致辞中表示，南京古生物所是全球顶尖的从事古生物学和地层学研究的专业机构，而凤凰出版传媒集团拥有着一支国内优秀的编辑出版、传播发行和数字影视出版团队。“凤凰-南古联合科学传播中心”的成立，将为双方的深入搭建更高的合作平台，开启新的合作征程。
此次成立的“凤凰-南古联合科学传播中心”将基于南京古生物所世界领先的古生物科研成果以及科普和人才资源，借助凤凰出版传媒集团国内优秀的编辑出版发行和融媒体传播团队，强强联合，挖掘资源，整体规划，打造高品质地质古生物专业融合科学传播和出版品牌，为加强古生物学科研和科普成果的出版与传播，提升南京古生物所以及古生物学在科学研究和科学文化传承方面的社会影响力，推动凤凰出版传媒集团暨科技出版的业务延伸度，共同推动江苏乃至全国的科学传播工作向更高水平深入发展。
在签约仪式上，詹仁斌与傅梅签署了双方战略合作框架协议。詹仁斌、佘江涛、王永栋、徐海共同为“凤凰-南古联合科学传播中心”揭牌。
现场，与会嘉宾们围绕联合科学传播中心如何更好开展工作，分享了各自想法。
杨涛对中心的成立表示祝贺，他指出，地球四十多亿年的故事，值得长期研究和挖掘。古生物学领域有很多科学传播资源和选题有待研究和开发。越往前去，人们的认知就越少，只能去不断地学习研究，还应该向读者去讲述它们的演化故事，进一步推进公众的科学素养。
徐海表示，现代人喜欢广泛阅读，古生物学领域中这些极其稀缺和罕见的事物、故事正符合未来读者的兴趣口味，这类出版物也会填补市场的缺失。
傅梅指出将把“凤凰-南古联合科学传播中心”打造成全国一流的科普传播平台，强强联合，将在高水平合作平台的基础上，将进行品牌建设和市场培育，运用互联网思维努力做好科学传播工作。
现场，还进行了首个科学传播融媒体合作出版项目“《发现·中国》——古生物大讲堂”的签约仪式，由王永栋和郁宝平为首个合作项目签约。
融媒体合作出版项目“发现·中国——《古生物大讲堂》”是一个科普视频以及配套图书出版的项目，由古生物学家戎嘉余院士领衔，南京古生物所近二十位中青年古生物学家参与，面向中小学生，讲述地球生命演化历史，以及最新的古生物相关知识和发现。
为进一步推动 “凤凰-南古联合科学传播中心”工作，中心还成立理事会及秘书处，建立长效联络机制，定期讨论合作项目和工作重点，确保中心各项合作任务平稳运作。172020-07 -
二叠纪-三叠纪之交遗迹化石研究取得进展
遗迹化石不仅保存了钙质壳生物的行为学、生态学信息，其更多地保存了软躯体生物的行为学信息。除特殊埋藏条件下，软躯体生物很少在地层中留下化石记录。因此，遗迹化石记录能相对完整的再现整个生态系生物行为和生态面貌，并蕴含实体化石研究过程中无法提供的生态学信息，为研究大灭绝事件后的生态系复苏提供了重要化石窗口和媒介。
各国学者在利用遗迹化石解读大灭绝事件后生态系复苏上，根据遗迹化石记录已应用了诸多遗迹学指标来综合评估底栖造迹生物的复苏过程和级别。这些指标包括遗迹化石多样性（分异度）、生物扰动指数/遗迹组构指数、层面生物扰动指数、潜穴大小、遗迹化石复杂度、潜穴深度和遗迹阶层等。然而，最近研究发现，某些反映生物复苏的遗迹学指标概念本身、影响因素及其代表的意义仍存在不确定性。此外，某些遗迹学指标的可靠性、内涵和外延，不同学者在理解上存在偏差，并深刻影响这些遗迹学指标的合理利用和切实解读生态系复苏是否受抑制或是达到完全复苏。
最近，中国科学院南京地质古生物研究所罗茂副研究员，与澳大利亚卧龙岗大学石光荣教授、加拿大萨斯喀彻温大学Luis A. Buatois 教授，以及中国地质大学（武汉）陈中强教授合作，将研究聚焦于二叠纪-三叠纪之交的遗迹学记录，系统梳理和评估了对应用于反映生态系复苏的所有遗迹学指标，并界定了每个指标的内涵和外延。这一工作筛选出了可以合理应用的遗迹学指标，并指出其具体使用的注意事项；同时也摒弃了一些遗迹学指标（如层面生物扰动指数）。研究人员指出，遗迹化石属种多样性和遗迹阶层的精细分析解读，能为底栖造迹生物复苏提供良好指示。该成果已在线发表在国际地质学综合期刊《地质科学评论》 （Earth-Science Reviews）上。
综合以往二叠纪-三叠纪之交区域点上遗迹学研究，以及遗迹化石组合与沉积底质的相互作用，遗迹化石分布和环境氧化还原之间的关系，研究人员还取得如下认识：
（1）三叠纪早期海洋充氧相的不均一分布是控制造迹生物复苏的关键。造迹生物在大灭绝事件后的短暂性复苏往往跟充氧环境密切相关，充氧相的不均一分布也导致了造迹生物在相同时段，类似环境单元产生复苏的不一致性。
（2）微生物席的广泛发育，为造迹生物的复苏提供了可能驱动。因为前者为底栖生物的生存提供了相对充氧的环境条件和食物来源。
（3）早三叠世遗迹化石浅的阶层分布特征表明生物扰动混合层在大灭绝事件后是缺失的。生物扰动混合层的缺失很可能对当时海洋的硫循环造成重要影响，促使沉积物中黄铁矿埋藏的增加。
本研究受到中国科学院战略性先导科技专项（B类），中国科学院人才计划和国家自然科学基金的共同资助。
论文信息：Luo, M*., Shi, G.R., Buatois, L.A., Chen, Z.Q., 2020. Trace fossils as proxy for biotic recovery after the end-Permian mass extinction: A critical review. Earth-Science Reviews, Volume 203, 103059.172020-07 -
奥陶纪末大灭绝前夕珊瑚动物群研究新进展
奥陶纪末生物大灭绝是寒武纪大辐射以来海洋生物遭受的第一次重创，是显生宙地球生命遭受的第二大灭绝事件；它发生于凯迪期和赫南特期之交，通常被认为是由气候的剧烈变化（即奥陶纪末大冰期）所致。珊瑚因其对环境（尤其是气候）变化敏感，通过了解其在奥陶-志留纪之交的时空演变，对于深刻理解这次灭绝事件的过程和机制具有重要意义。但受限于化石记录及地层对比的精度，真正意义上的大灭绝前夕（凯迪最晚期）的化石记录在全球范围内并不多见，因而对其认识也不够充分。
最近，中国科学院南京地质古生物研究所王光旭副研究员与澳大利亚新南威尔士地质调查所两位合作者（Ian. G. Percival和甄勇毅）系统研究了产自新南威尔士中部Malachis Hill组顶部（凯迪阶顶部）的一个珊瑚动物群，为理解奥陶纪末大灭绝前夕的珊瑚动物群的面貌提供了一个重要窗口。相关研究成果已在国际地学期刊Alcheringa上在线发表。
该项研究系统描述了该珊瑚动物群中7属10种（含2个新种），并结合已发表的资料，理清了这一珊瑚动物群的基本面貌。研究表明，该套动物群以皱纹珊瑚Bowanophyllum和Rhabdelasma及床板珊瑚Hemiagetolites和Paleofavosites的繁盛为特色，与哈萨克斯坦和南天山的同期动物群具有极大的相似性；但却与古地理位置更近的华南存在较大差异，这种差别可能是由时代或古纬度上的差异所造成。
本项研究得到国家自然基金和中国科学院战略先导专项（B）共同资助。
论文相关信息：Wang, G. X., Percival, I. G. & Zhen, Y. Y., 2020. The youngest Ordovician (latest Katian) coral fauna from eastern Australia, in the uppermost Malachis Hill Formation of central New South Wales. Alcheringa (https://doi.org/10.1080/03115518.2020.1747540)132020-07 -
南京古生物所召开2020年第二季度中心组学习会
7月9日下午，中国科学院南京地质古生物研究所在行政楼一楼会议室召开2020年第二季度中心组学习会，所领导班子成员、党委委员、纪委委员、党支部书记、工会职代会主席团代表、女工委代表、团委代表及中层以上领导干部共25人参加了会议，会议由南京古生物所党委书记、副所长杨涛主持。
杨涛首先带领大家学习了中共中央办公厅印发的《党委（党组）落实全面从严治党主体责任规定》，他强调《规定》的出台是党中央健全全面从严治党责任制度的重要举措，推进制度治党、依规治党，是全面从严治党的根本举措，我们要进一步增强“两个维护”的政治自觉，强化守土有责、守土担责、守土尽责的政治担当，不断提高履职尽责本领，努力提高战胜各种风险挑战能力，推动全面从严治党向纵深发展，从而推动研究所改革创新各项工作取得新进展、新成效。会上，杨涛逐条领学并解读了《中国科学院院属单位党委落实全面从严治党主体责任的清单》中的6个方面24项内容，强调所党委必须充分认识全面从严治党主体责任的重要意义，不折不扣地按照党中央和院党组要求落实全面从严治党责任，落实到具体部门，落实到具体时间点，以全面从严治党新成效推进研究所规范化管理。
会议还集中学习了《关于加强中央和国家机关所属事业单位党的建设的意见》精神，杨涛强调要深入领会党对事业单位领导的重要性，要充分认识创建模范机关的重要意义，要求各支部各部门积极结合基层组织建设年和创建“让党中央放心、让人民群众满意的模范机关”活动，推动党建和业务同频共振，强化基层组织建设，筑牢坚强战斗堡垒，全力创建模范机关。会议还学习和传达了意识形态工作责任制的有关要求。
南京古生物所副所长、党委委员王军带领学习了全国“两会”精神。2020年全国“两会”是在特殊时期、特殊背景下召开的一次不平凡的会议，在全国抗疫取得阶段性胜利的关键时刻召开这次会议，意义重大、影响深远，统一了思想、凝聚了人心、增强了信心，并借此向全世界展示了中国自信和中国特色社会主义制度的优越性。研究所全体干部职工要认真学习领会习近平总书记提出的“在危机中育新机，于变局中开新局”的科学论断，处理好“危”与“机”的关系，将研究所工作与国家战略需求紧密结合，把握好后疫情时代的发展机遇，切实把两会精神落实到位。
南京古生物所党委委员、工会主席曹长群接着带领大家学习了《中华人民共和国工会法》、《中国工会章程》和《基层工会经费收支管理办法》，报告从中国工会立法的发展过程、新《工会法》主要内容、《中国工会章程》要点、《基层工会会费收支管理办法》实施细则等四个方面进行了详细解读，对工会经费的来源、使用与管理、审查等进行了详细说明，并对南京古生物所工会经费的使用提出了建议。
南京古生物所所长詹仁斌感谢全所职工对院党组巡视工作的积极配合，并希望大家共同努力做好巡视整改的后半篇文章。杨涛在总结发言中强调，中心组学习会是一个很好的平台，研究所近期将组织专门的培训会，切实提升工作水平和管理水平；各支部也要加强学习和培训，提高支部党的建设工作质量；所务会和党委会要专题研究的问题，相关职能部门要深入调查研究，弄清楚研究所目前现状，提出切实可行的意见建议，提交调研报告；全面做好全面从严治党工作，要狠抓支部的规范管理，党群处要掌握各支部学习的效果，及时上报所党委；要学会通过党的各种学习和活动推动解决工作中遇到的实际问题，如改进机关工作作风问题；要求从党委委员做起，从各支部做起，落实各种谈心谈话制度；要求党群处尽快修订、完善研究所意识形态工作责任制，明确责任部门，落实到责任人；党群处要站在全所的高度，统筹全所的党建工作，向党委提出意见建议，制定详细的党建工作清单，有清晰的时间节点，有部署有检查，记录存档规范。
会议就副处级以上领导干部学习贯彻党的十九届四中全会等事宜进行了再部署。经所务会研究决定将司苏翱调整到党群工作处监察审计室，岗位为专职审计人员，以落实院监审局内审要求。132020-07 -
《中国古植物志 银杏植物》专著出版
由中国科学院南京地质古生物研究所周志炎研究员、杨小菊研究员、吴向午研究员等耗费十余年时间编著的《银杏植物》专著于2020年在科学出版社正式出版。作为《中国古植物志》编辑委员会主编的一系列分册中的一册，这是第一本编著完成并出版的古植物志书。
中国的古植物研究始自十九世纪后半叶，早期的论著都是由西方国家的学者发表，直到二十世纪二十年代以后才有中国学者开始研究中国的植物化石，迄今为止也已过去近一个世纪。在过去的百余年里，中国的古植物学走过了曲折而光辉的发展历程，取得了举世瞩目的成就，特别是关于中生代银杏目化石的系统研究被誉为是该领域具有里程碑意义的工作。
银杏是广为人知并深受大众喜爱的一种孑遗植物，在地质历史时期、尤其是中生代繁盛一时，其踪迹几乎遍及全球。我国陆相沉积十分发育，自晚古生代以来的地层中保存了丰富的银杏目植物化石。经过一个多世纪的发掘和研究，有关我国银杏目化石的文献可达数百种之多，因此有必要在国际和国内有关研究成果和进展的基础上对中国迄今已发表的银杏目化石进行一次阶段性地整理和总结。
《银杏植物》从2009年开始正式立项，有关资料的收集和策划等准备工作开展得更早，但由于种种原因，进度一直很缓慢。在科学技术部科技基础性工作专项的资助和国际国内古植物学界同仁的帮助下，历经10余年的艰苦努力，中国古植物志书《银杏植物》终于出版了。
本书共458页，包括276幅图和14张表，收集了一百五十多年来（1865年至今）分散在中外三百多篇（本）文献中发表的、我国二叠纪至古近纪的近两千个银杏植物化石记录。经过详细的检视和审核，对其中32个属、228个种以及大量未能确切鉴定和归类的名称进行了系统性地整理和汇编；依据化石性状特征、保存状况和研究程度将其分别纳入一个新的自然和形态分类系统中，同时对有关记录在鉴定、命名和论述等方面存在的主要问题做出评述或提出修改和厘定意见。该书还对银杏植物的研究历史、起源和亲缘关系、系统发育、分类和演化趋向以及在地质历史时期的时空分布和兴衰变迁过程等最新的研究成果和进展也做了较为详细的介绍。
《银杏植物》系统地总结了中国银杏植物研究上的百余年成果。作为一本有关中国银杏植物的综合性和系统性的专著，是研究此类植物的重要文献，对今后的古植物学发展也将起到积极的促进作用。092020-07 -
山西阳泉发现早二叠世大型科达木化石群
科达是一类已经绝灭的裸子植物，曾在晚石炭世—二叠纪盛极一时，全球广泛分布，是该时期陆地植被中的优势分子之一，亦是重要的成煤植物。科达植物的叶化石在我国北方的晚石炭世—晚二叠世地层中分布十分普遍；该类植物经常被解释为高大的乔木类型，在远古森林中扮演着冠层植被的角色。但是在华夏植物区它们的茎干化石却相对较为少见，对它们内部解剖结构和生活习性的理解与同时期欧美植物群相比较为薄弱；作为冠层植被，它们能够生长的直径和高度一直以来也没有一个较为清晰的认识。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所万明礼副研究员等人在我国山西省阳泉市早二叠世太原组上部的一层砂岩中（地方地质资料中称为“黄大肚砂岩”）发现了一个木化石群，据统计该木化石群共由211棵大型的科达类植物茎干组成。该成果已经在线发表于《远古世界》（Palaeoworld）。据悉，目前该木化石群的发现已经引起当地政府的高度重视，被阳泉市规划与自然资源局列为重点保护对象，拟在此基础上建设化石遗迹公园和博物馆。
该化石群中茎干保存了具有横隔的髓部（Artisia型）和密木型的次生木质部；其中，直径大于30厘米的茎干共有90棵，最粗的茎干基部直径可达1.36米；基于茎干基部直径的数值计算出这类植物最高可达43.54米，是目前国内已发现和报道的个体最大的科达茎干化石；茎干木材中均没有生长轮发育，含化石地层上、下具有煤层出露，表明阳泉地区该时期气候潮湿且十分稳定，没有明显的季节性变化。此外，16棵化石木材连同其复杂的根系共同保存在三角洲平原上的分流河道砂岩中，表明这些植物原本生活在河岸带；堤岸在河道侧向迁徙过程中发生侵蚀造成原本生活在这一环境下的植物被带入河道并最终埋藏，形成化石群落。
研究人员发现，目前我国二叠纪成煤沼泽中的科达类植物尽管也被认为是冠层植被，但个体都相对较为矮小，直径最粗的不超过30厘米；而在碎屑环境中，该类植物个体可以生长得更为高大。尽管根据欧美地区化石材料的系列研究认为大型的科达类植物一般生活在盆地外较为干旱的高地中，但当前的研究表明在二叠纪时期的华北地区，它们依然生活在水分条件充足的三角洲平原和泛滥平原上，反映出该类植物具有多元化的生态习性。
本研究受到国家自然科学基金、中国科学院中科院战略性先导科技专项（B类）、现代古生物学和地层学国家重点实验室自主项目，以及中国科学院青年创新促进会的联合资助。
论文相关信息：Wan, M.L., Yang, W., Wan, S., Li, D.D., Zhou, W.M., He, X.Z., Wang, J., 2020. Giant cordaitalean trees in early Permian riparian canopies in North China: Evidence from anatomically preserved trunks in Yangquan, Shanxi Province. Palaeoworld, https://doi.org/10.1016/j.palwor.2020.04.008072020-07 -
缅甸琥珀揭示多样性昆虫结构色的形成机制
自然界中五彩缤纷、光怪陆离。自然界中的颜色主要有三个方面的来源：即生物发光、色素色和结构色。色素色也称为化学色，而结构色也叫物理色。结构色是自然界中色彩最为纯净且最强烈的颜色，通常由生物纳米光学结构与自然光的作用产生。化石中的结构色可以为生物之间的视觉交流和颜色的功能演化等方面提供重要证据。然而，可能是由于结构色很容易在长期的化石埋藏作用中丢失，地质历史中原始的结构色的证据极其罕见。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所蔡晨阳副研究员、泮燕红研究员一起带领研究团队，通过对白垩纪缅甸琥珀中大量的具金属色彩的昆虫进行了系统研究，发现纯净而强烈的颜色可直接在多种昆虫身体表面保存下来。通过琥珀超薄切片、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等技术的分析发现，一种青蜂科昆虫胸部表面的蓝绿色是由多层重复出现的纳米级构造组成，代表一种典型且常见的结构色类型，即多层反射膜（multilayer reflector），通过进一步的光学理论模型分析得到其反射波长与观察到的昆虫颜色波长接近，证实白垩纪琥珀昆虫身体表面显示的颜色可能是原始颜色。这一发现直接证明了超微纳米级的光学元件可在长期地质历史中稳定保存，否定了前人关于昆虫金属色不能在中生代化石中保存的观点，并对认识早期昆虫结构色生态功能的演化具有重要意义。该研究于2020年7月1日在线发表于英国《皇家学会会刊—B辑》（Proceedings of the Royal Society B）上。
蔡晨阳等人从白垩纪中期标本中（距今约1亿年）筛选出35枚保存精美的带金属光泽的昆虫化石，共包括3个目（膜翅目、鞘翅目和双翅目），至少7个科；其中绝大部分标本属于膜翅目青蜂科，少部分属于鞘翅目隐翅虫科、蜡斑甲科和隐翅虫科，以及双翅目的水虻科。大部分中昆虫种类的全身或是部分身体结构呈现出强烈的具金属光泽的绿色、蓝色、蓝绿色、黄绿色或蓝紫色。通过与古生、现生物种的对比研究，发现这些化石昆虫对应的现生属种同样有类似的带有金属光泽的颜色。因此这一发现直接证明了中生代昆虫的亮眼结构色是可以保存下来的。并且通过对其中一枚化石青蜂标本的超微分析，证实了多层反射膜是产生结构色的直接原因，这也代表着自然界中最为普遍的一类形式的结构色。
值得一提的是，缅甸琥珀中的看似能永久保存的彩色金属结构色并不是保持不变的。若琥珀昆虫在前期准备（如切割、打磨和抛光等）过程中，琥珀昆虫的任一小部分结构受到损坏，使其与空气或水分接触，则其颜色便会在短期内变成单一的银色，但金属光泽仍是可以保存的，并且这种变化是不可逆转的。这一现象的发现为揭示缅甸琥珀乃至其他琥珀中的银色昆虫的形成原因，对早期昆虫特征的认定和描述均具有重要的参考价值。
琥珀昆虫的结构色具有重要的生态意义，较为常见的绿色很可能是在茂密森林环境中的一种隐蔽色，能帮助昆虫隐匿自身从而躲避捕食者。另外，结构色参与昆虫热调节的可能性也不能完全被排除。因此不同色彩的结构色出现在不同种类的昆虫中，在一定程度上暗示了白垩纪中期森林中已经存在复杂的生态关系。
本项研究由中国科学院、国家自然科学基金委和中科院青促会的联合资助。
论文信息：Cai Chenyang*, Tihelka E., Pan Yanghong*, Yin Ziwei, Jiang Rixin, Xia Fangyuan, Huang Diying. 2020 Structural colours in diverse Mesozoic insects. Proc. R. Soc. B 20200301. http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2020.0301022020-07