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高精度定年首次揭示极短冰期导致奥陶纪末生物大灭绝
地球进入显生宙以来发生过5次全球性的大规模集群灭绝事件，其中奥陶纪末生物大灭绝是第一次，但其灭绝规模位居第二，这次大灭绝事件被国际同行普遍认为与晚奥陶世的冰川作用有关。但是，地球历史上的全球性冰川事件发生过若干次，进入显生宙之后也发生过多次，唯独奥陶纪末的这次冰川作用伴随有一次大灭绝事件。
对于这次大灭绝的过程与机制，一直存在比较大的争议，其中一个重要原因就是，与大灭绝相关的地层层位虽然有比较精确的生物地层控制，但长期以来一直缺乏高精度年代学限定，从而制约了对奥陶纪末生物大灭绝时限和机制的解读。特别是上奥陶统赫南特阶顶界（即奥陶系——志留系的界线）和底界的年龄、奥陶纪末大灭绝的持续时间等重要科学问题都没有定论。
中国科学院南京地质古生物研究所、广州地球化学研究所和澳大利亚国立大学的相关研究团队，经过近8年的努力，在我国华南考察了百余条奥陶系—志留系界线剖面，最终对云南万和新发现的一个连续完整的、出露良好的奥陶系—志留系界线剖面进行了高精度的系统古生物学、岩石地层学、生物地层学研究，并对剖面中厚度不等的23层斑脱岩层进行了单颗粒锆石双稀释剂高精度热电离质谱（ID-TIMS）U-Pb定年，最终获得了4个高精度年龄，分别是444.65 ± 0.22 Ma（Dicellograptus complexus 笔石带中部），444.06 ± 0.20 Ma（Paraorthograptus pacificus 笔石带下部），443.81 ± 0.24 Ma（Tangyagraptus typicus 笔石亚带上部）和442.99 ± 0.17 Ma（Metabolograptus extraordinarius 笔石带上部）。
以这些年龄为基础，在详细沉积学研究的基础上，研究人员首次结合不同岩性的沉积速率差异，计算出赫南特阶顶界（即奥陶系-志留系界线）（442.67 ± 0.24 Ma）和底界（443.14 ± 0.24 Ma），D. mirus 笔石亚带底界（443.41 ± 0.24 Ma），T. typicus 笔石亚带底界（444.17 ± 0.28 Ma），P. pacificus 笔石带底界（444.38 ± 0.31 Ma）和D. complexus 笔石带底界（444.84 ± 0.31 Ma）年龄。
这些数据表明，赫南特阶的时间跨度为0.47 ± 0.34 Ma，明显短于以前的推测（1.4 ± 2.05 Ma，国际地层年代表ver. 2019/05）。赫南特盛冰期（Hirnantian glacial maximum）的持续时间为~0.2 Ma。
国际同行研究认为，奥陶纪末的冰期造成的南极（奥陶纪末的南极，即今天的北非）冰盖规模达到1.5亿立方千米，大约是今天地球南极和北极冰盖总和的6倍还多！万和剖面高精度定年研究说明，如此大规模的冰盖在极短的时间间隔内形成，造成全球海平面快速下降达到100-150 m甚至更多，使绝大部分海洋生物，特别是底栖生物来不及迁移并适应新的底域环境就遭到了“灭顶之灾”，也即奥陶纪末的大规模集群灭绝事件。
该项研究是第一次在单一奥陶系—志留系界线剖面上获得多个可靠的系列同位素年龄；限定奥陶纪末大灭绝发生在20万年间；界定了奥陶纪末大灭绝首幕发生的时间；将奥陶系最上部一个阶（赫南特阶）的时限确定在0.47 Ma；标定奥陶系—志留系界线的年龄为442.67 Ma年，这些都是由该项研究第一次做出的成果。
该研究成果近期发表于Solid Earth Sciences上，得到了中国科学院先导专项B类项目（XDB26000000 and XDB18020102）、国家重点研发计划项目（2016YFC0600408）、中国科学院青促会等项目的资助。
论文相关信息：Ling, M.-X.*, Zhan, R.-B.*, Wang, G.-X., Wang, Y., Amelin, Y., Tang, P., Liu, J.-B., Jin, J., Huang, B., Wu, R.-C., Xue, S., Fu, B., Bennett, V.C., Wei, X., Luan, X.-C., Chen, Q., Finnegan, S., Harper, D.A.T. and Rong, J.-Y., 2019. An extremely brief end Ordovician mass extinction linked to abrupt onset of glaciation. Solid Earth Sciences, 4(4), 190-198.（*通讯作者）262019-12 -
新研究揭示新元古代“雪球地球”冰盖的动态变化特征
成冰纪（~720-635 Ma）以全球性冰期事件为特征，沉积学、古地磁学和地质年代学研究表明在该时期至少发生了两次地球从两极到赤道几乎完全被冰封的“雪球地球”事件，即较早的斯图特冰期（Sturtian Glaciation, ~720-660 Ma）和较晚的马里诺冰期（Marinoan Glaciation, <654-635 Ma），在中国分别以长安冰期和南沱冰期称之。
“雪球地球”假说认为，当冰盖从两极扩张到一个关键纬度之后，由于冰反照率的缘故冰盖将势不可挡地急速侵入赤道区域，导致全球冰封。而由于全球冰封之后风化作用几乎停滞，二氧化碳的消耗大大减少，来自火山等的二氧化碳不断积累，最终超过一定阈值之后温室效应会导致“雪球”的快速瓦解。
这一假说得到了地质年代学和地球化学等诸多研究的证实，但关于“雪球地球”中冰盖的动态特征长期以来仍存在争议。争议的焦点在于部分学者认为全球冰封会导致水循环的极大减弱，从而冰盖应该是僵硬不动的。然而，大量的沉积记录，比如垂向的沉积相变、波痕构造、冰下排水构造等，表明冰盖是活跃而多变的，有人据此推断当时可能存在开放水域，并非严格的“雪球地球”状态。那么，该时期的冰盖是否具有动态属性，而“雪球地球”的气候模型下冰盖是否可以活动多变呢？
近日，中国科学院南京地质古生物研究所博士研究生胡春林在导师朱茂炎研究员的指导下，对贵州和湖南地区四条剖面中的铁丝坳/东山峰组（斜坡相区的长安冰期沉积）进行了沉积岩相和相组合分析，并对下伏地层的变形构造进行了研究。
岩相分析结果表明，研究区域的铁丝坳/东山峰组由4种岩相组成，沉积于近端冰海环境（靠近冰盖接地线）。其沉积过程可分为5个阶段：第1阶段记录了冰盖与下伏地层的相互作用，下文提到的冰川构造变形即发生在这一阶段；第2-4阶段代表了冰盖的前进-后退-前进过程，第5阶段为最终冰消期。亦即是说铁丝坳/东山峰组沉积记录了至少两次冰川进退过程，说明该时期的冰盖是不稳定的。
铁丝坳/东山峰组底部的变形构造可自上而下分为5个变形区（Z1-Z5），从Z1到Z5显示出逐渐减弱的变形特征，表明造成变形的应力来自上覆冰盖的运动。其中Z2变形特征在现代的冰川变形中未曾报道，研究人员将其解释为极高应力下的产物，并推断造成此种变形的冰盖需有极大的质量（即厚度），比如“雪球地球”级别的冰盖。但这种变形构造仅仅是一种地区性现象还是可以推广到全球通用模型还有待更多地区的研究来论证。
沉积岩相变化和冰川变形构造特征均表明长安冰期的冰盖是不稳定的、富于动态变化的。但冰盖进退旋回并不一定意味着开放水域的存在或几次离散的冰期，更有可能是冰盖有一定程度的减薄和退却，但并未迎来最终消融。这种模式与连续变化的岩相特征和高强度的冰下变形特征更加吻合，也更符合数值模拟的预测。
该研究成果已于近期发表在国际地学期刊《古地理，古气候，古生态》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）上。此项研究受到中国科学院战略先导专项（B）的资助。
相关论文信息：Chunlin Hu, Maoyan Zhu*, 2019. Lithofacies and glacio-tectonic deformation structures of the Tiesi'ao/Dongshanfeng Formation on the Yangtze Block, South China: Implications for Sturtian Glaciation dynamics. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2019.109481232019-12 -
晚泥盆世生物大灭绝后海洋重现珊瑚礁生态系统
生物礁是海洋中重要的生态系统，是反映海洋古生态变化的理想指标，尤其是在生物大灭绝期间。地质历史中，最早的生物礁生态系统出现在前寒武纪，以微生物礁（叠层石）为主，其在显生宙急剧减少；而后生动物礁最早出现在埃迪卡拉纪晚期，繁盛于显生宙；但伴随生物灭绝事件，后生动物礁急剧减少或消失，微生物岩普遍发育。
中-晚泥盆世发育了显生宙最大的后生动物礁生态系统，以层孔虫和珊瑚为主要造礁生物，其覆盖面积约当今生物礁的十倍。晚泥盆世弗拉期与法门期之交（F-F）的Kellwasser和泥盆纪末期的Hangenberg生物灭绝事件分别导致层孔虫-珊瑚礁生态系统的崩溃和消失，之后密西西比亚纪长期被认为以微生物礁为主，缺乏后生动物礁发育。尽管学者发现在密西西比亚纪维宪期发育小型后生动物礁，但由于前人研究的数据较少和精度较低，目前关于密西西比亚纪后生动物礁复苏的时间和模式均不清楚。
最近，中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代研究团队要乐助理研究员，与法国图卢兹第三大学Markus Aretz副教授和英国利兹大学Paul B. Wignall教授等合作，系统恢复了晚泥盆世-密西西比亚纪生物礁的组成、分布以及演化过程，揭示了晚泥盆世生物大灭绝后密西西比亚纪维宪晚期海洋重现珊瑚礁生态系统。相关研究成果于2019年12月16日在线发表在地学领域国际顶级期刊《地球科学评论》（Earth-Science Reviews）上。
该研究报道了华南维宪晚期丰富的珊瑚礁，其指示该时期珊瑚礁可能存在繁盛。结合本研究新数据和已发表数据，重建了晚泥盆世-密西西比亚纪全球高精度生物礁数据库。在此基础上，揭示了泥盆纪末期后生动物礁消失后，密西西比亚纪后生动物礁复苏经历了三个阶段：1）杜内期的后生动物礁缺失阶段；2）维宪早期至早维宪晚期的后生动物礁重建阶段；和3）中维宪晚期的珊瑚礁生态系统繁盛阶段。
维宪晚期珊瑚礁生态系统的出现指示密西西比亚纪并非传统认识的以微生物礁为主，缺乏后生动物礁发育。另外，维宪晚期珊瑚礁生态系统的繁盛伴随海洋浮游和底栖动物多样性的显著增加，指示该时期海洋出现稳定的生态系统。
与显生宙中-晚寒武世和早-中三叠世两次显著的后生动物礁延迟复苏相比，密西西比亚纪的后生动物礁复苏更加延迟，即继晚泥盆世层孔虫-珊瑚礁生态系统崩溃和消失之后，经历了约23个百万年才出现全球珊瑚礁生态系统繁盛，其可能与该时期海洋缺氧和频繁的冰期-间冰期变化有关。维宪晚期珊瑚礁繁盛可能由该时期气候相对变暖导致。
该研究得到中科院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金委和江苏省自然科学基金委的资助。
论文相关信息：Yao, L*., Aretz, M., Wignall, P.B., Chen, J.T., Vachard, D., Qi, Y.P., Shen S.Z., Wang, X.D., 2019. The longest delay: Re-emergence of coral reef ecosystems after the Late Devonian extinctions. Earth-Science Reviews. DOI: https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.103060.192019-12 -
显微CT技术揭开软舌螺动物断壳之谜
动物外壳的出现是动物演化历史中非常重要的革新事件，它对于塑造身体构型、保护脆弱的软体以及实现生态扩张具有重要意义。然而，不断生长的壳体同时也会阻碍动物的运动并且需要消耗更多的能量，为了克服这些缺点，一些带壳动物演化出一种特殊的生存策略——断壳，即通过分泌隔板及溶壳物质断掉壳顶部分。尽管断壳行为在现生及化石无脊椎动物中均有报道，如软体动物腹足类，但关于其何时起源及如何演化等问题一直没有得到应有的关注。
最近，中国科学院南京地质古生物研究所博士后孙海静（已出站）和殷宗军副研究员等人在云南距今5.18亿年前的玉案山组的碳酸岩夹层中发现了一类保存精美的新型软舌螺动物——断壳桶螺（Cupitheca decollata）。这些化石保存了断壳的不同阶段。作者采用高分辨率显微CT技术，结合扫描电镜观察，首次复原了断壳桶螺完整的断壳过程，为揭开断壳行为的起源与演化之谜提供了重要线索。相关研究于2019年12月9日在线发表在国际古生物学杂志Palaeontology上。
断壳桶螺壳体弯曲，横切面圆形或亚圆形，壳顶具特征的颈状结构。新发现标本展示了完整的断壳周期，依据壳体表面结构可识别出断壳期及断壳间期。研究人员在电镜观察的基础上，采用高分辨率X射线三维无损成像技术（microCT）对断壳期不同发育阶段标本进行了三维重构，复原了桶螺完整的断壳过程。整个过程可划分为三个阶段：（1）壳体内部双层隔板形成阶段，壳体表面无变化，隔板与壳壁显微结构相同，均由微柱状结构组成。（2）壳体外侧圆环形成阶段，双层隔板形成后，断壳桶螺分泌溶壳物质，在壳体表面形成一圈穿透壳壁的小孔，为外套膜分泌圆环提供通道。随着圆环不断生长，上层隔板两端向壳壁内侧延伸形成未来的劲状结构，同时圆环与颈状结构之间的壳壁被溶蚀并被微柱结构充填。（3）壳顶断落阶段，当上层隔板与壳壁完全融合后，壳体沿下层微柱结构分泌溶壳物质，壳顶断落。
经推算，断壳桶螺一生中至少断两次壳。在生存竞争激烈的寒武纪且处于食物链底端的桶螺而言，定期断壳可以有效的减少能量耗损、提高运动能力，从而躲避捕食者，间接指示了寒武纪大爆发不仅是动物身体构型的大爆发，也是动物生存策略的大辐射。
桶螺的断壳现象是目前关于断壳行为的最早化石记录，其复杂的断壳结构和过程与地质历史上以及现代的腹足动物断壳过程均不相同，可能反映了其背后基因调控机制的差异，表明断壳策略在不同类群中独立起源了多次。
该研究得到中国科学院战略先导专项（B）、国家自然科学基金、中英合作项目、中国科学院青年创新促进会及现代古生物学和地层学国家重点实验室的联合资助。
相关论文信息：Haijing Sun, Zongjun Yin*, Guoxiang Li, Fangchen Zhao, Han Zeng and Maoyan Zhu. 2019. Periodic shell decollation as an ecology‐driven strategy in the early Cambrian Cupitheca. Palaeontology. https://doi.org/10.1111/pala.12463
162019-12 -
第一届亚洲古生物学大会暨中国古生物学会90周年纪念活动在北京隆重举行
11月18-19日，为期两天的第一届亚洲古生物学会大会暨中国古生物学会成立90周年纪念活动在北京中国科技会堂隆重举行。大会期间，举行了中国古生物学会90周年华诞纪念系列活动，包括纪念大会开幕式、中国古生物学会90周年纪念短片和系列图书发布，颁发中国古生物学会终身成就荣誉，特邀国际专家学术报告、书刊展览展示、亚洲古生物学协会筹备以及天演之夜欢迎会等系列活动。
中国古生物学会成立于1929年，是我国成立最早的自然科学学术团体之一，目前挂靠在中国科学院南京地质古生物研究所。截至2018年10月，学会共有会员约3000人。作为一个拥有90周年悠久历史的学术团体，长期以来在学科发展和国家资源勘探开发建设中，发挥着重要的作用。经过几代人的努力，中国古生物学已经成为在国际上具有重要影响力的学术团体。
第一届亚洲古生物学大会暨中国古生物学会90周年纪念活动开幕式现场
中国科协常委、党组成员、书记处书记束为，中国科学院副院长、党组成员李树深，中国科学院国际合作局局长李寅、科学传播局局长周德进、前沿科学与教育局副局长王颖，自然资源部矿产资源保护监督司副司长王峰，科技部基础研究条件平台处处长任家荣，国家自然科学基金委员会地球科学部地球科学二处处长任建国等领导出席了18日举行的庆祝大会开幕式。
会议开幕式由中国古生物学会副理事长、大会组委会主席王永栋主持。张弥曼、李廷栋、殷鸿福、周志炎、戎嘉余、吴新智、张国伟、陈旭、刘嘉麒、邱占祥、舒德干、周忠和、王成善、金之钧、郭正堂、潘永信、丁林等十七位中国科学院院士，丹麦、瑞典、俄罗斯、蒙古等国家科学院院士，国际古生物学会主席Sylvie Crasquin，国际地层委员会主席、丹麦皇家科学院院士David Harper,国际古生物学协会前副主席、瑞典皇家科学院院士、中国科学院外籍院士Else Marie Friis，以及日本、罗马尼亚、俄罗斯、韩国、黎巴嫩等国家的古生物学会主席、国际学术组织代表及知名专家等逾380位代表莅临本次大会，共同庆祝中国古生物学会90周年华诞。
中国科学院副院长丁仲礼在书面致辞中指出，古生物学是地质学的一门“小学科”，但是它在探秘地球漫长演变历史和追索生命起源演化方面，是一门不可或缺的“大学科”。在老一辈中国地质学家和古生物学家的努力下，中国古生物学会已成为目前中国自然科学中历史悠久、影响深远、成就显著的学术共同体之一，在世界古生物学界也占有十分重要的地位。
中国科学院副院长、党组成员李树深发表致辞
中国科学院副院长、党组成员李树深在大会致辞中指出，近年来，中国古生物学工作者在生命起源与早期演化、澄江生物群、热河生物群、东亚人类演化和全球界线层型“金钉子”等领域取得了一系列举世瞩目的研究成果，为国家赢得了荣誉，为学科发展做出了卓越贡献。他还对学会工作提出了几点建议：一是不忘创会初心，服务国家需求；二是推动学科交叉，再攀科学高峰；三是开展科学普及，弘扬科学精神；四是扩大开放合作，引领国际前沿。
中国古生物学会理事长詹仁斌致开幕词
中国古生物学会理事长詹仁斌在大会上致欢迎词，他指出中国古生物学会由丁文江、李四光等老一辈古生物学家组织成立于1929年。90年来，中国古生物工作者们不忘初心，传承家国情怀，勇攀科学高峰，逐渐向世人打开了地球46亿年在中国留下的地层书卷，见证了中国古生物学科的发展历程并进一步推动了中国古生物学会的发展和壮大。这期间，中国古生物学会在促进古生物学科发展、学术活动、人才举荐、教育教学、国际交流、科学普及以及化石保护等领域硕果累累，在服务广大会员、面向国家需求，发挥智库作用方面发挥了不可替代的作用。
自然资源部矿产资源保护司副司长王峰发表讲话
自然资源部矿产资源保护资源司副司长王峰发表讲话对学会90周年华诞表示祝贺，他指出中国古生物学会对提升我国古生物学及相关学科的研究水平，推动古生物化石的研究管理做出了重要贡献。中国政府非常重视古生物化石的保护工作，有力支撑了古生物学科的科研工作，未来还会进一步推进古生物学和相关学科的发展，推动古生物化石保护与科研工作再上一个新台阶。
国际古生物学协会主席Sylvie Crasquin、国际地层委员会主席 David Harper分别代表国际古生物学会、国际地层委员会发表致辞；日本古生物学会理事长西弘嗣、罗马尼亚古生物学家协会主席Iuliana Lazar以及韩国古生物学会执行理事长 Lee Dong-Chan也代表亚洲及欧洲的古生物学会发表致辞。另外，德国古生物学会、奥地利古生物学会、意大利古生物学会以及印度古生物学会负责人发来贺信，祝贺中国古生物学会90年华诞，并表示希望进一步加强与中国古生物学会和亚洲各国古生物学会的合作与交流。
发布中国古生物学会90周年纪念系列图书
随后，中国古生物学会副理事长邓涛作为嘉宾，发布了中国古生物学会90周年纪念的系列图书，分别为《中国古生物学会90年》、《中国古生物学会全国科普基地概览》、《却顾所来径：中国古生物学家的化石人生》，由中国科学技术大学出版社出版，以此记录学会的悠久历史和发展现状，以及科学普及等方面取得的新进展。
颁发中国古生物学会终身成就荣誉
中国古生物学会秘书长蔡华伟宣读学会决定，向张弥曼、汪品先、殷鸿福、周志炎、吴新智、郑守仪、陈旭、邱占祥等八位年逾八十周岁，在古生物学科研及学会发展中作出重大贡献的古生物学院士授予“中国古生物学会终身成就荣誉”，并介绍了八位院士的杰出科学成就。詹仁斌理事长分别向终身成就荣誉获得者颁发荣誉证书。
殷鸿福院士作为院士代表发言
殷鸿福院士作为院士代表发言，他回忆了中国古生物学会风雨兼程九十载，曲折中一路前进，不断发展壮大的历程，以及为国家做出的重大贡献，得到国际古生物界的广泛认可，成为国际古生物学的一支中坚力量。他指出中国古生物学会也是培养院士的摇篮，会员中先后有五十多人入选中科院院士（包括学部委员），为促进学科发展、人才培养和国际交流与合作起到了积极的推动作用。他表示要为祖国的强大发挥余热，提携后代，为中国古生物学再创辉煌。
纪念大会后，瑞典皇家科学院院士、中国科学院外籍院士、瑞典自然历史博物馆Else Marie Friis教授以及中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎研究员先后代表中外学者做大会特邀纪念报告，分别介绍早期被子植物研究和早期生命起源演化研究领域所取得的最新进展。
第一届亚洲古生物学大会期间，来自中国、日本、俄罗斯、韩国、蒙古、泰国、伊朗、黎巴嫩、巴基斯坦、马来西亚等十余个亚洲国家，以及英国、法国、罗马尼亚、丹麦、瑞典等欧洲国家的学者，开展一系列学术研讨活动，包括10个学术分会场，70个口头报告，近70个展板报告等。
会议得到中国科学技术协会、国家自然科学基金委地球科学部、中国科学院前沿科学与教育局、中国古生物化石保护基金会的大力支持。会议由中国古生物学会、日本古生物学会和韩国古生物学会主办，中国科学院南京地质古生物研究所、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、北京大学地球与空间科学学院、中国地质科学院地质研究所、中国地质大学（北京）联合承办；现代古生物学和地层学国家重点实验室、首都师范大学、中国地质博物馆、中国古动物馆、北京自然博物馆、南京古生物博物馆、天目地学博物空间及崇州天演博物馆等协办。
人民日报、新华社、中央广播电视总台、光明日报、中国日报、科技日报、中国新闻社、中国青年报、中国科学报、中国自然资源报、北京电视台、新京报、北京科技报、北京青年报、现代快报、化石网等媒体聚焦此次会议并作出大量报道。032019-12 -
六亿年前的化石揭示动物起源之谜
动物（特指后生动物，即包括最简单的海绵动物到最复杂的脊椎动物在内的所有多细胞动物）无疑是整个地球生态系统中不可或缺的组成。作为动物界的成员，人们对动物究竟是何时并如何起源的抱有天然的好奇心，但直到今天，这仍然是演化生物学领域悬而未决的重大科学难题。
现代动物界包括三十多个动物门类，已有研究表明它们拥有一个距今大约7亿多年的共同祖先。这一共同祖先由多细胞组成，而且细胞有功能分化，它是由更古老的单细胞祖先演化而来。然而，动物单细胞祖先是何时以及如何演化成多细胞祖先的呢？这个问题一直没有确凿的答案。
最近，中国科学院南京地质古生物研究所殷宗军副研究员和朱茂炎研究员，与英国布里斯托大学、瑞典自然历史博物馆以及瑞士光源的同行合作，在我国贵州瓮安生物群——一个距今6.1亿年的特异埋藏化石库中找到了一类名叫“笼脊球”的化石，为回答这一问题提供了重要线索。相关研究成果于2019年11月27日在线发表在《细胞》集团子刊《当代生物学》（Current Biology）上。
笼脊球整体呈球形，直径不到1毫米，保存了精美的多细胞结构。研究人员采用最先进的超高分辨率同步辐射三维无损成像技术，像医生给患者做CT扫描一样，重构了数百个笼脊球标本的立体结构。研究发现它们在一个充满母源营养物质的厚壁囊包中发育，不同标本代表了不同的发育阶段。重建的发育序列显示其发育过程非常类似动物的单细胞近亲（比如中生黏菌虫ichthyosporeans），但比动物的单细胞近亲更为复杂的是，它们在胚胎发育过程中出现了有规律的细胞迁移和重组，这些细胞行为和动物原肠胚的细胞迁移重组行为非常类似，表明动物胚胎特有的发育机制在动物化石记录大量出现之前至少4千多万年就已经准备好了。
如果我们将动物比喻成一只鸡的话，那么复杂的胚胎发育过程就是孵化出小鸡的蛋，它桥接了动物的单细胞祖先和动物多细胞祖先之间的鸿沟。而笼脊球化石的发现恰恰就表明，孵化出动物这只小鸡的蛋在6.1亿年前就已经出现了。换言之，笼脊球化石记录了动物从单细胞祖先向多细胞祖先演化的关键一步，这一步为真正有细胞和组织分化的动物的出现奠定了生物学基础。
现今一些动物胚胎在原肠胚期的发育过程仍然展示了与笼脊球之间的高度相似性，比如一些水母和海胆的原肠胚。
该研究受到中国科学院战略先导专项（B）、国家自然科学基金委和英国环境研究理事会（NERC）共同资助的中英合作项目的资助。
论文相关信息：The early Ediacaran Caveasphaera foreshadows the evolutionary origin of animal-like embryology’ by Z. Yin, K. Vargas, J. Cunningham, S. Bengtson, M. Zhu, F. Marone and P. Donoghue, Current Biology. https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.10.057282019-11 -
内蒙古3亿年前“植物庞贝”发现左旋缠绕植物
“手性”一词指一个物体不能与其镜像相重合，如我们的双手，左右手虽然互为镜像，但大拇指与小拇指是无法重合的。“手性”广泛存在于宇宙中，大如银河星系，小至中微子的运动轨迹，都存在非对称的旋性，且很多都偏爱单一手性（左旋或者右旋）。植物也不例外，据文献报道，现生缠绕植物超过90%都偏爱右旋。然而，近日中国科学院南京地质古生物研究所的科研人员，在内蒙古约3亿年前“植物庞贝城”沼泽森林中却发现一种稳定左旋的缠绕植物。 相关研究成果于2019年11月19日在线发表于《细胞》出版集团《当代生物学》（Current Biology）杂志上。
现生缠绕植物主要存在于被子植物当中，其他还包括裸子植物买麻藤属以及真蕨植物的海金沙属植物。在地质历史中，尽管攀爬植物类型在中泥盆世很可能便已出现，但确切的缠绕植物化石全世界仅有一例报道于山东中新世1600万年前的“山旺植物群”中，可能是一种自缠绕的被子植物。
在内蒙古乌海市乌达煤田，因火山喷发活动，降落的火山灰原地埋藏了一距今约3亿年的沼泽森林。其保存方式与意大利庞贝城颇为相似，因此称之为中国“植物庞贝”。
近日，南京古生物所“植物庞贝”研究团队王军研究员、周卫明助理研究员、李丹丹博士与捷克西波西米亚博物馆Josef Psenicka及美国斯坦福大学Kevin Boyce教授等通过合作，在该沼泽森林群落中发现了一种新的缠绕植物化石。这是地质历史上第二例缠绕植物化石，该发现将植物缠绕习性的出现追溯至3亿年前的晚古生代。
由于“植物庞贝”特殊的三维立体保存方式，研究人员得以进一步对缠绕和宿主植物进行物种鉴定。通过对标本的包埋和切片，研究人员获取了两者的解剖结构信息。
结果显示，缠绕植物具C型维管束，应当属真蕨植物的叶轴。另一块同产地采集的缠绕化石连生的叶片表明该缠绕植物可能为一种回卷蕨类（Anachoropterid）的真蕨植物。有意思的是，现生的缠绕植物包括真蕨植物海金沙属，主要都是以右旋缠绕，但地质历史上的两例缠绕植物化石却都是左旋缠绕。这指引我们要想解决现代生物学中同手性的起源和演化问题，未来还需要古生物学家们在化石中寻找更多的线索。
另一方面，宿主植物具发育良好的次生木质部，通过详细的特征比对，研究人员进一步判断该宿主植物为一种华丽美木目（Callistophytales）的种子蕨植物。华丽美木目植物在以往文献中通常都认为是攀爬植物，当前化石中宿主植物的主茎也都非常狭细（4 mm和8 mm），主茎表明具刺，一些小羽片叶片狭缩，顶端发育有“吸盘”结构，种种证据表明当前宿主植物也具攀爬习性。
科研人员推测，缠绕植物和宿主植物在生活时期应当还一同攀爬在一棵树上，这种“双重攀爬”现象显示出早二叠世沼泽森林群落生态已经具有了非常高的复杂性。
相关研究得到中国科学院先导专项（B）、国家自然科学基金、现代古生物学与地层学国家重点实验室基金、中国科学院外国专家特聘研究员计划以及捷克基金会联合资助。
相关论文信息：Weiming Zhou, Dandan Li, Josef Psenicka, C. Kevin Boyce, Jun Wang*, 2019. A left-handed fern twiner in a Permian swamp forest. Current Biology. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.10.005262019-11 -
白垩纪缅甸琥珀中发现最早的有花植物昆虫传粉证据
我们人类的大部分食物来自被子植物（开花植物），而90％以上的被子植物需要昆虫授粉。如此重要的授粉行为是什么时候开始在地球上出现的呢？中国科学院南京地质古生物研究所科研人员在缅甸琥珀中的新发现，为最早的被子植物虫媒传粉提供了直接证据。相关研究于2019年11月12日在线发表在《美国科学院院报》（PNAS）。
被子植物（有花植物）是当今最繁盛的植物类群。化石记录显示被子植物在白垩纪中期突然大量出现。达尔文将这一“反常现象”称为“讨厌之谜”。许多被子植物通过昆虫进行传粉（虫媒传粉），从而促进基因流动，形成高度的多样性。因此，昆虫传粉被认为是白垩纪中期被子植物大爆发的一个关键因素。尽管白垩纪中期昆虫和被子植物的种类已经较为丰富，但此时期被子植物虫媒传粉的直接证据却一直缺失。
南京古生物所“现代陆地生态系统起源与早期演化研究团队”的联培博士生包童（波恩大学与南京古生物所联合培养）在王博研究员的指导下，与李建国研究员和美国David Dilcher教授合作，在白垩纪中期（约1亿年前）缅甸琥珀中发现了真双子叶植物经花蚤科甲虫进行传粉的直接证据。该研究结果证实了许久以来学者们关于白垩纪甲虫是早期被子植物传粉者的猜想，填补了早期被子植物虫媒授粉证据的空白，为解答达尔文的“讨厌之谜”提供了一个关键证据。
该研究报道了缅甸琥珀中一个身体携带大量花粉的花蚤科甲虫，定名为缅甸访花花蚤（Angimordella burmitina）。该枚化石右侧被密集小气泡遮挡，只有左侧特征可被观察。研究团队利用高分辨率光学显微镜和显微断层扫描技术（显微CT）对花蚤身体形态进行分析，获得了高精度三维图像。琥珀花蚤的身体侧扁，并呈C型弯曲，后足极其发达适于跳跃。该体型非常适合在花冠上移动，从而高效地接触并携带花粉。此外，该花蚤口器的下颚须末节膨大，用于收集和取食花粉颗粒。
研究团队对琥珀标本精细打磨处理后，利用激光共聚焦显微镜和高倍光学显微镜的观察，发现花蚤的腹部、鞘翅和身体附近保存了至少62枚花粉颗粒，并确定了这些花粉属于典型的三沟型花粉。三沟型花粉指每个花粉颗粒上具三条辐射排列的沟，这也是真双子叶植物的重要鉴定特征。琥珀中这些花粉个体较大，表面有复杂纹饰，部分颗粒形成花粉团，揭示了早期被子植物虫媒花的花粉特征。
综合花蚤身体构型、口器形态、体毛特征、花粉形态等一系列证据，本研究确定此琥珀标本展现了白垩纪中期花蚤类甲虫对被子植物的传粉行为，揭示了早期真双子叶植物的虫媒传粉机制，并提供了白垩纪最早的被子植物虫媒传粉的直接证据。
甲虫是现今自然界中物种最丰富的昆虫类群，真双子叶植物也占据被子植物中的主体。甲虫等昆虫对真双子叶植物的传粉行为是维持现今陆地生态系统和人类农业生产正常运转的基础。该研究提供的证据表明真双子叶植物的虫媒传粉机制已经于1亿年前出现。
相关研究工作得到了中国科学院、国家自然科学基金委、国家科技部的支持。 南京古生物所殷宗军副研究员和吴素萍提供了显微CT的技术支持，方艳工程师提供了激光共聚焦显微镜的技术支持。
论文相关信息：Bao Tong, Wang Bo, Li Jianguo, Dilcher D. (2019) Pollination of Cretaceous flowers. PNAS, doi:10.1073/pnas.1916186116.262019-11 -
早期动物演化的研究取得新进展
长期以来，中国科学院南京地质古生物研究所和美国弗吉尼亚理工大学古生物学家团结合作，在早期生命研究领域取得了一系列的重要成果。最近，他们在动物的早期行为和早期海绵骨针的生物矿化方面又取得了新的进展，两项成果分别发表在Geology和Nature Communications上。
早期动物的行为受氧气控制
地球化学证据表明埃迪卡拉纪末期（551～539百万年前）海水经历了广泛的缺氧和剧烈的氧化还原条件的变化，这一变化直接影响动物的分布和行为。然而，通过化石反映这种变化的研究几乎没有。
近日，南京古生物所早期生命研究团队袁训来研究员、陈哲研究员、周传明研究员与弗吉尼亚理工大学肖书海教授合作研究，在Geology杂志上发表了题目为“Surfing in and on microbial mats: Oxygen-related behavior of a terminal Ediacaran bilaterian animal” 文章，认为早期动物的行为受海水中氧气含量的控制。
他们在三峡地区埃迪卡拉系灯影组发现的遗迹化石新属种Yichnus levis，由一系列不连续的纺锤形潜穴组成。通过分析，推测Yichnus levis代表了动物不断地钻入和钻出藻席层的行为，这一行为可能与当时海洋底层藻席产氧有关。虽然埃迪卡拉纪大气中氧含量已明显增加，但氧含量水平存在着明显的短期波动。新发现的遗迹化石穿插在藻席层中，水体中与藻席层中氧含量的差异（现代藻席层中的日夜含氧量变化异常明显）可能导致了该造迹动物在藻席层和水体间进行规律的反复运动。
遗迹化石Yichnus levis化石及其切片
论文相关信息：Shuhai Xiao*, Zhe Chen, Chuanming Zhou, Xunlai Yuan*, Surfing in and on microbial mats: Oxygen-related behavior of a terminal Ediacaran bilaterian animal. Geology doi: https://doi.org/10.1130/G46474.1
早期海绵骨针的生物矿化
海绵是地史上最早出现的动物之一。硅质或钙质骨针是古生物学家识别海绵化石的重要标志之一，寒武纪至现今的大部分海绵具有矿化骨针，但是，海绵骨针是如何出现、何时出现一直存在争议。
近日，南京古生物所早期生命研究团队万斌副研究员和袁训来研究员参与的一项中美国际合作项目取得重要进展，在Nature Communications杂志上发表了题为“Spiculogenesis and biomineralization in early sponge animals”的文章，为认识海绵骨针的早期演化提供了新的证据。
该文报道了一类体型较小、以碳质压膜形式保存的海绵化石新属种：精美瓶状海绵Vasispongia delicata。化石产自安徽省休宁县寒武纪早期的荷塘组黑色泥岩中。不同于常见的发育完全矿化骨针的海绵动物，这类海绵化石的特别之处在于其骨骼主要是由微矿化的硅质骨针以及完全没有矿化的有机质骨骼组成。因此，它有可能代表了一类处于完全没有矿化骨针的海绵动物和发育完全矿化骨针的海绵动物之间的过渡类型。这类化石的发现印证了海绵骨针中有机大分子对生物矿化硅的形成起到了关键的调节作用；而最早的海绵动物可能个体很小，并且没有发育矿化古骨针，而是发育有机质的骨骼。该发现为古生物学家今后寻找前寒武纪的海绵动物化石提供了新的指导思路：或许那些在前寒武纪以碳质压膜形式保存的疑似海绵动物的化石，值得被重新关注。
以碳质压膜形式保存的海绵化石精美瓶状海绵Vasispongia delicata（a）及其发育的主要为有机质成分的微矿化骨针（包括保持精美的轴丝；b）
论文相关信息：Qing Tang, Bin Wan, Xunlai Yuan, A.D. Muscente, Shuhai Xiao*, 2019. Spiculogenesis and biomineralization in early sponge animals. Nature Communications 10, 3348.
相关研究得到中国科学院科技先导专项（B类）、中国科学院重点项目、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、现代古生物学和地层学国家重点实验室基金、美国地质学会和美国国家科学基金会的联合资助。102019-10 -
华北发现寒武纪珍稀节肢动物西德尼虫
西德尼虫（Sidneyia）是寒武纪布尔吉斯页岩生物群中最具代表性的节肢动物之一，曾被认为是布尔吉斯页岩生物群中的高级掠食者，一直以来其系统学与解剖学等相关研究都受到学界的广泛关注。然而自1911年被报道以来，确定的西德尼虫化石仅在加拿大寒武纪布尔吉斯页岩生物群中被发现。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所赵方臣研究员与其硕士研究生孙智新等通过对华北寒武纪地层软躯体动物化石的不懈探索，在华北寒武纪中期馒头组中发现了珍稀节肢动物西德尼虫。这一发现不仅代表了西德尼虫这一布尔吉斯页岩生物群的代表性动物在劳伦板块之外的首次发现，而且也是在华北板块上首次发现典型的寒武纪布尔吉斯页岩型化石。该成果近日发表在国际地学综合性期刊Geological Magazine上。
此次在山东发现的西德尼虫化石保存非常完整，保存了附肢等软躯体结构，其保存方式和化石形态学特征均与布尔吉斯页岩生物群中的西德尼虫的模式种基本相同，但鉴于山东标本仍有一些形态学信息缺失，因此将其归属为模式种的近似种Sidneyia cf. inexpectans。这一发现不仅极大扩展了此类物种的空间分布，更重要的是揭示了华北地区典型的寒武纪布尔吉斯页岩型化石宝库的存在。
寒武纪特异埋藏化石库是研究“寒武纪大爆发”的直接化石证据和认识早期生命演化的重要窗口，近些年来，华南的寒武系中发现了一系列典型特异埋藏软躯体化石宝库（如澄江生物群、清江生物群、关山生物群、凯里生物群等）。比较而言，华北的特异埋藏化石虽然已有发现，但仍然缺乏具有布尔吉斯页岩型保存质量的代表性化石。西德尼虫代表了典型的布尔吉斯页岩型化石，它的发现预示着华北地区特异埋藏化石库研究的巨大潜力，且一直以来寒武纪中期全球特异化石库基本均发现在劳伦板块，华北板块寒武纪中期特异埋藏化石的进一步发现与研究将促进对这一时期全球生物面貌与演化的认识，具有非常重要的科学意义。
本项研究得到现代古生物学和地层学国家重点实验室、中国科学院先导专项B类共同资助。
论文相关信息：Sun, Z.X., Zeng, H., Zhao, F.C.*, 2019. First occurrence of the Cambrian arthropod Sidneyia Walcott, 1911 outside of Laurentia. Geological Magazine, https://doi.org/10.1017/S0016756819000864.292019-09