科普文章
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河北省石家庄市井陉县境内发现20亿年前古生物遗迹层及叠层石礁体群
（化石网整理）据石家庄日报客户端（记者 柳安臣）：河北地质大学教授马宝军和他的团队，在千年古县石家庄市井陉县境内，新近发现20亿年前古生物遗迹层，以及叠层石礁体群。这两处遗迹的发现，可以作为地质工作者进一步研究前寒武纪沉积环境及早期古生物的一个窗口。
他们所研究的地层属于中元古界长城系赵家庄组（地质学术名）。该组可划分为4段，包括粗碎屑岩层、砂岩页岩互层、页岩层和叠层石藻礁层。岩石类型丰富，地层沉积特征明显，具有明显的远古海洋沉积环境指示作用。马宝军和他的团队这一发现和相关研究，出版在全国地质类核心期刊——西南石油大学学报自然科学版。
发现
20亿年前叠层石礁体群和古生物遗迹层现身
马宝军所任教的河北地质大学，是自然资源部、河北省人民政府共建大学，是原地质部直属五大院校之一。在河北地质大学资源学院任教期间，他长期深入野外进行地质调查和地质构造的研究。
马宝军说，他们新近研究区域位于太行山南段，省会石家庄市西南部井陉县测鱼镇境内，大地构造上位于燕辽裂陷槽西南端太行湾中北部，距离省会石家庄市区80公里。在地质调查过程中，发现露出地面较全的20亿年前的古生物遗迹层和叠层石礁体群，剖面出露较为完好。之前也有地质工作者发现过类似古生物遗迹，但是没有深入、全面的研究，而测鱼镇境内发现的叠层石礁体群，在全国来说，是中元古代时期最早的，其研究价值、观赏价值、生态价值和社会价值极高。
现场
20亿年地球演变史深藏古微生物洞孔中
7月18日，记者随马宝军一行驾车来到井陉县测鱼镇测鱼村，一路交通顺畅，雨后的空气格外清新。
测鱼村四面环山，村西方向阳坡沟的泉水非常清澈，在阳坡沟东岸有一片红褐色的层状岩石特别耀眼。
“这片岩石里面大有故事。”马宝军迫不及待地领着大家看他们的发现。只见红褐色岩石呈薄层叠状，二十几米宽，高约3米，长约几百米。在岩石的平面和侧面分布着不同规则的洞孔，大小约3厘米的洞孔内呈现白色物质。
马宝军说，这儿就是典型的赵家庄组铁质石英砂岩，成分是石英，将石英颗粒粘在一起的却是铁质成分，所以显示成红色了。在层面和层内洞孔处灰白色填充物为白云石颗粒，与外面红色铁质砂岩界线明显。他们研究团队将这一生物沉积构造称为潜穴，根据所处地层时代分析，应该属于20亿年前左右。现有资料表明那个时候，地球上还没有宏观植物和动物，所以估计这样的洞孔应该是属于微生物吸附作用形成，但也不排除有其它成因，总之大家所看到的古微生物遗迹有很大的研究价值。
“我们以前研究古生物的种类比较单一。”马宝军说，叠层石在之前陆续发现多处，但每处叠层石也有细微不同之处，作为一种古生物藻类化石，是大家研究前寒武纪时期古生物的主要方式。除了叠层石之外，古微生物遗迹层的出现，让大家看到了另一种席底生境（学术名称），对科研工作者研究那个时期古生物的进化和生长的环境多了一种研究素材。
“环环相扣”折射地球演变胜境
在测鱼村北面的孤山上，满眼葱翠，山体剖面地势坡度在15度到35度，站在山脚下便能看到山顶处马宝军所说的一片红褐色岩石。大家开始上山，攀爬过几处小规模的陡坎，来到叠层石所处的一个自然小山头，面积大约80平方米，下方一片细细的红褐色细沙状，还以为是人为开矿留下来的，经过观察后发现，此处叠层石保存完整，大片细沙状沙粒属于自然风化所致。
郁郁葱葱的山体，唯独这儿寸草不生。马宝军说，这片叠层石下方为页岩的颗粒物，不含土壤成分，素有“红色荒漠”之称，植物是没办法生长的。
这儿的叠层石属于藻类吸附碳酸镁，这种小环是一种藻类，在生长过程中，白天有阳光时竖着往上长，夜晚没有阳光则横着长，一般是一天长一层，而我们所看到的每一个纹层里面又包含更多的纹层，甚至拿显微镜才能看得清，必须在浅海处生长，还得是很清的水质才行。
在现场，记者看到叠层石最大的特点是，在同一块石头上，有无数个小环形的纹理，且规则不同，有环状、柱状、分叉状、波浪状、也有成平层状的。在另外一块石头的边缘，发现有一个环状足有一只饭碗那么大，跟旁边只有一元硬币大小的无数小环相比，显得格外有趣。
“听你们这么一说，还真是稀罕。”一位本地的村民在旁边听到这儿的石头历史这么悠久，高兴地说，他从小就在这儿生活，没少在这儿攀爬玩耍，没想到这儿的石头是历经20亿年的化石。这位村民说，这么珍贵的自然环境，应该好好保护起来，千万不能让人破坏了。
解读
石家庄西部在20亿年前曾是水下世界
河北地质大学资源学院教授马宝军说，他们在测鱼、张河湾一带建有实习基地，作为实习队长，他经常带领学生来此地进行地质填图实习。通过对周边岩石露头的详细观察，确定了一系列典型的观测点，其中的两处观测点，阳坡沟古生物遗迹、测鱼孤山叠层石最具观赏性以及学术价值，这两类古生物化石均生于长城系赵家庄组，赵家庄组由河北地质大学教授杜汝霖命名，地质年龄为20亿年。
赵家庄组在没有叠层石的区域，其中的一处观测点，古生物遗迹，就是在测鱼村阳坡沟出现的古生物遗迹化石。在银峪阳坡沟出露的赵家庄组下部紫红色铁质粉砂岩、薄层石英细砂岩中发现大量生物潜穴，这些潜穴直径2毫米至10毫米，长度5毫米至40毫米。在层面上呈圆形, 垂直层面为圆柱体，分布较密集。
潜穴充填灰白色白云质粉砂，可识别出似海藻迹、针管迹、罗斯托洛万迹、蠕虫迹、线形迹、圆锥迹等，这反映出一种浅水环境。对于这些潜穴的形成，有人认为是古生物活动留下的痕迹，也有人认为在20亿年前左右还没有宏观生物，应该是微生物留下的残迹，具体是哪种微生物莫衷一是，但毋庸置疑这些遗迹对研究生物的起源与进化有着重要的意义。
另一处观测点，测鱼村孤山山腰露头良好的叠层石，可以分为四段，叠层石主要发育于第四段，为一个个单独的礁体，呈凸镜体状夹在红色页岩中，厚30厘米至250厘米。横向分布不稳定，这些礁体层由于具有相同的叠层石类型而组成一个完整的礁系。叠层石以原始简单的层柱状和低级柱状为主，一般个体较小，直径1厘米至3厘米，高5厘米至10厘米，呈平缓的弧形，暗层（富藻）和亮层（贫藻）交互出现，构成形态多样的叠层构造。
孤山叠层石与其他地区的叠层石比较，从时代、种类、形态、规模上比较，均具有自己的特色，具有较高的研究价值。从单个礁体观察，其规模小，个体也小，反映出当时的水体环境虽然为受波浪影响的潮坪环境，但并不太适合蓝藻的大量生长，因此赵家庄组在测鱼周围山上均有出露，但是叠层石只在孤山出现，并以点礁形式分布。
根据经典的板块构造学说，地球岩石圈变形历史可以分为始板块、古板块和现代板块活动阶段，赵家庄组所处的中元古代处于始板块（哥伦比亚超级大陆）开始裂解时期。20亿年前左右的吕梁运动使华北古陆拼合然后胀裂，形成燕辽太行裂陷槽，规模处于海和洋之间。赵家庄组属于浅海沉积，底部先保存了古生物遗迹化石，而顶部又形成了叠层石礁体，反映出当时丰富多彩的水下世界。
演变
两处遗迹是华北陆块演变典型代表
气势磅礴的太行山脉，雄踞在河北、河南和山西省之间，是中国东部地区重要山脉和地理分界线。高大的太行山体在远古时期却是一片海洋。马宝军向记者介绍了太行山脉在地球演变过程中的沧桑沉浮。
地球的历史有46亿年，而有岩石记录的时间从38亿年前开始。在太行山区的阜平、赞皇地区出露的古老变质岩很好地记录了本地区最早的演化。28至20亿年前是地块大拼贴时期, 那时地球大面积分布的是海洋，漂浮于大洋中的古陆核快速生长扩大，并拼合到一起，这一过程伴随大量火山活动，到中元古代末便形成了统一的华北陆块。
大约5.4亿年前后，太行山区又一次下降，整个华北陆块处于陆表海的稳定环境, 海水自东向西侵入。到晚奥陶世，在古亚洲板块和扬子板块南北挤压下,整个华北陆块抬升浮出水面，遭受剥蚀。到了晚石炭世华北陆块再次整体下陷,广泛接受浅海相沉积，并很快向海陆交互相、陆相沉积转变。这一时期华北陆块植物繁盛、环境稳定，成为我国最有利的成煤时期。井陉矿区煤炭就属于这一层位，而此时的赵家庄组已经埋于几千米以下了。
中生代（1.95亿年）燕山运动开始以来,受周围板块挤压，华北板块遭受破坏，位于中部的太行山整体表现为断块隆起状态，快速隆升使得其上地层遭受快速剥蚀，使得沉睡了20亿年的赵家庄组终于重见天日。本次记者探访的两处遗迹，正是这一古老板块运动产生的结晶。
期冀
来这里体验“相看两不厌，一步跨亿年”的感觉
地质研究方面叠层石的生长形态可以帮助人们判断岩层的顶底，同时赵家庄组叠层石的生长形态、生物遗迹为本区不同位置的地层对比提供了依据，还为进一步研究地球早期的生态环境提供了依据。
生产生活中，叠层石发育的岩石具有较高的观赏性。测鱼村孤山叠层石、阳坡沟的古生物遗迹为当地的绿水青山增添了情趣和内涵。此次上山和亿年古化石零距离接触，使大家有种跨越了亿年的感觉。在这里人们可以感受沧海桑田的变迁，体验“相看两不厌，一步跨亿年”的神奇。
由于风化及人类活动，阳坡沟的含化石砂岩由于有波痕及泥裂等纹饰，也成为人们建筑装饰的石材而被部分开挖。孤山叠层石这些不大的礁体已经有多处崩落，花纹各异的碎石散落于山沟。这两处遗迹均遭受不同程度的破坏，如不及时保护，若干年后可能就会消失不见。
马宝军他们经过综合分析，建议将测鱼地区的阳坡沟遗迹化石、孤山叠层石、甘陶河古火山口、定盘寨嶂石岩地貌进行统一规划，建立文化石碑，作为旅游保护区进行建设保护。更进一步，还可以结合周边地质景区和旅游景区，建设较高级别的地质公园，更好地实现“绿水青山就是金山银山”，让周边乡亲的生活尽快向小康迈进。
2020-07-24 -
古生物化石随处可见！专家：贵州省遵义市桐梓县尧龙山镇尧龙山就是一座地质博物馆
（化石网整理）据都市新闻（记者 贾华）：一座山就是一部地学教科书，就是一座地质博物馆。这就是贵州省遵义市桐梓县尧龙山镇的尧龙山。
近日，贵州省科协、贵州省地质学会、贵州旅游地学研究院等单位的专家学者，一同前往尧龙山进行科学考察，拟在尧龙山建立“旅游地学研学基地”和“科普文化基地”等。
据了解，尧龙山位于素有“黔北门户”之称的桐梓县尧龙山镇境内，北距重庆主城170公里，车程约2小时，南距遵义主城120公里，车程约1.2小时，处于重庆、遵义2小时核心经济圈内。210国道、黔渝快铁、崇遵高速、在建G75复线贯通境内，交通十分便捷。
尧龙山气候凉爽宜人，平均海拔1100米，森林覆盖率高达75%以上，负氧离子每立方厘米2万个以上；年平均气温15.2℃度，冬无严寒，夏无酷暑。总面积127平方公里的尧龙山，素有“天然氧吧”、“避暑天堂”等美称。
据考察专家组介绍，早在1929年时，我国著名地质学家丁文江教授等，曾沿川黔古道进行地质调查，在今遵义市桐梓县尧龙山镇酒店垭至韩家店一带，发现了距今4.4亿年志留系地层，其岩石了露完整、层次清楚。尧龙山上珍藏着角石、海百合、海林擒、珊瑚、腕足、笔石、腹足、三叶虫这8个门类的古生物化石，是不可多得且极为完整的地质剖面，丁文江教授等一行当时就以韩家店地名将其命名为“韩家店页岩”。
当天，贵州省科协学会学术部部长李昕，副部长蔡娜，主任向昌进、蔡剑；贵州省地质学会秘书长廖莉萍、副秘书长刘凌云；贵州旅游地学研究院院长陈明华；尧龙山镇党政领导干部一行，深入尧龙山进行仔细科考。
考察组冒雨从山脚步行往山上逐一踏勘，途径天梯、牛尖山、象鼻子、南天门、天生桥、山顶等考察点。从山脚、山腰到山顶，沿途出现多处不同的地质结构特征，各种地形地貌类型十分丰富，还露天发现角石、珊瑚、腕足等化石。“这些岩层，每1厘米厚度就跨越了上万年，每向上攀一步梯子就相当于跨越了10万年。”有专家形象地如是比喻。
考察组认为，大约在4.4亿年前的志留纪韩家店组地质时期，其岩性主要为一套黄绿、灰绿色夹紫红色的薄层粘土岩、粉砂岩，时夹薄层或透镜状生物屑灰岩。生物屑则主要为腕足类、珊瑚、三叶虫类化石，其形成类似于现代海边贝壳滩堆积。沿途可以设置多个研学、科普教学点。
另据了解，在尧龙山及其周边，还存在梵天花海、天域极地、云上梯田、金色秋光、云海日出、晨曦残阳等胜景，被誉为“尧龙十八景”，各种景观风格迥异，令人流连称奇。如今的尧龙山，被评为中国乡村旅游模范村，是登山健身、游览观光、洗肺疗养、探奇猎胜、休闲避暑的理想之地。
据专家组考察后评估，尧龙山一带地层中古生物化石十分丰富，有角石、海百合、海林擒、珊瑚、腕足、笔石、腹足、三叶虫8类古生物化石。“在尧龙山，可用于研学、科普的古生物化石标本随处可见，整座山就是一部天然的地学知识教科书，一座地质博物馆，是科研、科普、研学的极好天然素材。”专家组对尧龙山的地学价值评价很高。
专家组建议，可将尧龙山建设成为集地质科研科普、旅游观光为一体的“旅游地学研学基地”、“旅游地学文化综合体”、“科普文化基地”，助推当地的脱贫攻坚工作。2020-07-24 -
二叠纪—三叠纪史上最大规模的大灭绝事件使生物古地理格局发生巨变
（化石网报道）据中国科学报（温才妃 徐燕）：中国地质大学（武汉）地球科学学院、生物地质与环境地质国家重点实验室教授宋海军团队研究表明，史上最大规模的灭绝事件不仅导致生物多样性骤降，还促使生物古地理格局发生巨变。7月6日，相关成果发表于美国《国家科学院院刊》。
有观点认为，生物多样性纬度梯度主要存在于较冷的地球气候背景下，如晚古生代冰期、晚新生代（包括现代）。因为较冷的时期，地表气候沿纬度方向的变化更为明显，气候的纬度梯度显著，进而导致生物的地理分布也随之变化。
宋海军团队基于二叠纪—三叠纪海洋生物数据库5万多条化石数据，采用多种化石重采样分析方法，发现无论是在气候较冷的晚二叠世，还是气候较温暖的中—晚三叠世，海洋生物多样性纬度梯度都十分明显。这说明不仅在寒冷期地球上存在显著的多样性纬度梯度，在温暖期也同样存在。这些发现表明，稳定的环境（而不是寒冷气候条件）可能是维持热带地区生物多样性高峰的关键因素。
约2.5亿年前的二叠纪—三叠纪之交的生物大灭绝，导致生物古地理格局发生巨大变化：多样性纬度梯度逐渐减弱，热带地区显著的生物多样性高峰消失，生物多样性从两极到赤道没有显著区别。这种扁平的纬度多样性梯度持续了整个早三叠世（约500万年），到中三叠世逐渐恢复到一个类似于现代的多样性纬度梯度。
研究发现，大灭绝后发生了显著的多样性纬度梯度消失。这种现象发生的原因之一在于，热带地区生物灭绝率高，导致该地区多样性下降幅度大。另外一个原因是，热带地区新生物种较少。选择性的灭绝和新生导致低纬度地区的生物多样性下降幅度明显高于高纬度地区，减弱了生物多样性在纬度方向的差异。而低纬度地区的生物向高纬度地区迁移，进一步减弱这种差异，最终导致生物多样性从两极到赤道差别不大。
相关论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.1918953117
2020-07-10 -
湖北利川市沙溪乡河滩发现3.8亿年前腕足动物弓石燕化石
（化石网报道）据楚天传媒（记者 熊源、通讯员 王戎、邹雄艳）：日前，湖北利川的一名市民在利川市沙溪乡河滩边游玩时，发现了数块形态奇异的石头。石头左右延伸且上翘张开，外壳呈放射状褶线，形状酷似燕翼。
市民将石头照片发到利川市文物局后，引起了文物专家的重视，经查阅文献资料和现场考察，文物专家证实这种石头是弓石燕的化石，而弓石燕是距今约3.8亿年前的腕足动物，生活在海中。化石的发现进一步证实了利川市在亿万年前是汪洋大海的论证，该化石目前已被收藏保护，以便进一步研究。
（南京古生物所转载时有修订）
2020-07-02 -
世界最大规模天坑群——汉中天坑群首次发现8毫米蜓化石
（化石网报道）据央视新闻客户端（总台央视记者 陈武 郭升）：世界最大规模的天坑群——汉中天坑群再次传来科考新进展。陕西省地质调查院在组织专家组对汉中天坑群科考过程中，在镇巴县巴山林天坑区内，首次发现了8毫米蜓（虫筳）化石。为研究天坑群演化和区域古环境古气候古地质提供了重要依据。
蜓，是一类已经灭绝的单细胞生物，属于原生动物有孔虫的一种。它们壳体微小一般壳长5—10毫米，但是小的不到1毫米，大的可达到30—60毫米。壳体形态多种多样，有凸镜形、盘形、球形、纺锤形及圆柱形等。一般多为纺锤形。蜓类生活在距今3.2亿年到2.5亿年前的石炭纪和二叠纪，在二叠纪末期全部灭绝。蜓化石，1934年由中国著名地质学家李四光创立命名并沿用至今。
陕西省地质调查院教授级高级工程师尹宗义介绍，除了蜓化石，还发现了其它共生的苔藓虫、海百合、双壳类等化石，这充分证明当时海洋环境适宜、地质构造环境相对稳定，有益于生物生长。汉中天坑地质调查发现的多门类古生物化石和本次蜓化石的调查成果，丰富了巴山林天坑区基础地质遗迹调查内容，也为研究天坑群演化和区域古环境古气候古地质提供了重要依据。
汉中天坑群范围地跨陕西省汉中市的宁强县、南郑区、西乡县、镇巴县等4县区，面积共5019平方公里。发现天坑54处，包括超级天坑2个、大型天坑7个，常规天坑45个。
2020-07-02 -
寒武纪大附肢类真节肢动物中不完全发育的口板
（化石网报道）据云南大学古生物研究院云南省古生物研究重点实验室：北京时间2020年6月25日23:00，美国《细胞》（Cell）出版集团子刊《当代生物学》（Current Biology，影响因子9.193）以报道（Report）形式在线发表了云南大学古生物研究院云南省古生物研究重点实验室刘煜研究员、侯先光研究员、翟大有研究员与哈佛大学Javier Ortega-Hernández副教授共同完成的题为“寒武纪大附肢类真节肢动物中不完全发育的口板”（A reduced labrum in a Cambrian great-appendage euarthropod）的研究论文。此项研究是该研究团队在继2016年于国际权威学术期刊《美国科学院院报》(PNAS)发文报道2毫米长迷人林乔利虫幼虫后的又一专门针对澄江节肢动物个体发育的研究，突破了以往此类研究中仅能对动物个体发育过程中背甲结构的大小及形态变化进行报道的局限，利用显微CT技术为澄江节肢动物腿肢构造的发育生物学研究打开了新的窗口，并奠定了坚实的研究基础。
节肢动物是显生宙以来地球上物种多样性最高的动物门类。在漫长的地球历史时期，大多数曾经在地球上生活过的节肢动物物种都由于各种原因而灭绝，幸存的部分则逐渐演化为今天的螯肢动物（蜘蛛、蝎子等）、多足动物（蜈蚣、马陆等）和泛甲壳动物（虾、蟹、昆虫等）。云南昆明附近的寒武纪澄江生物群地层中保存了大量呈特异埋藏的化石标本，记录了节肢动物等诸多后生动物门类在距今5.18亿年前的寒武纪大爆发时期的繁盛。于2012年入选“世界自然遗产”的澄江生物群自1984年7月由侯先光研究员发现以来，为研究众多动物门类的早期演化、“寒武纪大爆发”的过程和机制等重要科学问题提供了大量珍贵素材。
一直以来，研究者们对澄江化石的形态学观察主要局限于使用光学显微镜等传统成像技术对化石表面上所保存的二维结构的观察上，而保存在化石标本内部的动物身体结构信息则只能通过耗时且具破坏性的钢针修理等方法进行研究。正因为如此，研究者对早期节肢动物身体许多重要的精细结构（如：口板）是否真正存在这一科学问题，只能通过分支分析（phylogeny）等方法进行推测。即便推测准确，研究者们也无法对这类精细结构的真实形态进行展示。现在，在高精度显微CT的帮助下，研究人员得以通过无损的研究方式对澄江节肢动物身体的精细结构进行任意角度的高精度复原与观察，使用计算机三维软件对它们的身体模型进行“虚拟解剖”并分离出身体的各部分结构进行深入研究。
本次发表的论文正是借助了显微CT及计算机三维复原的手段，首次清晰揭示了寒武纪大附肢类节肢动物——迷人林乔利虫（Leanchoilia illecebrosa）头部保存的口板等精细结构（插图1）。此项研究的对象是该物种的两枚呈三维立体保存的幼虫化石，体长分别为5毫米及7毫米。研究发现，迷人林乔利虫在体长仅为5毫米的幼虫期，眼睛后长有一个明显的口板，口板表面还长有一对小突起（插图1，左图）。通过使用开源计算机三维复原软件Drishti（https://github.com/nci/drishti/releases），研究人员对一枚体长仅为7毫米的迷人林乔利虫幼虫化石的大附肢进行擦除后发现，在该生长期动物口板在其头部所占的比例有所减小（插图2，左图），说明口板结构在该物种的个体发育进程中有可能存在不完全发育的现象。这一细微结构是使用传统的研究手段无法观察和研究的。此外，研究人员还对动物头部进行了纵向数码切割（digital section），发现了该口板结构下往体内延伸的狭窄的咽部通道（插图2，右图箭头所示），这与在该物种的成虫标本上观察到的情况一致。
随后，研究人员将化石数据与现生节肢动物胚胎发育数据进行了对比研究（插图3），发现迷人林乔利虫作为螯肢类节肢动物（如：蜘蛛、蝎子等）在寒武纪时期的代表，已经进化出明显的、与现生节肢动物口板同源的结构。说明现生节肢动物中普遍存在的这一位于口前的突起构造早在5.18亿年前的干群螯肢动物中就已出现，为古生物学界、进化生物学界深入认识长久以来一直困扰着研究人员的节肢动物头部问题（Arthropod Head Problem）提供了直接的化石证据。
此次发表的论文中，研究人员还就射齿类动物（如：奇虾）身体结构中可能与真节肢动物口板同源的结构展开了讨论。射齿类动物的大爪肢是否是真节肢动物口板的同源结构，是研究人员下一阶段要解决的科学问题，让我们拭目以待。
本研究受国家自然科学基金委员会及云南省科技厅资助。
相关报道：显微CT“加持”揭秘5亿年前小“口板”
（化石网报道）据中国科学报：6月25日，《细胞—当代生物学》在线发表云南大学与哈佛大学共同完成，题为《寒武纪大附肢类真节肢动物中不完全发育的口板》的论文。该研究针对澄江节肢动物个体发育，突破了以往仅能对动物背甲结构的大小，及形态变化进行研究的局限。研究人员利用显微CT技术，为未来澄江节肢动物腿肢等软体构造的发育生物学研究打开了新窗口。
“节肢动物的口板跟头部的腿肢一起，形成一个几乎闭合的口器以便取食。”论文第一作者、云南大学古生物研究院云南省古生物研究重点实验室研究员刘煜对《中国科学报》说，“我们借助显微CT及计算机三维复原的手段，首次清晰揭示了寒武纪大附肢类节肢动物——迷人林乔利虫头部保存的口板等精细结构。这些细微结构是使用传统研究手段无法观察和研究的。”
节肢动物是显生宙以来，地球上物种多样性最高的动物门类。在漫长的地球历史时期，大多数曾经在地球上生活过的节肢动物物种都灭绝了，幸存的则逐渐演化为今天的螯肢动物（蜘蛛、蝎子等）、多足动物（蜈蚣、马陆等）和泛甲壳动物（虾、蟹、昆虫等）。
云南昆明附近的寒武纪澄江生物群地层中，保存了大量呈特异埋藏的化石标本，记录了节肢动物等诸多后生动物门类，在距今5.18亿年前的寒武纪大爆发时期的繁盛。1984年7月，侯先光研究员发现了澄江生物群，为研究众多动物门类的早期演化、“寒武纪大爆发”的过程和机制等重要科学问题提供了大量珍贵素材。
一直以来，研究者对澄江化石的形态学观察，主要局限于使用光学显微镜等传统成像技术，对化石表面所保存的二维结构的观察上，而保存在化石标本内部的动物身体结构信息，只能通过耗时且具破坏性的钢针修理等方法进行研究。正因为如此，研究者对早期节肢动物身体许多重要的精细结构（如口板）是否真正存在这一科学问题，只能通过分支分析等方法进行推测。即便推测准确，也无法对这类精细结构的真实形态进行展示。在高精度显微CT的帮助下，研究人员用无损方式，对澄江节肢动物身体的精细结构，进行任意角度的高精度复原与观察，使用计算机三维软件对它们的身体模型进行“虚拟解剖”并分离出身体的各部分结构进行研究。
该研究对象是迷人林乔利虫的两枚呈三维立体保存的幼虫化石，体长分别为5毫米及7毫米。研究发现，迷人林乔利虫在体长仅为5毫米的幼虫期，眼睛后长有一个明显的口板，口板表面还长有一对小突起。通过使用计算机三维软件复原，研究人员对一枚体长仅为7毫米的迷人林乔利虫幼虫化石的大附肢进行擦除后发现，在这一生长期，动物口板在其头部所占的比例有所减小，说明口板结构在该物种的个体发育进程中有可能存在不完全发育的现象。
“我们将化石数据与现生节肢动物胚胎发育数据进行了对比，发现迷人林乔利虫作为螯肢类节肢动物（如蜘蛛、蝎子等）在寒武纪的代表，已经进化出明显的、与现生节肢动物口板同源的结构。”刘煜说，“这说明现生节肢动物中普遍存在的这一口前的突起构造，早在5.18亿年前的干群螯肢动物中就已出现。”
此外，研究人员还对动物头部进行了纵向数码切割，发现该口板结构往体内延伸的狭窄咽部通道，这与在该物种成虫标本上观察到的现象一致。该研究为古生物学界、进化生物学界深入认识长久以来困扰研究人员的节肢动物头部问题提供了直接的化石证据。
论文中，研究人员还就射齿类动物（如奇虾）身体结构中可能与真节肢动物口板同源的结构展开了讨论。“射齿类动物的大爪肢是否真节肢动物口板的同源结构，是我们下一阶段要解决的科学问题。”刘煜说。
2020-06-28 -
澳大利亚发现渐新世时期神秘新动物化石Mukupirna，大小为现代袋熊四倍
（化石网报道）据cnBeta：外媒报道，袋熊有很多值得喜爱的地方。它们是强壮的动物，以其体型来说，它们跑得算是非常快。但这并不是它们唯一有趣的地方--它们还有着悠久的历史。一个由国际古生物学家组成的小组在周四发表在《Scientific Reports》上的一篇新研究论文详细介绍了其发现的一个不完整动物头骨，它的体型是目前现存袋熊的四倍多。
据了解，这块于1973年在Lake Pinpa--南澳大利亚一个偏远的干盐湖--的化石已经被归为渐新世时期普通袋熊的一位祖先。
新南威尔士大学科学学院教授、论文合著者Mike Archer在一份新闻稿中指出，由于这只动物被黏土包裹着，所以他们在第一次检查它时不确定它是什么。
“我们是在用一根细细的金属杆探测干燥平坦的湖面发现它的，就像针灸治疗地球母亲的皮肤一样。只有在极点接触到地表下的坚硬物体时我们才会向下挖掘到泥土中--在这种情况下，它被证明是一种最神秘的新生物的关节骨架。”
在土著澳大利亚人所说的Dieri和Malyangapa语言中，这具骨架被称为Mukupirna，意思是“大骨头”。它的残骸表明，这种动物的大小大概跟熊差不多，牙齿表明它以植物为食，四肢有力，适于挖掘。然而这项研究的作者认为，它可能不是像当代袋熊那样属于穴居类型。
论文的合著者Robin Beck指出，Mukupirna是一种令人印象深刻的强大野兽，至少比现代袋熊大三倍。“考拉和袋熊是令人惊奇的动物，”他说道，“但像Mukupirna这样的动物表明，它们已经灭绝的亲戚更不寻常，它们中的许多都是庞然大物。”
相关报道：科学家发现古代有袋类动物新种 揭示袋熊掘洞行为演化
（化石网报道）据中新网北京6月26日电（孙自法）：自然科研旗下国际学术期刊《科学报告》最新发表一篇古生物学研究论文称，科研人员在南澳大利亚发现并报告了一种古代有袋类动物的新种，它代表迄今为止已知发掘的最古老的澳大利亚有袋类动物之一，其解剖特征有助于学界进一步理解现代袋熊的演化及其典型的掘洞行为。
该研究论文通讯作者、英国索尔福德大学古生物学家罗宾·贝克(Robin Beck)等通过对南澳大利亚艾尔湖盆地发掘的一块头骨和部分骨架研究发现，该化石可追溯至渐新世晚期(约2500万-2600万年前)，属于袋熊亚目的一个新种。
袋熊亚目曾是多样性最丰富的有袋类动物演化组之一，目前只剩袋熊科中的3个物种和考拉仍然存活。罗宾·贝克等将此次新发现的物种命名为“Mukupirna nambensis”，种名源自艾尔湖和弗罗姆湖周边地区所讲的迪埃里语和马利扬加帕语中的“muku”(骨头)和“pirna”(大)，其体重估计为143-171千克，约为现存袋熊物种的5倍。
论文作者表示，根据骨骼鉴定出来的一些解剖特征指向了掘洞行为，比如常见于掘洞动物的前臂的适应。不过，先前发掘的可追溯至较晚时期的化石证据表明，Mukupirna对于掘洞行为的适应不如其年代较晚的近亲。这一点以及新种体型说明Mukupirna可能不具备现代袋熊所具备的真正的掘洞能力，但是可能通过刮挖的方式，获取地表下面的食物如植物根茎。
罗宾·贝克等在论文中还指出，现存袋熊物种的另一种典型适应是可以持续生长的专门的臼齿，但是Mukupirna也没有，这表明在袋熊的演化过程中，用于挖掘的骨骼解剖学适应早于牙齿变化。
2020-06-28 -
植物化石研究显示：当今的大气二氧化碳浓度超过过去2300万年的记录
（化石网报道）据cnBeta：外媒报道，众所周知，目前大气中的二氧化碳浓度是很长时间以来的最高值。根据一项对化石植物物质的新研究，当今的大气二氧化碳浓度超过了过去2300万年的最高记录，而且从来没有这么快地飙升过。
最近，我们的大气中二氧化碳浓度不断刷新着很多记录。2016年，南极成为地球上最后一个浓度超过400ppm的地区。2019年5月，夏威夷的莫纳罗阿天文台所测量的数据揭示，二氧化碳浓度创下了415.26ppm的新高。目前，这一浓度是人类历史上最高的。
更高的二氧化碳浓度与气候变化有关，以及所有可能带来的破坏。长期的研究表明，从19世纪初开始，二氧化碳浓度急剧上升 ---而“恰巧”就在工业革命的前后。我们的直接记录可以追溯到几百年前，但在这之前，情况就变得模糊不清了。钻出的冰芯让我们看到了远在270万年前的一瞥--不幸的是，发现当时的浓度还不到300ppm。
在这项新研究中，美国路易斯安那州立大学的研究人员将目光投向了更远的时间，将时间延伸到了2300万年前。该团队通过研究古代植物的化石遗骸来实现这一目标。当植物生长时，它们会从大气中吸收二氧化碳，而它们的组织会保留某些稳定的碳同位素--特别是碳-12和碳-13。当这些植物变成化石后，科学家们可以研究这些同位素的含量，并确定植物生长时的二氧化碳浓度。
利用这种方法，研究人员发现，在整个2300万年的时间里，二氧化碳的浓度大多在230ppm到350ppm左右波动。这远远低于现代水平。研究小组还发现，在这段时间里，没有发现像我们现在所经历的攀升那样剧烈的增长。更糟糕的是，在过去2300万年中，最剧烈的变暖事件都与二氧化碳浓度的上升幅度相当有关。这包括发生在1500万到1700万年前的中新世中期，以及300万到500万年前的上新世中期。
这项新研究进一步证明了人类现在所面临的挑战的严重性。
这项研究发表在《地质学》杂志上。
2020-06-22 -
《地球科学评论》：基于二叠、三叠纪的四足动物化石重构东亚板块拼合历史
（化石网报道）据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所：长期以来，大多数古地理重建中泛大陆在二叠纪（2.5亿年前）已经基本成型，但是东亚的各个板块是在什么时候与泛大陆连成一体却众说纷纭。之前的古地理重建研究综合了古地磁、构造、沉积等方面的资料，而拼合时间则来自于对沉积岩和变质岩的研究。然而之前的研究没有考虑四足动物的分布。最近，国际学术期刊《地球科学评论》（Earth-Science Reviews）发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所刘俊团队的研究结果，研究人员基于东亚二叠、三叠纪的四足动物化石重构了东亚板块的拼合历史。
生物演化都要有基础，而且每个单系的类群都有共同的祖先，是一次演化出来，再扩散开去。根据早期记录，华北板块、华南板块在石炭纪缺乏四足动物，二叠纪的四足动物化石就应该是从外地迁徙而来。而且如果是一个完整的动物群，应该是在有陆路通道以后才能够迁徙。这就可以用相应的化石来重建大陆拼合时间。
研究人员根据甘肃玉门大山口动物群推断，大约在2.66亿年前甘肃玉门所在的北山——阿拉善地体已经与泛大陆主体相连，而最迟到2.56亿年前华北板块已经成为泛大陆的一部分。过去争议的一个关键问题是华北板块何时与华南板块相连，根据大别山、秦岭的研究一般认为是三叠纪中晚期才完全拼合。虽然在华南没有二叠纪的四足动物化石记录，但是在老挝发现与我国华北二叠纪晚期动物群接近的二齿兽类、迟滞鳄类，支持早在二叠纪（2.52亿年前）印支板块就已经通过华南板块与华北板块相连了。这证实了早期依据古地磁研究提出的观点。
本研究得到中国科学院先导专项以及国家自然科学基金的支持。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825220302610
相关报道：中国科学家最新四足动物化石研究完成东亚板块“拼图”
（化石网报道）据中新社北京6月19日电（孙自法）：长期以来，大多数古地理重建中泛大陆在二叠纪(2.52亿年前)已经基本成型，但是东亚的各个板块是在什么时候与泛大陆连成一体却众说纷纭。
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所刘俊研究员团队基于东亚二叠纪的四足动物化石的最新研究，重构了东亚板块的拼合历史。中国科学家完成东亚板块“拼图”的这项重要研究成果论文，最近已在国际学术期刊《地球科学评论》(Earth-Science Reviews)发表。
刘俊研究员19日通过网络接受中新社记者采访介绍说，关于东亚板块拼合历史，之前的古地理重建研究综合了古地磁、构造、沉积等方面的资料，而拼合时间则来自于对沉积岩和变质岩的研究，但之前的研究没有考虑四足动物的分布。
他指出，生物演化都要有基础，而且每个单系的类群都有共同的祖先，是一次演化出来，再扩散开去。根据早期记录，华北板块、华南板块在石炭纪缺乏四足动物，二叠纪的四足动物化石就应该是从外地迁徙而来，“如果是一个完整的动物群，应该是在有陆路通道以后才能够迁徙。这就可以用相应的化石来重建大陆拼合时间”。
刘俊团队根据甘肃玉门大山口动物群推断，大约在2.66亿年前甘肃玉门所在的北山——阿拉善地体已经与泛大陆主体相连；根据华北的二齿兽动物群推断，最迟到2.56亿年前华北板块已经成为泛大陆的一部分。
过去争议的一个关键问题是华北板块何时与华南板块相连，根据大别山、秦岭的研究，一般认为是三叠纪中晚期才完全拼合。刘俊认为，虽然在华南没有二叠纪的四足动物化石记录，但是在老挝发现与中国华北二叠纪晚期动物群接近的二齿兽类、迟滞鳄类，支持早在2.52亿年前，印支板块就已经通过华南板块与华北板块相连，“这也证实了早期依据古地磁研究提出的观点”。
这项最新研究从四足动物化石出发检验了以前的古地理重建假说，表明泛大陆拼合的时间远早于目前通常接受的时间。“根据目前的重建，塔里木板块、华南板块应该有二叠纪四足动物的分布，但是却是一片空白，这需要我们进一步工作来检验这个假说。”刘俊说。
2020-06-22 -
《自然》：早期恐龙产下的蛋是软的
（化石网报道）据小柯机器人：美国自然博物馆Mark A. Norell、耶鲁大学Jasmina Wiemann、Matteo Fabbri等研究人员合作发现，第一个恐龙蛋原来是软的。2020年6月17日，《自然》杂志在线发表了这一研究成果。
通过矿物学、有机化学和超微结构的证据，研究人员证明了保存良好鸟臀目恐龙原角龙和蜥脚类鼠龙的蛋壳具有非生物矿化的软壳性质。对一组代表性的硬壳和软壳、化石和现存的双孔亚纲蛋壳的原位拉曼光谱统计评估表明，原本有机但二次磷化的原角龙和有机的鼠龙蛋壳与柔软的、未生物矿化的蛋壳聚类在一起。组织学证实了这些甲壳类恐龙蛋的有机组成，并揭示出类似于乌龟软壳的分层排列。
通过祖先状态的成分和超微结构重建，研究人员将原角龙和鼠龙的蛋壳与其他双足动物的蛋壳进行了比较，从而揭示了第一个恐龙蛋是软壳的。在整个中生代，钙化的硬壳恐龙蛋至少独立进化了三次，这解释了化石记录中对恐龙蛋壳的偏差认知。
据了解，钙化的蛋壳可保护发育中的胚胎免受环境压力，并有助于生殖成功。由于现代鳄鱼和鸟类产下硬壳蛋，这种蛋壳类型已被推断为非禽类恐龙所有。已知恐龙蛋壳的特征是：最内层的膜、含有方解石的蛋白质覆盖基质以及最外层的蜡状角质层。钙质蛋壳由一个或多个超微结构层组成，在三个主要的恐龙进化枝之间，呼吸孔的构造也明显不同。到目前为止，仅发现了鸭嘴龙、几种蜥脚类和坚尾龙类的蛋壳。化石记录的匮乏和中间蛋壳类型的缺失挑战所有恐龙蛋壳结构具有一致性的观点。
相关报道：第一枚恐龙蛋可能是软的
（化石网报道）据中国科学报（任芳言）：在智利国家自然历史博物馆，有一具化石标本从未被贴上分类标签。2011年，它被人从南极带回，长约28厘米，宽约18厘米，有点像泄了气的足球。过去近十年，科学家对确认这具化石的来历一直没什么头绪。
无独有偶，美国自然历史博物馆的古生物学家马克·诺雷尔也有一个十几年都没解开的难题。2005年，他与同事在蒙古南部发现了一些原角龙蛋化石，这些蛋的内部有幼龙的骨骼雏形，但没人能解释为何蛋的边缘有一圈神秘的白色圆环。
6月18日，《自然》发表了两篇论文，两个谜题就此解开，并指向一个关键结论：早期恐龙产下的蛋是软的。这也解释了为何恐龙化石标本中，蛋化石尤其少——软壳状态下的蛋更脆弱，很难演变成化石。
茱莉亚·克拉克是奥斯汀得克萨斯大学的古生物学家。在她和同事的努力下，那颗“泄了气的足球”终于有了身份——它其实是大型海底捕食者沧龙的蛋化石，来自6600万年前。通过一系列显微镜观察，他们证实化石上褶皱而脆弱的外壁实际上是卵的分层结构。
诺雷尔等人发现的化石上的白色环状物，也恰恰是软壳蛋的有力证明。为了解开谜题，他与同事将化石样品置于激光中，记录光与样品表面相互作用产生的变化。
研究组用到了两组化石样品，其一是蒙古出土的、7500万年前的原角龙蛋化石，另一个是约2.15亿年前的沧龙蛋化石。软蛋壳的分子指纹与硬蛋壳有所不同，诺雷尔等人最终证实，两份化石上的白色光环，其实是化石版的软蛋壳分子指纹。沧龙存活于恐龙时代早期。
先前研究指出，早期的恐龙蛋很可能就是软的。而原角龙的蛋化石则意味着，即便在已经出现硬壳蛋的恐龙时代晚期，也有软壳蛋的存在。去年，英国莱斯特大学的研究者还发现，翼龙也会产下软壳蛋，孵化后的翼龙可以立刻飞翔。而克拉克等人也指出，沧龙很可能在软壳蛋产下后的几分钟就孵化出壳。
有研究者指出，陆地上的恐龙会将软壳蛋埋起来，这种做法可能是出于安全考虑，毕竟数吨重的成年恐龙直接孵在蛋上，蛋壳很容易被破坏。也有研究者表示，这一做法可以防止蛋的水分流失。不过此举也可能导致蛋处于较低温度、发育得更缓慢。
这两项研究改变了人们对恐龙成长和抚育方式的认知。葡萄牙里斯本技术大学古生物学家里卡多·阿劳霍指出，诺雷尔等人的结论令人信服，其研究提醒人们，“我们对恐龙繁殖策略的多样性知之甚少”。
相关报道：《自然》最新论文：古生物学家研究发现软壳蛋演化确凿证据
（化石网报道）据中新社北京6月18日电（孙自法）：国际学术期刊《自然》最新发表两项古生物学研究论文称，科学家们通过对包括鸟类、哺乳动物和爬行动物的羊膜动物的蛋的演化进行阐述，已研究发现关于软壳蛋演化的确凿证据。
其中，一项研究认为最初的恐龙所产的蛋可能是软壳蛋，这与一般的流行观点——恐龙产的是硬壳蛋相左；另一项研究描述了一个来自约6600万年前南极洲白垩纪沉积物的大号软壳蛋，也是迄今在南极洲发现的第一个化石蛋。
该研究论文介绍，羊膜动物所产的蛋包含一块内膜或羊膜，可以帮助防止胚胎变干。一些羊膜动物(如蜥蜴和乌龟)产软壳蛋，另一些(如鸟类)则产高度钙化的硬壳蛋。这种差异展现出不同的演化轨迹，钙化蛋更能抵御环境压力，它们的演化在羊膜动物的历史上具有里程碑意义，因为它们有助于繁殖成功，进而推动该支系的扩散和分化。不过，软壳蛋鲜有化石记录，因此难以研究从软壳蛋到硬壳蛋的过渡。
当中一项研究论文通讯作者、美国自然历史博物馆马克·诺瑞尔(Mark Norell)等通过研究原角龙和鼠龙的含胚胎化石蛋，发现它们都是软壳。研究者认为，钙化硬壳蛋在恐龙中至少独立演化了3次，并可能从一系列原始软壳型发展而来。软壳蛋可能被埋在湿润的土壤或沙中，之后借助植物物质分解所发的热来孵化，就像如今的某些爬行动物一样。
美国得克萨斯大学奥斯汀分校朱莉娅·克拉克(Julia Clarke)、卢卡斯·勒让德(Lucas Legendre)是另一项研究论文的共同通讯作者，他们描述了来自南极洲的一个近乎完整的足球大小的软壳蛋，这是迄今描述的最大的蛋之一，其大小仅次于马达加斯加已灭绝的象鸟所产的蛋。该软壳蛋的尺寸和薄壳(缺少透明的外层)暗示其为卵胎生，即一个“发育不全”的卵子在母体内发育，待产出后立即孵化。该软壳蛋被划归为一个新的分类，虽然其母体依然成谜，但论文作者认为它可能是一种如沧龙的巨型海洋爬行动物所产。
针对约6600万年前南极洲的软壳蛋研究，瑞典隆德大学、乌普萨拉大学两位学者同期发表观点文章则提出另一种解释——它是一种恐龙产的蛋，这一假设性解释的依据是该软壳蛋的估算重量接近于鸟类和非鸟恐龙已知最大的蛋的重量，而且后面两类都在南极洲留下了化石。
相关报道：别被《侏罗纪公园》误导：科学研究发现恐龙蛋并非硬壳、实际柔软
（化石网报道）据快科技（万南）：围绕在恐龙身上，还有相当多的未解之谜。那些看过《侏罗纪公园》或者《小脚板走天涯（The Land Before Time）》的人，可能自然而然认为恐龙蛋坚硬、巨大，可实际上，最新的研究表明，这完全是误区。
《自然》的文章中，来自美国历史自然博物馆的Mark Norell称，化石证据显示，原角龙、霸王龙的蛋都是软乎乎的，它们就像现在的爬行动物一样，把蛋下在潮湿的土壤中，类似于海龟、蛇类等。
不同于硬壳，软壳蛋保存起来也非常困难，导致人类长期以来知之甚少。同时，恐龙后期为适应进化，硬壳变得多且保存下来，形成了我们先入为主的概念。
相关报道：最早的恐龙蛋是“软蛋”
（化石网报道）据环球科学：在我们的印象中，恐龙产的蛋都有着坚硬的钙化外壳，但发表于《自然》的新研究却提出，最初的恐龙蛋可能是软壳蛋。在这项研究中，美国自然历史博物馆的科学家研究了原角龙（Protoceratops）和鼠龙（Mussaurus）的含胚胎化石蛋，发现它们都是软壳的。作者认为钙化硬壳蛋在恐龙中至少独立演化了三次，而且可能从一系列原始软壳型发展而来。软壳蛋可能被埋在湿润的土壤或沙中，之后借助植物物质分解所发的热来孵化，就像如今的某些爬行动物一样。
2020-06-22