科研进展----中国科学院南京地质古生物研究所

华南扬子区寒武纪中期一奥陶纪早期浅水地层框架的系统修订
中国科学院南京地质古生物研究所早古生代研究团队对扬子台地寒武系苗岭统—芙蓉统及下奥陶统浅水区开展了广泛而深入的野外考察。基于详实的野外踏勘和对大量已发表资料的系统梳理，团队在地层划分对比与时空展布规律等方面取得了一系列新认识。相关研究成果已在线发表于《高校地质学报》。寒武纪中期至奥陶纪早期是连接“寒武纪大爆发”与“奥陶纪生物大辐射”两大演化事件的重要过渡期，也是解析二者内在关系的关键地质时段。华南扬子台地该时段地层序列完整、发育良好，是探究这一重大科学问题不可多得的天然窗口。然而，扬子台地在寒武纪苗岭世—芙蓉世广泛发育了一套巨厚白云岩，因岩性单调、化石匮乏，其地层划分、命名与区域对比长期存疑；同时，针对上扬子区奥陶纪早期（特马豆克期—弗洛期早期）浅水沉积的探讨亦缺乏深入细致的研究，加之该区岩相变化高度剧烈，精细地层框架与高分辨率对比亦未能建立。这些问题制约了从盆地尺度全面解析华南地区重大生物与地质演化进程。近年来，中国科学院南京地质古生物研究所早古生代研究团队对扬子台地寒武系苗岭统—芙蓉统及下奥陶统浅水区开展了广泛而深入的野外考察。基于详实的野外踏勘和对大量已发表资料的系统梳理，团队在地层划分对比与时空展布规律等方面取得了一系列新认识。相关研究成果已在线发表于《高校地质学报》。这些研究厘清了研究区内各时期地层序列的时空分布规律，并遵循现代地层学命名规范，系统提出了一系列地层框架修订方案，不仅实现了扬子台地浅水沉积与同期较深水地层的精细对比，进而为从盆地尺度深入探究该关键时段华南环境与生物的协同演化提供了更为精准的时间标尺和地质依据。在寒武纪苗岭世—芙蓉世，研究识别出白云岩/碎屑岩混积相、浅水白云岩相和较深水白云岩/灰岩相3个沉积相带，并建议分别以洗象池群、娄山关群和三游洞群指称上述三个相带的沉积序列。依据岩性差异，研究进一步将三游洞群自下而上精细划分为官山垴组、新坪组、后坝组和毛田组，并综合现有地层学资料认为它们分别对应鼓山阶中—上部、古丈阶—排碧阶、江山阶和第十阶。在奥陶纪早期（特马豆克期—弗洛期早期），研究明确了上扬子区浅水沉积的时空分布模式，识别出粗碎屑岩相、粗碎屑岩-白云岩混积相以及白云岩相3个不同的沉积相带，据此分别采用汤池组、万卷书组-罗汉坡组（后者相当于葡萄井组-大槽组）以及“桐梓”-“红花园”组来指代上述三个相带的沉积序列。同时，综合现有地层资料，研究讨论了这些岩石地层单元的时代，并建立了其与台地内部同期地层的精细对比。该系列研究得到了国家重点研发计划项目、古生物学与油气地层应用全国重点实验室等项目的联合资助。论文相关信息：王光旭, 詹仁斌, 魏鑫, 闫冠州, 2026. 扬子台地苗岭统-芙蓉统: 岩石地层、时代与分布. 高校地质学报, https://doi.org/10.16108/j.issn1006-7493.2026057.王光旭, 詹仁斌, 魏鑫, 闫冠州, 崔雨浓. 2026. 扬子台地特马豆克期-弗洛早期浅水沉积：岩石地层、时代与分布[J]. 高校地质学报，https://doi.org/10.16108/j.issn1006-7493.2026094.华南扬子台地苗岭世—芙蓉世地层空间分布模式华南扬子台地苗岭世—芙蓉世地层修订方案及其与同期地层对比华南上扬子台地特马豆克期—弗洛早期浅水沉积空间分布模式华南上扬子台地特马豆克期—弗洛早期浅水相地层修订方案及其与同期地层对比

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2026-10
GBDB数据库揭示寒武纪大辐射生物地理分异
近日，中国科学院南京地质古生物研究所大数据中心那琳博士、副研究员李启剑与德国埃尔朗根-纽伦堡大学Ádám T. Kocsis博士和教授Wolfgang Kiessling合作，从空间尺度重新审视了寒武纪生命大辐射过程。研究成果发表于英国地质学会《伦敦地质学会特殊出版物》（Geological Society , London, Special Publications）。寒武纪生命大辐射是地球生命演化史上最重要的生物演化事件之一。在这一时期，大量动物类群快速出现并发生多样化，海洋生态系统的复杂程度显著提升。长期以来，寒武纪大辐射研究主要关注全球生物多样性和形态分异度的快速增加。然而，全球多样性的升高既可能源于单个地区生物种类的增加，也可能来自不同地区之间生物组成差异的扩大。因此，一个尚未得到充分回答的问题是：寒武纪大辐射过程中，全球海洋生物究竟是趋向于更加均一，还是逐渐形成了彼此不同的区域性动物群？近日，中国科学院南京地质古生物研究所大数据中心那琳博士、副研究员李启剑与德国埃尔朗根-纽伦堡大学Ádám T. Kocsis博士和教授Wolfgang Kiessling合作，从空间尺度重新审视了寒武纪生命大辐射过程。研究成果发表于英国地质学会《伦敦地质学会特殊出版物》（Geological Society , London, Special Publications）。该研究的重要数据基础之一是由南京古生物所自主研发、具有自主知识产权的地球生物多样性数据库（Geobiodiversity Database，GBDB）。研究团队将GBDB与国际古生物学数据库Paleobiology Database（PBDB）的全球寒武纪化石记录进行整合（图1）。针对全球化石记录在不同古大陆之间存在的空间采样不均衡问题，研究特别引入GBDB中丰富的华南及邻近冈瓦纳地体化石记录，从而进一步补充了东部冈瓦纳周缘地区的数据覆盖。最终数据集包括9800个化石采集点、39972条物种产出记录、3527属和11220种，为从全球尺度定量重建寒武纪生物多样性的空间格局提供了重要的数据基础。在此基础上，研究团队结合板块古地理重建，将不同地质时期的化石记录恢复到其古地理位置，并采用等面积空间网格、古地理板块和古纬度带等不同空间划分方案，结合多样性分解、网络分析、特有性分析以及纬度分异分析等方法，系统研究了埃迪卡拉纪末期至早奥陶世全球海洋动物多样性的空间演变。研究首先将全球多样性（γ多样性）分解为局部多样性（α多样性）和区域间差异（β多样性）。结果显示，经采样标准化后，全球生物多样性从寒武纪纽芬兰世幸运期（Fortunian）至寒武纪第三期（Cambrian Stage 3）快速增加，而局部群落的平均多样性并没有出现与之相对应的显著增长。相反，β多样性在寒武纪早期迅速升高，并与全球多样性的变化显著相关。这表明寒武纪大辐射期间全球多样性的增加，很大程度上并非因为每一个局部群落都变得更加丰富，而是因为不同地区的动物群组成越来越不同。进一步分解β多样性发现，其变化几乎完全由不同地区之间的分类单元替代（turnover）主导，而非由简单的多样性嵌套关系造成。网络分析进一步揭示了这一空间分异过程。寒武纪动物群在属和种水平上的区域连通度总体较低，而网络模块度在幸运期至寒武纪第四期明显升高，说明随着生命大辐射展开，不同古地理区域之间逐渐形成组成相对独立的动物群。换言之，寒武纪早期生命快速多样化的同时，生物地理分区也在迅速建立。寒武纪大辐射不仅表现为分类单元数量的增加，也是全球海洋生态系统空间结构快速形成的过程。研究还发现，高特有性（endemism）是贯穿寒武纪动物群的一项重要特征（图2）。不同空间尺度的分析均显示，寒武纪物种水平的特有性持续高于属水平，表明许多动物类群在出现之后并没有迅速扩散至全球，而是长期局限于特定区域。与此同时，即使将地区特有类群从分析中去除，早寒武世β多样性仍然明显增加，说明动物群区域分异并非仅仅由大量地方性物种的产生造成，非特有类群在不同地区之间的空间分异同样发挥了重要作用。研究认为，寒武纪不同古大陆和大陆架之间在底质、水深、氧化还原条件等方面存在显著的环境异质性，加之不同生物类群扩散能力的差异，可能共同促进了早期海洋动物群的区域化。“寒武纪底质革命”造成的海底生态环境重组也可能进一步强化这种空间分异。因此，早寒武世β多样性的快速增加可能同时受到地方性类群演化以及广布类群受环境筛选后重新组织的影响。值得注意的是，这种强烈的生物地理分异并不能简单归因于纬度控制。研究比较了同一古纬度带内部与不同纬度带之间动物群的β多样性，发现二者差异总体较小；即使仅分析冈瓦纳及其周缘地体，不同纬度带之间的动物群差异也仅略高于同纬度带内部的差异。因此，寒武纪动物群并没有形成简单而连续的纬向分带，其空间结构更多受到古地理格局、区域环境异质性以及生物扩散能力等因素共同控制。进入中、晚寒武世后，早期建立起来的生物地理结构并未消失，而是发生持续重组。尤其在晚寒武世，尽管大量特有类群依然存在，不同区域所共有的非特有类群逐渐增多，使动物群整体相似性有所提高。这表明寒武纪生物地理格局并非简单地从高度区域化走向全球均一化，而是在灭绝、扩散、重新定殖以及海平面变化等过程影响下持续调整。该研究表明，寒武纪生命大辐射不能仅从“全球出现了多少物种”这一维度理解。早寒武世全球多样性的快速增加，同时伴随着不同海域之间动物群的显著分化以及生物地理分区的快速建立。寒武纪大辐射不仅是分类单元的辐射（radiation of taxa），在一定程度上也是不同区域生态系统的辐射（radiation of places）。区域分异及其长期维持是早期动物多样化的重要组成部分，为从空间维度理解寒武纪生命大辐射及早期海洋生态系统的形成提供了新的视角。论文的总体结果显示，这种强烈的空间分异在寒武纪早期即已建立，并在此后长期维持。同时，该研究也展示了GBDB在全球尺度古生物多样性研究中的数据价值。通过将GBDB中具有优势的中国及东部冈瓦纳周缘地区化石记录与国际数据库数据进行整合，可以有效补充全球古生物数据在区域覆盖上的不均衡，为开展深时生物多样性、古生物地理和宏演化研究提供更加完整的数据基础。相关成果发表于英国地质学会Special Publications第565卷专辑 Geography and Life Before Pangaea: a Volume in Honour of Robin Cocks。该研究得到国家自然科学基金、中国科学院先导专项、南京古生物所全重实验室基础课题等项目支持。论文相关信息： Na, L.*, Li, Q., Kocsis, Á. T. & Kiessling, W. 2026. From radiation to provinces: spatial scaling of Cambrian diversity. Geological Society, London, Special Publications, 565. https://doi.org/10.1144/gslspecpub2026-20.图1. 埃迪卡拉纪末期至奥陶纪最早期（特马豆克期）化石产出记录的古地理分布。各图展示了利用 PALEOMAP v3 板块运动模型（Scotese，2016）重建的化石产出记录古地理位置。各时期的大陆分布格局均按照相应时间区间的中点年龄进行重建。橙色圆点代表古生物学数据库（Paleobiology Database，PBDB）中的化石产出记录，红色圆点代表地球生物多样性数据库（Geobiodiversity Database，GBDB）中的化石产出记录。Ma 表示百万年前图2. 寒武纪属级和种级特有性在三种地理空间尺度下随时间的变化。整个寒武纪期间，生物类群的特有性始终保持在较高水平。在所有时间区间内，种级特有性均高于属级特有性。图中展示了400次Bootstrap重复抽样所得的均值及其95%置信区间。地质年龄单位为百万年（Ma）

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2026-10
天文旋回和古生物大数据揭示寒武纪晚期海平面与底栖生物的耦合演化
中国科学院南京地质古生物研究所副研究员王蒙、北京大学研究员李明松团队，联合南京大学教授史宇坤、副教授杨爱华，北京大学教授刘建波，中国科学院院士金之钧等人，系统研究了北京西山下苇甸剖面，建立了高分辨率天文年代学标尺，模拟了SPICE事件信号的保存过程，并基于古生物学大数据研究估算了底栖物种的丰度变化。在约5亿年前的寒武纪晚期，发生了一次引人注目的碳同位素正向漂移事件，被称为SPICE事件。SPICE是全球性的碳循环扰动事件，伴随着广泛的海洋缺氧和生物群落更替。该事件发生于寒武纪生命大爆发之后，奥陶纪生物大辐射之前，为探索早期海洋环境变化与生命演化之间的联系提供了重要地质记录。然而，这些变化的时间进程与耦合机制尚不明确。因此，精确厘定碳循环扰动、海洋缺氧与生物群落更替的先后关系，是检验其因果联系与反馈机制、理解早期海洋生态系统对环境变化响应的关键。对此，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员王蒙、北京大学研究员李明松团队，联合南京大学教授史宇坤、副教授杨爱华，北京大学教授刘建波，中国科学院院士金之钧等人，系统研究了北京西山下苇甸剖面，建立了高分辨率天文年代学标尺，模拟了SPICE事件信号的保存过程，并基于古生物学大数据研究估算了底栖物种的丰度变化。研究发现此时期海平面、古气候和底栖生物普遍存在约2百万年（Myr）的变化周期，揭示了海平面变化相较于底栖生物的更替提前了约7万年。这不仅提供了天文强迫、海平面与海洋缺氧、生物多样性危机之间的因果联系，也为海洋、气候与生态系统的耦合演化研究提供了方法学思路。此次研究的下苇甸剖面位于北京西山，河流深切侵蚀及铁路开挖造就了良好的地层连续露头。该剖面寒武系岩相类型多样、沉积构造丰富，是研究华北寒武纪地层序列与碳酸盐岩沉积演化的典型剖面之一。本研究实测层段自张夏组上部向上延伸至炒米店组，厚约181 m，岩相组合总体反映浅海碳酸盐缓坡沉积环境。其中，炒米店组以条带状泥晶灰岩与泥灰岩韵律互层为主，主要形成于相对低能的潮下环境。本研究采集了高分辨率的自然伽马（GR）和铝含量（Al）序列，两类指标主要反映陆源物质输入。利用Acycle软件，开展了时间序列分析，检验沉积序列是否受天文周期影响。发现两条序列的旋回变化特征可相互检验。主要谱峰超过99%置信水平，长、短偏心率周期通过更严格的5%错误发现率检验（FDR）。研究利用相关系数分析法（COCO），计算了平均沉积速率，约为1-2.2 cm/kyr，P值<0.001，拒绝了“没有天文强迫”的零假设。进一步使用演化相关系数分析（eCOCO），团队识别出沉积速率随深度的变化历史（图2）。在此基础上，研究人员识别出了多个天文周期信号，利用最稳定的长偏心率405-kyr旋回开展调谐，约束了地层的持续时间。结合牙形石和三叶虫生物地层，以寒武系—奥陶系界线年龄487.3±0.08 Ma为锚点，为炒米店组建立了持续时间约12.8 Myr的天文年代框架。研究开展了变点分析，结果指示SPICE事件的起点在47.3 m处，峰值位于49.3 m，结束于86.8 m处。在所建天文年代学框架下，事件开始和结束的时间分别是494.38和492.17 Ma，据此估算，本剖面SPICE事件持续约2.2 Myr。沉积与生物序列的2 Myr周期研究团队整合了古生物学大数据研究，包括华北307条剖面、2152个海洋化石物种的出现记录，通过约束优化建立复合生物地层序列，提取了底栖物种丰度变化。研究开展了沉积噪音模型分析，指示了相对海平面的变化历史，结果与区域层序地层格架总体一致，为环境与生物变化的时序比较提供了依据（图3）。研究发现，自然伽马、铝含量、沉积噪音和底栖物种丰度序列共同呈现出约2 Myr周期。这可解释为偏心率的长周期调制信号，与地球和火星近日点的进动频率差（g4−g3）有关，为寒武纪晚期沉积体系和海洋生态系统变化的天文强迫提供了证据。SPICE事件的持续时间研究报道了下苇甸剖面SPICE事件的碳酸盐岩无机碳同位素（δ13Ccarb）数据，其从接近0‰的背景值开始，上升至+1.346‰的峰值，正偏幅度约1.3‰，未形成典型的高值平台。与全球典型剖面约4‰-6‰的正漂移相比，下苇甸剖面的偏移幅度也明显较低。这些差异的成因是什么？研究认为，SPICE记录及其年代标尺的解释，取决于天文环境信号如何进入地层。轨道强迫经气候、水文和物质输运影响沉积；沉积速率波动、侵蚀与非沉积会改变单位厚度所代表的时间，自生过程和成岩作用还可能改变信号的振幅与相位。不同剖面中碳同位素曲线的差异，因此需要同时从环境变化与保存条件两方面分析。本研究进一步利用随机沉积模型（Wang et al., 2024；王蒙等，2026；图4），模拟了典型SPICE事件碳同位素信号的保存，刻画时间上不连续的保存过程，剖析其对曲线形态的影响（图5）。结果发现，在高沉积变率情景下，沉积过程可以压缩该事件的上升段、展宽其下降段，形成接近实测记录的曲线。模拟研究对比了SPICE形态的区域性差异，为其提供了沉积过程的模型解释，将碳同位素记录对比与形成机制联系起来。研究发现，下苇甸剖面的铁锰含量存在异常，碳、氧同位素具有一定的协变关系，因此，不能排除局部成岩改造了下苇甸碳同位素信号的可能性。研究将这些地球化学线索与沉积模拟综合考虑，解释了SPICE事件的峰值、上升段厚度和恢复形态，认为其是环境变化与保存条件共同作用的结果。跨盆地的事件对比需要同时评价地层连续性、沉积速率变化和成岩状态，才能区分全球碳循环扰动与区域记录差异。本项研究为检验沉积保存与成岩改造如何影响碳循环事件记录提供了研究实例。海平面变化比生物更替提前7万年研究显示，海平面变化代理序列与底栖物种丰富度序列在约2 Myr频带内具有显著的共同功率。研究对海平面和丰度序列开展了分析，扫描了不同时间偏移下的拟合效果，以均方根误差（RMSE）衡量拟合优劣；结果发现，海平面变化领先约7万年时，拟合误差最小（图6）。这为环境变化先于底栖生物更替的传统认知提供了关键的定量指标。在寒武纪古丈期内部及古丈期—排碧期转换附近，发生过两次生物丰度的下降事件，它们均与快速的海退相伴。海退可能压缩底栖生物的生存空间，导致水体交换重组，改变了营养盐输送模式和海水的氧化还原性质；华北其他剖面的地球化学证据也有相似的结果，指示SPICE期间可能存在低氧的条件。综上所述，此项工作将SPICE事件的沉积保存、天文年代学和生命演化联系起来，定量检验了环境与生态变化的共同节律。综合年代学、沉积学、地球化学与古生物化石大数据证据，提出了一个解释框架：天文强迫调控了海侵海退、陆棚环境与氧化还原变化，进而影响了底栖生物的周期性更替（图7）。该研究不仅为海洋、气候与生态系统的耦合演化提供了进程和机理上的约束，也为同类研究提供了方法学思路。研究得到国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金及中国科学院南京地质古生物研究所基础研究经费等支持，是“深时数字地球”国际大科学计划的成果之一。论文相关信息：Wang, M., Shi, Y. K., Yang, A., Zhang, H., Zhang, X., Wu, Y., Shi, Y., Liu, J., Wei, R., Jin, Z. & Li, M., 2026. Coupled sea-level and biodiversity dynamics during the Cambrian SPICE event. Nat. Commun. https://doi.org/10.1038/s41467-026-78601-x.Wang, M., Li, M., Hajek, E.A., Kemp, D.B., Wu, Y., Zhu, H., Huang, C., Zhang, H., Ji, K., Zhang, R., Wei, R., Jin, Z., 2024. Assessing the preservation of orbital signals across different sedimentary environments: Insights from stochastic sedimentation modeling. Earth Planet. Sci. Lett. 642, 118866. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2024.118866王蒙，陈吉涛，王博，2026. 陆相旋回地层学的研究进展与挑战：深时天文信号的保存和破坏. 地学前缘. （已接收）图1 北京西山下苇甸剖面的地质背景与SPICE地层记录 a-c，古地理、区域构造及剖面位置；d，露头中的多级沉积旋回；e-g，岩性、生物地层及碳同位素对比。f为剖面实测记录，g为GTS2020碳同位素曲线及其原有年代框架。图2 北京西山下苇甸剖面炒米店组的旋回地层学综合分析；伽马序列、加权小波变换、功率谱及相关系数法显著性分析共同约束轨道周期解释及沉积速率。图3 天文调谐后的寒武纪晚期环境与生物记录；图中自下而上展示了生物地层、伽马、碳同位素、沉积噪音、底栖物种丰度及全球层序框架。灰色区间标示古丈期内部与SPICE事件起始附近的两次物种丰度下降，均对应于相对海平面的快速下降。图4 陆相沉积体系中天文信号的保存潜力与主要干扰湖泊、河流和三角洲在沉积连续性、自生过程及沉积噪音方面存在差异，长、短周期的保存潜力也随之变化。图5 随机沉积过程对SPICE碳同位素记录的影响 a，理想化输入信号；b，经随机沉积过程形成的合成地层记录；c，下苇甸实测曲线。模拟检验沉积不均一对事件地层形态的影响。图6 百万年尺度节律及海平面与底栖物种丰富度的相位关系 a-c、e-g，小波与功率谱结果；d，交叉小波与相位箭头；h，RMSE随时间偏移的变化，最小值对应的−70 kyr指示表示海平面变化指标领先底栖物种丰富度约70 kyr。图7 海平面变化与底栖生态响应的综合示意上部为不同水深与底层环境条件下的示意图，下部为交叉小波结果。

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2026-10
深度学习解码昆虫翅膀的演化规律
近日，中国科学院南京地质古生物研究所（与法国国家自然历史博物馆）联培博士生彭安骋在研究员王博和教授Frédéric Legendre的指导下，与东南大学计算机科学与工程学院关仕涵博士、英国牛津大学自然历史博物馆Corentin Jouault博士等学者合作，基于南京地质古生物所大数据中心的数据库和算力平台，研发了基于深度学习方法的形态分析框架HAIKA系统。研究团队以1000余幅现生和化石昆虫前翅图像为基础，综合运用自监督深度学习、形态空间分析、系统发育分析和祖先状态重建等方法，将标准化图像转化为可解释的连续形态性状矩阵。形态学数据是解析生物演化、重建生命之树的重要依据，也是将化石纳入演化分析的关键线索。然而，与快速积累的分子数据相比，形态数据的获取和量化仍高度依赖人工，不仅工作量大，还容易受到观察者经验和预设分类框架的影响。近年来，人工智能方法为大规模形态分析提供了新思路，但模型究竟从图像中学到了什么、这些特征能否用于系统发育和宏演化研究，仍缺乏清晰检验。近日，中国科学院南京地质古生物研究所（与法国国家自然历史博物馆）联培博士生彭安骋在研究员王博和教授Frédéric Legendre的指导下，与东南大学计算机科学与工程学院关仕涵博士、英国牛津大学自然历史博物馆Corentin Jouault博士等学者合作，基于南京地质古生物所大数据中心的数据库和算力平台，研发了基于深度学习方法的形态分析框架HAIKA系统。研究团队以1000余幅现生和化石昆虫前翅图像为基础，综合运用自监督深度学习、形态空间分析、系统发育分析和祖先状态重建等方法，将标准化图像转化为可解释的连续形态性状矩阵。研究发现，膜翅目昆虫（例如：蜂和蚂蚁等）的翅形与翅脉复杂度具有不同的演化速率，二者的变化也并不总与寄生、真社会性等关键生态转变同步。该研究探讨了一个普适性的形态学问题，即宏观表型演化是否总与重要的生活史转变耦合。HAIKA为表型分析提供了一种可扩展的图像驱动路径，用于量化表型演化、纳入化石证据，并将形态数据整合进大规模生态与演化分析。HAIKA不仅可以编码形态学信息，还通过注意力热图显示驱动模型表征生成的具体区域。对昆虫翅膀数据集的分析结果显示，HAIKA主要关注翅缘、翅脉及翅脉交汇点等具有系统学意义的结构。为了评估HAIKA的性能，研究团队将其与14种常用深度学习网络及4类传统形态描述方法进行了比较。在聚类和降维测试中，HAIKA在多数指标上表现更好，能够在保留原始图像信息的同时形成结构更清晰的形态空间。以K均值聚类为例，HAIKA在轮廓系数、Calinski–Harabasz指数和Davies–Bouldin指数三项指标上均取得最优结果。研究团队进一步分析了610幅覆盖主要有翅昆虫类群的翅图像，以及405种膜翅目昆虫的翅图像。模型在没有使用分类标签进行特征提取的情况下，仍能在形态空间中区分主要昆虫支系及膜翅目内部类群。随后使用已知分类信息进行线性判别分析时，结果表明，HAIKA提取的图像特征包含稳定的分类学信息，也能识别趋同演化造成的形态重叠。为检验这些连续性状能否参与系统发育重建，团队选取61个膜翅目类群，将HAIKA生成的64维连续矩阵与包含343个传统离散性状的矩阵分别分析，并进一步构建联合矩阵。研究人员对连续性状设置了总权重限制，并通过删除重复的翅部离散性状开展敏感性分析，以避免模型特征数量过多而主导结果。联合矩阵恢复了约80%的参考节点，明显高于仅使用传统离散性状时约50%至65%的恢复比例。结果表明，图像中自动提取的连续形态信息可以补充传统性状。在宏演化分析中，研究团队进一步分析了169种膜翅目昆虫。HAIKA提取特征的前两个主成分解释了74.5%的形态变异，其中第一主成分主要对应翅形，第二主成分主要反映翅脉复杂度。两类性状均具有显著的系统发育信号，但演化速率并不相同：翅形的估计演化速率约为翅脉复杂度的1.7倍。这表明昆虫翅并非作为单一整体同步变化，外形和翅脉可能受到不同的功能需求与结构约束。研究结果显示，较大的翅形或翅脉变化并不总与寄生、真社会性或采粉等关键生态转变同步。寄生生活的出现及细腰结构的形成与部分明显变化相伴，多个寄生蜂支系也独立出现翅脉简化；相比之下，蜜蜂、蚂蚁和胡蜂等针尾类群的重要生态和行为创新，多数只伴随中等或局部的翅形变化。研究人员据此认为，膜翅目翅的演化取决于生态需求、祖先形态和生物力学约束的共同作用。这项研究建立了一条从标准化图像到连续形态性状、再到系统发育与宏演化分析的完整路径。与依赖人工标注和离散编码的方法相比，HAIKA能够更快地处理大规模图像，并通过注意力图保留专家核查的入口。该框架尤其适合分子信息缺失的化石、尚未定名的标本以及分类关系不稳定的类群，为数字化馆藏和深时生物多样性研究提供了可扩展的形态数据分析工具。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、江苏省创新支撑计划、国家留学基金等支持。论文相关信息：Peng, A., Guan, S., Albera, L., Le Bouquin Jeannès, R., Shu, H., Boderau, M., Nel, A., Wang, B., Jouault, C., Legendre, F. (2026). Deep learning reveals ecological decoupling and rate heterogeneity in Hymenoptera wing evolution. Science Advances, https://doi.org/10.1126/sciadv.aef0605.图1.HAIKA形态表征学习流程及其在形态空间、系统发育和宏演化研究中的应用图2.HAIKA与基线模型的性能比较及模型关注区域可视化图3.HAIKA构建的有翅昆虫（a）和膜翅目昆虫（b）的翅形态空间图4.膜翅目翅形与翅脉复杂度的祖先状态重建及类群间形态分布

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2026-10
伊朗中侏罗世植物群综合研究揭示欧亚大陆古生物地理新格局
近期由中国科学院南京地质古生物研究所研究员王永栋领衔的国际合作团队，围绕伊朗中部地区塔巴斯和克尔曼两大盆地（Tabas and Kerman basins）中侏罗世植物群开展多学科综合集成研究，厘清植物群组成、古生态环境及其欧亚大陆古生物地理亲缘关系，对传统认为欧亚中侏罗世植被格局广泛均一的经典假说提出了新的挑战。相关研究成果发表于国际地学权威期刊《古地理，古气候，古生态》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。中侏罗世是地球演化史上重要的温室气候时期，泛大陆发生大规模裂解，陆地植物发生重要辐射演化，深刻塑造了中生代陆地生态系统面貌。伊朗高原地处欧亚大陆南缘，属于基莫里微大陆（Cimmerian microcontinent）的关键组成部分，是连接欧洲与中亚植物区系的枢纽地带，也是开展欧亚大陆古植物地理对比的理想区域。长期以来，虽然已有不少古植物前期研究，但缺乏对伊朗中部地区植物群的系统性整合研究，对该地区植物多样性、古环境以及与欧亚大陆同时期植物群的系统学关系认识较为有限，制约了对欧亚大陆南缘中侏罗世植被演化历史的全面理解。近期由中国科学院南京地质古生物研究所研究员王永栋领衔的国际合作团队，围绕伊朗中部地区塔巴斯和克尔曼两大盆地（Tabas and Kerman basins）中侏罗世植物群开展多学科综合集成研究，厘清植物群组成、古生态环境及其欧亚大陆古生物地理亲缘关系，对传统认为欧亚中侏罗世植被格局广泛均一的经典假说提出了新的挑战。相关研究成果发表于国际地学权威期刊《古地理，古气候，古生态》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。该研究整合伊朗南科查克‑阿里地区233号勘探钻井的全新化石材料，同时汇总该地区21个化石产地已发表的古植物记录，构建伊朗中部地区霍杰克组（Hojedk Formation）（中侏罗世早巴柔期）古植物大数据，共计识别 93个大化石分类单元，归属于37个植物属。植物群以蕨类（35.62%）、苏铁类尼尔桑目（25.82%）和松柏类（12.09%）占主导地位，楔叶类、种子蕨、银杏类、本内苏铁类为次要组分；石松类化石十分稀少，仅见于少数产地，很可能代表当时植被中次要的生态类群。结合沉积学、古植物学与孢粉学多维度证据，研究表明伊朗中部地区中侏罗世整体处于暖温带-亚热带湿润气候，古环境以河流、三角洲、沼泽、受潮汐影响的滨海环境构成的复合地貌景观为主，海平面震荡带来海陆交互沉积，形成煤层与陆源碎屑岩互层的地层序列。运用 Sørensen‑Dice 相似性指数与网络分析等定量手段，系统对比伊朗中部地区与阿尔博兹、阿富汗地块、欧洲、中亚同期植物群的联系。结果显示塔巴斯盆地与克尔曼盆地植物群联系紧密；伊朗中部地区植物群和伊朗阿尔博兹地区、阿富汗地块植物群亲缘关系最高，佐证上述地块同属基莫里微大陆。与之对比，伊朗中部地区植物群与欧洲、中亚多数同时期植物群差异较为明显，表明区域环境异质性和盆地沉积演化历史，比古纬度梯度，对区域植被组成起到更为关键的控制作用。该研究不支持 Vakhrameev 提出的欧亚大陆广泛均一的中侏罗世植被模式，揭示欧亚大陆南缘中侏罗世陆地植被演化的复杂性。该项成果为认识基莫里微大陆古植被、古环境，解析欧亚大陆中侏罗世古植物地理分区提供重要基础数据，也为理解泛大陆裂解背景下陆地生态系统响应构造-气候演变提供新的实证依据。本项研究由南京古生物所特别研究助理Mohammad Taghi Badihagh博士为第一作者，王永栋为通讯作者，联合波兰、德国、罗马尼亚、意大利多国古植物学者共同完成。本研究得到国家自然科学基金重点项目、国家深地探测重大科技项目、中国科学院ANSO青年人才奖学金等联合资助。论文相关信息：Mohammad Taghi Badihagh, Maria Barbacka, Dieter Uhl, Mihai Emilian Popa, Giovanni Giuseppe Scanu, Yongdong Wang*. A comprehensive synthesis of the Middle Jurassic flora of Central Iran: Integrating new data and approaches for unravelling the Eurasian palaeobiogeography. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2026, 701: 114112. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2026.114112.图1. 伊朗侏罗系地层分布、研究区塔巴斯地块及钻井位置地理图图2. 伊朗中部塔巴斯盆地中侏罗世植物群的代表性植物化石标本（采集自南科查克‑阿里地区233号钻孔）图3. 伊朗中部（塔巴斯盆地与克尔曼盆地）中侏罗世古植被类群的多样性与丰度（黑色实心方框代表该类群缺失）。在物种层面，蕨类是该植物群多样性最高的组分；而裸子植物中，苏铁类尼尔桑目物种多样性最高图4. 伊朗中部地区中侏罗世植物群以及欧洲、中亚同期植物群的古地理位置（数字大致标示欧洲和中亚各植物群地点）图 5. 网络分析揭示欧洲与中亚各中侏罗世植物群组合之间的分类学关联。节点（圆形）代表各个化石地点，节点大小反映分类单元丰富度。节点内数字代表不同产地间共有分类单元的数量。连线粗细代表关联强度，线条越粗，产地间共有分类单元越多。节点和连线按地理区域进行颜色编码

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2026-10
基因组和化石证据破解“古翅类难题”，揭示有翅昆虫起源和早期演化
近日，中国科学院南京地质古生物研究所中生代陆地生态系统研究中心蔡晨阳团队联合南京师范大学生命科学学院教授周长发团队，充分发挥自身研究专长，利用我国丰富多样的现生蜉蝣物种，结合最新的系统发育基因组学和分歧时间估算等分析手段，聚焦有翅昆虫早期辐射演化研究，重点解决悬而未决的“古翅类难题”，提出了这一难题的最新有力答案，并描绘出一幅时间和谱系均清晰完整的昆虫起源与早期演化图景。相关研究成果发表于国际顶尖学术刊物《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。昆虫是地球上物种多样性最高的动物类群，目前全球已正式命名的昆虫超过100万种，这与它们具翅、能飞有直接的关系。有翅昆虫（Pterygota）的起源与早期演化，长期以来是陆地生物演化中最具变革性的重大事件。然而，关于有翅昆虫的起源时间以及三类有翅昆虫（蜉蝣目Ephemeroptera、蜻蜓目Odonata和翅可折叠的新翅类Neoptera）之间的系统发育关系却长期悬而未决（图1），这一“古翅类难题”（Palaeoptera Problem）困扰了昆虫学家百余年之久，是昆虫生命之树研究中待解科学谜题之一。近日，中国科学院南京地质古生物研究所中生代陆地生态系统研究中心蔡晨阳团队联合南京师范大学生命科学学院教授周长发团队，充分发挥自身研究专长，利用我国丰富多样的现生蜉蝣物种，结合最新的系统发育基因组学和分歧时间估算等分析手段，聚焦有翅昆虫早期辐射演化研究，重点解决悬而未决的“古翅类难题”，提出了这一难题的最新有力答案，并描绘出一幅时间和谱系均清晰完整的昆虫起源与早期演化图景。相关研究成果发表于国际顶尖学术刊物《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。该研究成果主要包含以下四方面的创新突破：（1）新测定了我国16种蜉蝣基因组，实现规模化类群覆盖。本研究整合了一百余种昆虫的基因组与转录组数据，并首次测定了16种我国蜉蝣全基因组，使此前长期取样不足的这一关键类群首次获得规模化覆盖，极大弥补了此前研究的类群与基因数据不足。（2）古翅类单系性获得多重证据支持，基本解决古翅类难题。多种系统发育基因组学分析方法下的多重结果都一致支持古翅类的单系性，即基因组证据明显支持蜉蝣目与蜻蜓目互为姊妹群，它们一起构成的“古翅类”才是新翅类的姐妹支系（图2）。它也充分表明，“古翅类”不能折叠的翅与新翅类能够折叠的翅都是在原始古昆虫的基础上分别获得的新性状。（3）利用信号解剖与数据模拟分析法，揭示原有研究的不足。本研究还基于通用单拷贝直系同源核基因，构建了两套氨基酸超大矩阵；并综合应用串联法与溯祖法、多种演化模型、拓扑检验、基因位点级信号解剖以及数据模拟分析，对系统发育信号进行了系统检验。结果显示，在早期有翅昆虫快速辐射所经历的“历史湍流”中，不完全谱系分选（Incomplete lineage sorting, ILS）与基因树估计误差（Gene Tree Estimation Error, GTEE）的共同作用（图3），使多达约40%的基因树与物种树不一致，从而让不同分析方法“各执一词”。这解释了前人基于组学数据的研究为什么不能完全解决古翅类系统发育关系问题。（4）结合现有昆虫化石与分子钟数据，更新有翅类起源时间。研究精心选取了13个化石校准点。分子钟结果显示，冠群有翅昆虫（Pterygota）可追溯至早泥盆世，古翅类冠群则起源于晚泥盆世（图4）。昆虫翅只演化一次；其中新翅类依靠独立的第三腋片旋转，可将后翅折叠覆盖到腹部的机制，为石炭纪之后新翅类的爆发式辐射奠定了生理与生态基础。相比之下，蜉蝣与蜻蜓各自演化出高度特化的刚性翅基结构，以支撑其滑翔或高速捕食式飞行。本研究成功破解了困扰学界百余年的“古翅类难题”，厘清了蜉蝣目、蜻蜓目以及可折翅新翅类昆虫之间的亲缘关系。结合串联法、溯祖法以及多组拓扑检验、信号解析与模拟分析，为古翅类单系假说提供了强有力证据。研究展现了有翅昆虫的早期演化图景：有翅昆虫分化之后，古翅类与新翅类迅速走向不同的演化道路、占据不同生态位。新翅类演化出独特的翅折叠机制，而古翅类则特化出刚性翅基，实现了高性能的直接飞行，最终共同塑造了当今自然界有翅昆虫的飞行和多样性格局。本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、博士后科学基金项目的资助。南京师范大学生命科学学院杜诗雨博士后（南京古生物所联合培养博士）、南京古生物所王业浩博士生为论文第一作者；蔡晨阳、周长发为论文通讯作者；南京农业大学教授张峰，美国自然历史博物馆Michael S. Engel博士，南京师范大学生命科学学院郑徐弘毅和龚德文博士生参与了该研究。论文相关信息：Du, S., Wang, Y., Zhang, F., Engel, M. S., Zheng, X., Gong, D., Zhou, C., Cai, C. (2026). Phylogenomics confirms Palaeoptera monophyly and illuminates the origin of winged insects. Proceedings of the National Academy of Sciences, https://doi.org/10.1073/pnas.2614706123.图1.有翅昆虫演化早期分化的三种假说。(A) 古翅类假说(H1): [[蜉蝣目 + 蜻蜓目] + 新翅类]。(B) 交叉翅类假说(H2，Chiastomyaria): [蜻蜓目 + [蜉蝣目 + 新翅类]]。(C) 后翅类假说(H3，Metapterygota):[蜉蝣目 + [蜻蜓目 + 新翅类]]图2.有翅昆虫系统发育树。基于矩阵1、采用CAT-PMSF分子进化模型推导得到的核心拓扑结构图3.不完全谱系分选和基因树系统误差分析图4.有翅昆虫分歧时间估计

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2026-10
5亿年前藻类也有“带盖保险箱”？寒武纪早期多细胞藻类繁殖策略揭秘
近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员殷宗军领衔的联合团队，在陕西西乡早寒武世宽川铺生物群中找到答案。他们发现一种保存精美的多细胞藻类新属新种——具盖多孔球藻（Polyostiosphaera operculata），并用高精度显微CT给它做了“三维体检”。成果以封面论文发表于《英国皇家学会学报B辑》（Proceedings of the Royal Society B）。寒武纪大爆发常被看作动物的“高光时刻”：5亿多年前海洋里突然涌现出各种捕食者、滤食者，食物网急速复杂化。但一个问题长期被忽略——作为海洋食物链基座的浮游藻类，面对越来越大的摄食压力，只能被动挨吃吗？近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员殷宗军领衔的联合团队，在陕西西乡早寒武世宽川铺生物群中找到答案。他们发现一种保存精美的多细胞藻类新属新种——具盖多孔球藻（Polyostiosphaera operculata），并用高精度显微CT给它做了“三维体检”。成果以封面论文发表于《英国皇家学会学报B辑》（Proceedings of the Royal Society B）。这种微体化石只有约0.5—0.85毫米，却藏着精巧结构：最外层是许多小细胞疏松排列成的中空球状囊包；内部是约200—500个较大细胞组成的细胞群；保存最好的标本中，两层之间还有一层不具细胞结构的膜。囊包表面分布着规则圆孔，部分孔口被带同心环纹的塞状孔盖严密封闭，就像一排微型“舱门”。细胞大小统计显示，外层小细胞和内层大细胞呈明显双峰分布，说明它们已发生空间与功能分化。研究推测，外层小细胞承担保护和维持结构的功能，相当于体细胞/营养细胞；内层大细胞则是生殖细胞或繁殖体。当繁殖体成熟，孔盖可能脱落，形成通往外界的通道，让繁殖体“排队出门”，而不必撕裂整个母体囊包。这使分阶段、多次释放繁殖体在解剖学上成为可能；不过论文也强调，化石尚未直接证明同一个体确实多次繁殖，释放后的发育过程仍未知。为了评估它的复杂程度，团队用27个表型特征，将具盖多孔球藻与寒武纪多细胞藻类及现生团藻科比较。结果显示，它的复杂度高于同时代多数藻类，在可保存的细胞分化和繁殖结构上，接近高度组织化的团藻。但它并非团藻的直接祖先，而是一个功能比较对象。为什么早期藻类要“投资”如此复杂的生殖细胞释放系统？研究提出，这是一种生活史权衡的产物。寒武纪动物消费者大量出现，摄食压力上升，海水环境也频繁波动。保护性外层和孔盖虽然耗能，却能保护脆弱的繁殖体，并可能调节释放时机、分散繁殖风险。具盖多孔球藻因此表明，寒武纪初级生产者不是背景板，而是生态变化的积极参与者；消费者与生产者的互动，可能不仅决定“谁吃谁”，也影响“何时、如何繁殖”。论文第一作者为南京古生物所与贵州大学联合培养博士生陈栎蓉，殷宗军为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和贵州省科技基金的资助。南京古生物所吴素萍提供了显微CT实验技术支持，谭超绘制了科学艺术复原图。论文相关信息：Chen L, Yin Z, Liu W, Xiang K, Qin S, Yang X, Li G, Zhu M. 2026 Complex reproduction reflects life-history trade-offs in early Cambrian multicellular algae. Proc. R. Soc. B 293: 20261709. https://doi.org/10.1098/rspb.2026.1709.Polyostiosphaera operculata gen. et sp. nov. 正模标本三维结构与解剖图Polyostiosphaera operculata gen. et sp. nov. 副模标本三维结构与解剖图Polyostiosphaera operculata gen. et sp. nov. 繁殖过程的艺术重建与期刊封面现生团藻科和寒武纪早期多细胞藻类的形态复杂性对比

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2026-10
岩石磁学与三氧同位素揭示磁铁矿形成的温度和流体来源
近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员张勇参与的国际合作团队以塞浦路斯Troodos蛇绿岩为研究对象（图1），将岩石磁学、三氧同位素、矿物学和主量元素分析相结合，不仅识别了不同构造阶段的蛇纹石化过程，而且建立了流体来源、反应温度、Fe重新分配、磁铁矿形成与岩石磁性之间的联系，为认识化学重磁化过程中次生磁性矿物的形成机制提供了新的约束。相关研究成果发表在国际地学期刊《地质学》（Geology）上。岩石形成后，其原生磁记录常受到成岩、构造和流体活动的改造，形成次生磁化记录，即重磁化。其中，由流体–岩石反应及新生磁性矿物形成产生的化学重磁化（Chemical Remagnetization, CRM），不仅可能改写岩石的原生古地磁记录，也可以记录后期构造、成岩和流体活动。因此，认识化学重磁化的形成机制，不仅需要回答磁记录“何时获得”，还需要进一步回答：携带这些磁记录的次生磁性矿物为什么形成？它们形成于怎样的流体来源、温度和流体-岩石反应条件？磁铁矿是自然界中重要的剩磁载体，其形成与流体-岩石反应过程中Fe的迁移和重新分配密切相关。蛇纹石化是能够产生大量次生磁铁矿的典型流体-岩石反应过程，为认识磁性矿物形成的物理化学条件提供了天然实验室。然而，以往研究尚缺乏将同一样品的反应温度、Fe重新分配、磁铁矿形成和岩石磁性直接联系起来的系统约束。此外，流体来源和反应温度的识别也将促进我们理解蛇纹石化发生于洋中脊形成阶段，还是后期俯冲环境。近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员张勇参与的国际合作团队以塞浦路斯Troodos蛇绿岩为研究对象（图1），将岩石磁学、三氧同位素、矿物学和主量元素分析相结合，不仅识别了不同构造阶段的蛇纹石化过程，而且建立了流体来源、反应温度、Fe重新分配、磁铁矿形成与岩石磁性之间的联系，为认识化学重磁化过程中次生磁性矿物的形成机制提供了新的约束。相关研究成果发表在国际地学期刊《地质学》（Geology）上。1. 岩石磁学与三氧同位素识别不同阶段的流体–岩石反应蛇绿岩从洋中脊形成到俯冲及最终就位的过程中，可经历多阶段蛇纹石化，不同时期的流体-岩石反应记录容易相互叠加，因而难以区分其形成环境。研究团队结合岩石磁学与三氧同位素分析，利用δ18O约束反应温度、Δ‘17O示踪可能的流体来源，并结合磁铁矿含量和岩石磁性，识别不同阶段的蛇纹石化过程。结果表明，Troodos蛇绿岩记录了两类具有明显不同温度和磁学特征的蛇纹石化过程：Cumulate-STTFZ带主要经历约200–310°C的海水相关蛇纹石化，具有较高的磁铁矿含量、磁化率和天然剩磁强度；Olympus-Artemis带则主要记录约150–220°C、与俯冲板片来源流体有关的低温蛇纹石化，其磁铁矿含量和岩石磁性明显较弱（图2）。结合古地磁和区域构造资料，这两类蛇纹石化分别记录了洋中脊形成阶段和后期俯冲环境下的流体–岩石相互作用。2. 温度控制Fe重新分配与磁铁矿形成研究发现，蛇纹石化温度与磁铁矿形成存在显著的定量关系。随着温度升高，岩石磁化率和磁铁矿含量在约200–220°C以上快速增加。在较低温度下，Fe主要保留于富Fe蛇纹石中，限制了磁铁矿形成；在较高温度下，Fe从蛇纹石中重新分配，伴随贫Fe蛇纹石及更多磁铁矿的形成。因此，约200–220°C代表了该体系中Fe重新分配和磁铁矿形成的重要温度转换区间。这一发现将反应温度、Fe元素行为、磁铁矿形成与岩石磁性建立了定量联系，表明即使发生流体–岩石反应，不同温度条件下形成的磁性矿物及其磁学响应也可能存在显著差异（图3）。3. 从磁铁矿形成认识化学重磁化机理化学重磁化的产生，要求后期地质过程中形成能够携带稳定剩磁的次生磁性矿物。因此，流体活动本身并不必然产生明显的化学重磁化；流体–岩石反应发生时的流体来源、温度以及元素迁移和矿物反应过程，均可能影响磁性矿物的形成及其磁学性质。本研究表明，在蛇纹石化这一典型流体–岩石反应体系中，温度通过控制Fe在蛇纹石和磁铁矿之间的重新分配，直接影响次生磁铁矿的形成和岩石磁性的增强。这一发现为认识流体活动如何通过矿物化学反应改变岩石磁性提供了新的证据，也为理解化学重磁化的形成条件提供了重要启示。该研究进一步表明，重磁化研究可以从传统的“识别重磁化和确定磁记录形成时代”，拓展到“认识磁性矿物形成的物理化学机制”。将岩石磁学和古地磁学与稳定同位素、矿物学及地球化学相结合，有望进一步约束次生磁性矿物在何种流体来源、温度和流体–岩石反应条件下形成，从而为利用化学重磁化追踪断裂带、沉积盆地、造山带和成矿系统中的古流体活动提供新的研究思路。中国科学院南京地质古生物研究所副研究员张勇为论文通讯作者，中国科学院地质与地球物理研究所齐亮博士和南京大学武广辉博士为共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金等资助。论文相关信息：Qi, L.#, Wu, G.#, Muxworthy, A.R., Cao, X., Yang, X., Allerton, S., and Zhang, Y.*, 2026. From ridge to subduction zone: Dual-temperature serpentinization of the ophiolitic mantle revealed by triple oxygen isotopes and magnetite formation. Geology. https://doi.org/10.1130/G54915.1. 图1 采样的位置和基本地质背景图2 矿物的扫描电镜，地球化学，和岩石磁学结果图3 温度，磁铁矿形成和铁行为的关系图

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2026-10
侏罗纪巨型双尾虫揭示六足动物演化重要阶段
近期，中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄迪颖团队在我国内蒙古道虎沟生物群（距今约1.65亿年的中侏罗世）中发表了一类罕见的巨型双尾虫化石（图1），将其命名为中华巨铗𧈢（Sinojapyx giganteus），并据此建立了一个新科——中华铗𧈢科（Sinojapygidae）。该发现为双尾虫演化历史提供了新的形态学材料，也为重新审视六足动物口器演化和侏罗纪土壤生态系统提供了重要线索。相关成果已在线发表于国际期刊《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B）。双尾纲（Diplura）是一类非昆虫的六足动物，与弹尾纲、原尾纲共同构成六足动物早期分化的主要支系。双尾虫被认为与昆虫的亲缘关系密切，是理解昆虫起源与早期演化的重要参考类群。我国四川所产的伟铗𧈢属于国家二级重点保护野生动物。双尾虫广泛分布于多种生态系统，从洞穴、土壤等地下生境到地表枯落物层均有其踪迹，在土壤生态系统中发挥作用。该类群最显著的特征之一是腹部末端高度特化的尾须。由于双尾虫体壁轻质、骨化程度较低，且主要生活于地下环境，形成化石的难度较大，因此其化石记录极为稀少，过去已知最古老的双尾虫化石记录发现于巴西早白垩世地层中。近期，中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄迪颖团队在我国内蒙古道虎沟生物群（距今约1.65亿年的中侏罗世）中发表了一类罕见的巨型双尾虫化石（图1），将其命名为中华巨铗𧈢（Sinojapyx giganteus），并据此建立了一个新科——中华铗𧈢科（Sinojapygidae）。该发现为双尾虫演化历史提供了新的形态学材料，也为重新审视六足动物口器演化和侏罗纪土壤生态系统提供了重要线索。相关成果已在线发表于国际期刊《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B）。1. 口器演化：内颚式或非单一起源六足动物包括常见的昆虫纲，以及原尾纲、弹尾纲和双尾纲等早期分化类群。传统观点认为，除昆虫具有外露的口器（外颚式，Ectognathy）外，其余三个非昆虫类群的口器均包藏于头壳之内（内颚式，Entognathy），因而曾被归入“内口纲”（Entognatha）。然而，本次发现的中华巨铗𧈢虽具备典型的双尾虫特征（图1），但其口器却呈现出外颚式的原始形态（尤其是上颚部分外露）（图2）。研究团队提出：六足动物的共同祖先应该具有外颚式口器，而“内颚式”状态在非昆虫六足动物的三大类群中可能并非同源，更可能是各自独立演化的结果。2. 钳状尾须的“演化中间型”与捕食武器演进双尾虫中最具代表性的类群之一——铗𧈢总科（Japygoidea），以其尾部特化的坚硬尾钳（钳状尾须）而著称，通常被认为用于捕食和防御。系统发育分析研究表明，中华巨铗𧈢属于现生铗𧈢总科的干群代表（图3）。与现代铗𧈢高度特化、内侧带齿的尾钳以及腹节紧密愈合的特点不同，侏罗纪巨型双尾虫的尾钳左右对称，内侧光滑无齿，腹部末端也未出现明显缩短或高度骨化。这一形态组合提示，该化石可能代表了双尾虫尾须从“感应器官”向“高效抓捕武器”演化过程中的过渡形态，揭示了一场历经数亿年的“捕食者与猎物”协同演化的军备竞赛（图3）。3. 体型超5厘米！是侏罗纪地下生态系统的“顶级猎手”现生双尾虫大多体型微小（通常小于2厘米），隐居于土壤深层。而中华巨铗𧈢的体长超过5厘米，比绝大多数现生双尾虫更为庞大，是目前全球已知确切的最古老、也是体型最大的双尾虫化石。研究团队指出，侏罗纪巨型双尾虫拥有极为强壮、带剧烈弯曲大齿的上颚，以及粗壮的尾钳。在1.65亿年前温暖潮湿的道虎沟森林土壤中，这类巨型双尾虫很可能扮演了类似现代蜈蚣或蝎子的角色——它们隐蔽在枯枝落叶层或土壤缝隙中，依靠强有力的尾钳和上颚伏击过往的小型无脊椎动物，占据了当时侏罗纪土壤食物网的金字塔顶端（图4）。值得一提的是，道虎沟生物群虽已产出数以十万计的昆虫化石，但双尾虫化石此前从未被发现。本次研究的标本发现于20年前，团队历时数十年野外工作、筛查数十万件标本，仅发现这一件双尾虫标本。该成果也是古生物所现代生态系统起源研究团队围绕六足动物起源与演化的系统性研究之一，此前该团队已在道虎沟生物群报道了最早的跳蚤、纺足目和螳䗛目的化石纪录。西班牙瓦伦西亚大学的学者参与了本项研究。本研究得到国家重点研发计划等项目的资助。论文相关信息：Wang Y, Cai C, Sánchez-García A, Sendra A, Huang D. 2026. A giant Jurassic hunter: the earliest dipluran and its implications for hexapod body pattern evolution. Proc. R. Soc. B 293: 20261207. https://doi.org/10.1098/rspb.2026.1207.图1 中华巨铗𧈢整体形态图2 中华巨铗𧈢正模标本细节及其与现生类群的对比图3 双尾纲的系统发育与演化图景图4 中华巨铗𧈢的古生态复原图

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2026-10
华南早志留世生物礁灭绝后复苏研究取得系列进展
近期，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员李启剑等与曲阜师范大学、贵州省地质调查院、英国布鲁内尔大学及德国埃尔朗根-纽伦堡大学等国内外科研人员合作，通过综合牙形类生物地层、碳同位素化学地层、生物礁沉积记录及区域古地理资料，对华南奥陶纪末大灭绝之后生物礁的复苏过程开展系列研究。相关研究成果分别发表于国际期刊《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）和《历史生物学》（Historical Biology）。奥陶纪末大灭绝（Late Ordovician Mass Extinction, LOME）是显生宙“五大”生物集群灭绝事件之一，后生动物生物礁在大灭绝期间受到显著冲击，其数量和地理分布在早志留世明显减少。因此，大灭绝之后生物礁何时开始重建、何时恢复至较大规模，以及生物礁复苏与同期海洋环境变化之间存在怎样的相互作用，是认识大灭绝后海洋生态系统恢复过程的重要科学问题。华南保存了丰富的早志留世碳酸盐岩和生物礁记录，是研究奥陶纪末大灭绝后生物礁生态系统重建过程的关键地区。然而，由于早志留世碳酸盐岩中可用于精确对比的化石记录相对有限，长期以来华南早志留世生物礁的时代缺乏高精度约束，也制约了不同古地理单元之间生物礁复苏过程的比较。近期，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员李启剑等与曲阜师范大学、贵州省地质调查院、英国布鲁内尔大学及德国埃尔朗根-纽伦堡大学等国内外科研人员合作，通过综合牙形类生物地层、碳同位素化学地层、生物礁沉积记录及区域古地理资料，对华南奥陶纪末大灭绝之后生物礁的复苏过程开展系列研究。相关研究成果分别发表于国际期刊《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）和《历史生物学》（Historical Biology）。研究不仅重新厘定了华南最早的后奥陶纪生物礁复苏时间，而且揭示了从早埃隆期局部生物礁重新出现，到晚埃隆期生物礁广泛扩张的阶段性恢复过程。进一步研究发现，晚埃隆期大规模生物礁的发育还可能改变扬子台地水体交换方式，从而控制同期碳同位素漂移幅度的空间变化。相关成果为认识大灭绝后复杂海洋生态系统的重建过程及其与海洋环境之间的反馈提供了新的证据。（1）综合地层学重新厘定华南奥陶纪末大灭绝后的生物礁复苏时间华南早志留世香树园组和石牛栏组发育丰富的浅水碳酸盐岩，并保存了奥陶纪末大灭绝之后重要的后生动物生物礁记录，但长期以来这些碳酸盐岩地层缺乏高精度年代约束。科研人员首先对贵州白沙筷子山和水坝塘羊蹬剖面开展了系统的碳同位素地层学和牙形类生物地层学研究，建立了华南中鲁丹期至晚埃隆期高分辨率碳同位素地层框架。研究在香树园组中识别出早埃隆期碳同位素正漂移（Carbon Isotope Excursion, CIE），并结合牙形类等生物地层证据，将香树园组的时代限定为中鲁丹期至早—中埃隆期之交；同时，在石牛栏组中识别出早、晚两次埃隆期碳同位素正漂移，将其时代进一步限定为早至晚埃隆期。在这一综合地层框架下（图1），研究进一步对华南早志留世生物礁进行了时间标定。结果显示，香树园组顶部此前报道的珊瑚—层孔海绵礁形成于早—中埃隆期之交，但这一时期生物礁在扬子台地上的分布仍高度局限；相比之下，石牛栏组生物礁在晚埃隆期已经广泛发育。进一步与劳伦大陆同期纪录比较发现，华南石牛栏组与劳伦大陆Minier组广泛分布的后生动物礁大致同期，表明到晚埃隆期，奥陶纪末大灭绝之后的生物礁生态系统已在全球尺度上实现较为广泛的恢复。（2）发现华南目前已知最早的奥陶纪末大灭绝后后生动物礁，将区域生物礁复苏提前至早埃隆期在上述年代地层框架基础上，科研人员进一步在贵州思南杜林剖面香树园组发现一处新的珊瑚礁。该礁体呈透镜状，宽约4.5米、厚约0.4米，以群体珊瑚为主要造礁生物，包括泡沫珊瑚类、扭心珊瑚类、蜂巢珊瑚类以及少量日射珊瑚类，并伴有少量单体四射珊瑚（图2）。研究综合碳同位素化学地层、牙形类和腕足动物等生物地层证据发现，该礁体位于早埃隆期碳同位素正漂移峰值之上，同时处于牙形类Ozarkodina obesa生物带内，据此将礁体精确限定于早埃隆期。这一发现将华南此前认为始于中埃隆期的奥陶纪末大灭绝后生物礁复苏时间进一步提前，使其成为目前华南已知时代最早的后奥陶纪后生动物礁。值得注意的是，早志留世不同古大陆的生物礁并非同步恢复。目前波罗的大陆在鲁丹期已经出现小型后生动物礁，而华南目前最早的明确记录为早埃隆期，劳伦大陆则直到晚埃隆期才出现明确的大规模礁体恢复记录。这表明奥陶纪末大灭绝之后的生物礁重建并不是一个全球同步发生的过程，而具有明显的古地理异质性和阶段性，可能受到不同古大陆区域环境和生态条件的共同控制。（3）晚埃隆期生物礁大规模复苏可能重塑扬子台地水体循环，并控制碳同位素漂移的空间表达在厘清生物礁恢复时间的基础上，科研人员进一步将研究从“生物礁何时恢复”拓展到“恢复后的生物礁如何反过来影响海洋环境”。通过对贵州石阡屯坪、凤冈洞卡拉和水坝塘羊石山等多个不同古地理位置剖面开展碳同位素和牙形类研究，并与已有剖面进行区域对比，发现早、晚埃隆期两次碳同位素正漂移在扬子台地具有截然不同的空间变化模式。其中，早埃隆期碳同位素正漂移的峰值在整个台地范围内较为稳定，约为2.4–2.7‰；而晚埃隆期碳同位素正漂移则表现出明显的向盆地方向幅度降低趋势，由台地内部的约3.5–3.8‰逐渐降低至台地边缘的约2.6‰。这一现象说明，即使是具有全球意义的碳循环扰动，其在浅海碳酸盐岩中的记录幅度也可能受到区域古地理和水体交换条件的显著调节。研究认为，两次碳同位素漂移空间模式的差异与生物礁复苏程度密切相关。早埃隆期，扬子台地边缘尚未形成连续、广泛分布的生物礁带，台地内部与外海之间水体交换相对充分，因此不同沉积环境中的δ13C值较为均一。至晚埃隆期，随着后生动物礁在台地边缘大规模扩张，广泛发育的礁体可能形成重要的古地貌屏障（图3），限制台地内部与外海之间的水体交换，使富含δ13C的表层水在台地内部具有更长的停留时间，从而形成由台地内部向台地边缘逐渐降低的δ13C梯度。这一结果进一步表明，奥陶纪末大灭绝之后生物礁的复苏并不仅仅是海洋生态系统恢复的“被动记录者”。随着晚埃隆期生物礁规模和空间分布的显著扩大，礁体本身可能通过改变碳酸盐台地地貌、水体交换和海水停留时间，对区域海洋环境乃至全球碳循环事件的地层记录产生重要反馈。因此，利用碳同位素漂移开展跨盆地乃至全球地层对比时，也需要充分考虑生物礁发育、碳酸盐台地结构及水体循环等区域因素对同位素漂移幅度的调制作用。该结果特别强调，这种空间差异并不意味着埃隆期碳同位素事件由局部过程产生，而是全球碳循环信号受到区域水文和古地理条件的叠加改造。上述系列研究勾勒出华南奥陶纪末大灭绝后生物礁生态系统由早埃隆期局部重建，到晚埃隆期广泛复苏，并进一步影响台地水体循环与地球化学记录的完整过程，说明大灭绝后的生态恢复并非简单的生物多样性回升，而是一个涉及生物群落重建、礁体空间扩张以及生物—环境反馈的多阶段过程。系列研究得到国家自然科学基金等项目资助。论文相关信息：Yu, S., Chen, Z., Kershaw, S., Na, L., Wang, S., Liu, S., Wang, Y., Wang, Y., Mao, Y., Deng, X., & Li, Q.* 2026. Platform-scale variability of Aeronian (early Silurian) δ13Ccarb excursions in the South China Block and its implications. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 698, 113962. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2026.113962.Yu, S., Chen, Z., Kershaw, S., & Li, Q.* 2026. Earliest post-Ordovician metazoan reef in South China constrained to the early Aeronian. Historical Biology. https://doi.org/10.1080/08912963.2026.2676029.Yu, S., Wang, S., Chen, Z., Kershaw, S., Munnecke, A., Liu, S., Deng, X., Guo, W., Mao, Y., Wang, Y., & Li, Q.* 2025. Carbon isotope stratigraphy of early Silurian carbonate rocks from the South China Block: Implications for dating post-Ordovician reef recovery. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 678, 113247. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2025.113247.图1. 华南中鲁丹期至晚埃隆期高分辨率碳同位素地层框架（最左侧案例）与同时代研究程度较高板块的案例对比，显示在晚埃隆期的生物礁生态系统已在全球尺度上表现出较为广泛的恢复图2. 贵州思南杜林剖面香树园组的生物礁，显示分枝状复体珊瑚相互堆叠形成礁格架(Am: 包珊瑚; Cy: 泡沫珊瑚; Fa: 蜂巢珊瑚; He: 日射珊瑚)图3. 华南早志留纪扬子台地海洋—气候模式: (A)晚埃隆期碳同位素正漂移(CIE)期间的模式，注意礁体可能形成的古地貌屏障; (B)早埃隆期碳同位素正漂移(CIE)期间的模式

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