科研进展
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华南奥陶纪末主冰期及冰期后的碳酸盐沉积及化石记录华南是全球上奥陶统赫南特阶底界“金钉子”所在地，是奥陶纪末生物大灭绝及其后残存、复苏与再辐射研究的经典地区之一。然而，长期认为区域内赫南特期唯一的碳酸盐岩地层（以观音桥组为代表，常分别下伏和上覆于五峰组和龙马溪组的黑色笔石页岩）代表奥陶纪末主冰期的凉水碳酸盐沉积，而缺失代表冰期后的暖水碳酸盐沉积。这使得其它奥陶-志留系界线地层以碳酸盐沉积为主的地区（主要集中在当时的中、低纬度地区）与“金钉子”地区缺乏可靠的对比，限制了对该时段一系列重要生物事件（即奥陶纪末生物大灭绝及其之后的残存、复苏）的解释。
南京古生物所王光旭博士及其合作者近年来的研究表明，华南奥陶-志留系界线附近是广泛存在奥陶纪末主冰期后暖水碳酸盐沉积的。他们首先揭示了黔东北石阡一带的两系界线附近的碳酸盐沉积属于主冰期后的暖水沉积（即石阡组，这套地层原被归入“观音桥组”，认为代表冰期内的凉水沉积），并报道了其中丰富的壳相生物群，该成果已于2015年在国际地学期刊Newsletters on Stratigraphy上发表。
近期，通过对黔西北部毕节、仁怀一带及黔东北凤冈一带数条奥陶-志留系界线地层剖面的研究，他们进一步发现，这些地区的观音桥组顶部（在凤冈一带则为整个观音桥组）包含有志留纪色彩的暖水型珊瑚动物群，这与其下伏观音桥中下部所产典型的凉水型珊瑚动物群形成鲜明对比，因而表明研究区的观音桥组记录了代表主冰期及冰期后的完整的碳酸盐沉积序列。与此同时，暖水型珊瑚动物群伴生的腕足动物群与下伏的典型赫南特贝动物群明显不同，而且其所在层位具有典型的指示暖水环境的沉积学特征（如鲕粒的存在），这些证据都有力地支持了这一结论。此外，新认识也很好地解释了为什么当时靠近黔中古陆的黔东北凤冈一带仅发育了代表冰期后的珊瑚动物群（即这里的观音桥组仅相当于黔西北毕节、仁怀一带观音桥组的顶部），即受赫南特冰期的影响，靠近古陆的区域在冰期结束后才开始接受暖水型的碳酸盐沉积。
单条剖面上完整记录奥陶纪末冰期及冰期后的碳酸盐沉积在世界范围内实属罕见，它能够在赫南特阶“金钉子”所在地的华南得以确认，其意义更显特殊。这不仅进一步完善了区域内奥陶-志留纪过渡期碳酸盐岩沉积序列，增进壳相化石类群如何在该时段更替的了解，更为重要的是，它有助于实现以碳酸盐沉积为主的低纬度地区与华南的跨区域的精确地层对比，进而为在全球尺度上更精确地理解和评估该时段一系列生物事件及其环境背景提供重要支撑。
相关成果已于近期在国际地学期刊Canadian Journal of Earth Sciences上在线发表。本研究得到国家自然科学基金委、现代古生物学和地层学国家重点实验室的资助。
论文相关信息：Wang G. X., Zhan R. B., Percival I. G. 2016 (published online). New data on Hirnantian (latest Ordovician) postglacial carbonate rocks and fossils in northern Guizhou, Southwest China. Canadian Journal of Earth Sciences, (doi: 10.1139/cjes-2015-0197)
272016-02 -
新疆准噶尔盆地首次发现晚三叠世诺利期化石木材全球中生代化石木材大多集中于侏罗纪和白垩纪，三叠纪的木化石则比较少见。我国西北地区亦是如此，迄今为止，该地区经正式报道的木化石几乎全是二叠纪、侏罗纪和白垩纪的。三叠纪木化石的发现和研究无论是在古植物学还是在古气候学上均具有重要的科学意义。
通过近年来的工作，南京古生物所“准噶尔盆地三叠纪地层研究”课题组的万明礼博士、唐鹏副研究员、王军研究员等首次报道了新疆准噶尔盆地发现的晚三叠世诺利期的一种裸子植物化石木材，命名为准噶尔异木（Xenoxylon junggarensis）。Xenoxylon属植物是中生代陆地生态系统和古气候的重要且有效的生物指示分子之一。综合古植物学和孢粉学的研究资料表明，准噶尔盆地晚三叠世诺利期气候较为温暖、潮湿，并具有季节性变化。经过对同层位的化石木材生长轮年敏感度（AS）和平均敏感度（MS）的统计，结合最新的古地磁资料和植物生理学分析，表明由于该时期准噶尔盆地处于北半球中-高纬度地区，光照强度的季节性减弱，造成植物形成层的活动逐渐减缓并停止，导致木材次生生长过程中形成生长轮。
相关成果近期发表于国际知名地学期刊《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。
本研究得到中国科学院、科技部、国家自然科学基金委，现代古生物学和地层学国家重点实验室以及中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司的资助。
论文相关信息：Wan, M., Zhou, W., Tang, P., Liu, L., Wang, J., 2016. Xenoxylon junggarensis sp. nov., a new gymnospermous fossil wood from the Norian (Triassic) Huangshanjie Formation in northwestern China, and its palaeoclimatic implications. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 441, 679-687.
312016-01 -
中生代双扇蕨科植物研究取得两项新成果双扇蕨科（Dipteridaceae）是真蕨植物的重要代表之一，现生1属（Dipteris）8种，主要分布局限于太平洋西南部、东南亚以及我国台湾、云南等热带或亚热带地区。然而在中生代时期，该科植物广泛分布，是当时全球气候变暖和植物地理区系的重要指示植物。格子蕨属（Clathropteris）是双扇蕨科最具代表性且分布广泛的化石之一，尽管国内外对该化石的羽叶形态学研究较为深入，但长期以来，对繁殖器官解剖构造、原位孢子以及该科化石多样性变化的认识极为有限。
南京古生物所王永栋研究员、博士生李丽琴和周宁等与中外科学家合作，在四川广元晚三叠世地层中详细研究了一种被命名为“倒卵圆形格子蕨”（Clathropteris obovata Oishi）的繁殖器官构造。利用扫描电子显微等技术，通过其化石和现生双扇蕨科植物的比较，揭示了具有保存完美微细构造的繁殖器官结构，包括圆形和卵圆形的孢子囊群，具垂直和斜生环带的孢子囊，以及具有瘤棒状纹饰的原位三缝孢子。这些原位孢子可以与分散孢子属三角块瘤孢属（Converrucosisporites）和三角棒瘤孢属（Conbaculatisporites）进行对比。这是亚洲地区首次报道的格子蕨属繁殖器官构造和原位孢子。与现生Dipteris不同的是，中生代的双扇蕨科化石显示了较高的原位孢子形态复杂性及其变化，对于探究双扇蕨科多样性和演化历史，以及与其它真蕨植物支系的演化链条关系提供了颇为关键的化石证据。该项成果发表于国际学术刊物《植物研究杂志》（Journal of Plant Research）。
除此之外，该团队还对中国中生代双扇蕨科植物的化石记录、多样性变化以及时空分布特征进行了综合分析。研究显示共有6属74个化石记录，并且在南、北两大植物地理区系均有分布，尤其是晚三叠世和早侏罗世时期在南方植物地理区系分布广泛。在中生代时期经历了多样性的发展过程和更替阶段：晚三叠世和早侏罗世气候温暖湿润期多样性较高，自中侏罗世后开始显著降低，并且在白垩纪末期趋于灭绝，目前仅存Dipteris一属。该类植物的多样性变化和时空分布模式与中生代古气候变化密切相关。该项成果在线发表于Palaeoworld 杂志。
本研究得到国家重点基础研究发展计划项目、国家自然科学基金项目、中科院知识创新交叉合作团队项目等共同资助。
论文相关信息：Wang Yongdong *, Li Liqin, Guignard G, Dilcher D L., Xie Xiaoping, Tian Ning, Zhou Ning, Wang Yan, 2015. Fertile structures with in situ spores of a dipterid fern from the Triassic in southern China. Journal of Plant Research, 128: 445-457. Doi: 10.1007/s10265-015-0708-9.
Zhou Ning, Wang Yongdong*, Li Liqin, Zhang Xiaoqing, 2015. Diversity variation and tempo-spatial distribution of the Dipteridaceae ferns in the Mesozoic of China. Palaeoworld212016-01 -
晚二叠世长兴期深水相沉积缺氧事件研究取得新进展全球范围内大缺氧事件被认为是导致二叠纪—三叠纪之交生物大绝灭事件的可能原因之一。南京古生物所晚古生代团队博士后向雷等通过对川北广元上寺剖面二叠纪—三叠纪界限（PTB）附近层段样品进行了铁组分、微量元素研究，发现该剖面沉积水体最缺氧、并富集H2S的层段出现在早长兴阶Clarkina wangi牙形石带上部到C. subcarinata牙形石带中下部，而在C. subcarinata上部至C. changxingensis、C. yini、C. meishanensis和Hindeodus changxingensis等长兴阶中晚期牙形石带，其沉积水体的缺氧程度总体上逐渐减弱，并且紧邻事件层及事件层内，其氧化层段出现频率明显增加。由此可以看出，缺氧事件在上寺剖面与生物大灭绝事件出现的层段不吻合。与此同时，通过对上寺剖面TOC、古生产力相关的微量元素指标的研究，发现早长兴阶最缺氧时期同时也是初级生产力最繁盛的阶段，而在长兴阶中晚期及至整个生物灭绝事件层，初级生产者产生的有机质不足以完全消耗掉沉积水体中的溶解氧，从而有机矿化作用亦不足以维持长时间的深盆缺氧环境。上寺剖面的干酪根氮同位素研究，还发现PTB附近海洋氮循环模式的转变与牙形石氧同位素记录的海水升温事件具有较好的同步性。这一现象表明PTB附近的全球升温事件所引发的大洋循环模式和速率的变化，深刻改变了这一时期古特提斯洋的氮循环模式、海洋生态系统的营养结构及食物链。
相关成果发表在国际知名期刊《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology），本研究得到了国家自然科学基金的支持。
相关论文信息：Lei Xiang, S.D. Schoepfer, Hua Zhang？, Dong-xun Yuan, Chang-qun Cao, Quan-feng Zheng, C.M. Henderson, Shu-zhong Shen, 2016. Oceanic redox evolution across the end-Permian mass extinction at Shangsi, South China. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. http://dx.doi.org/10.1016/j.palaeo.2015.10.046072016-01 -
缅甸琥珀中发现拟寄生性虻类昆虫的拟寄生行为是一种特殊的捕食行为，分为内拟寄生和外拟寄生。内拟寄生昆虫一般会将卵产入寄主体内，卵在寄主体内孵化并在一定阶段以寄主为食，并通常会导致寄主的死亡。拟寄生行为是昆虫演化史上一个重要的创新，代表了陆地生态系统中一种新的取食模式。拟寄生昆虫在生物链中扮演了重要角色，也被广泛应用到害虫防治工作。早侏罗世的蜂类是被广泛认可的最早的拟寄生性昆虫。此外，一些白垩纪捻翅目和鞘翅目幼虫也被认为是拟寄生性昆虫。尽管现今双翅目昆虫的许多类群都具有拟寄生行为，但明确的中生代拟寄生性双翅目化石非常罕见。
最近，南京古生物所硕士研究生张青青在王博副研究员和张俊峰研究员指导下，在白垩纪缅甸琥珀中发现了拟寄生的虻类昆虫，属于双翅目独须虻科，将其命名为“夏氏针虻”。
针虻体长约1厘米，复眼极为发达，触角退化；胸部短小且凸起，小盾片小，后足极长，跗节为特化的三趾状结构；腹部细长，产卵器细长针状。针虻复眼很大，约占据头部的整个面积，小眼瘤也较为发达，表明该类群的视力极为发达；其口器简单，最可能取食植物蜜露；前、中、后足跗节均特化成三趾状结构，用于抱握住寄主；腹部第八和第九腹节特化成细长的尾针，尾针长度约占腹部长度的1/4，表明该类群为拟寄生性昆虫。成虫依靠视力发现并锁定寄主，通过特化的三趾状的爪抱握住寄主，将尾针插入寄主体内进行产卵。
独须虻科先前在我国中生代地层已经多次报道，但其生态行为仍存在较大争议。本次发现的针虻是独须虻科最年轻的化石记录，其高度发达的针筒状产卵器和特化的三趾状的爪为其拟寄生习性提供了坚实证据。本研究表明独须虻科至少在侏罗纪就演化出了拟寄生行为和相应的形态适应。研究结果为中侏罗到晚白垩的拟寄生昆虫的大分化假说提供了有力的证据。研究成果于2015年12月30日发表于国际综合性刊物The Science of Nature (原名Naturwissenschaften)。
本项研究得到中国科学院、科技部、国家自然科学基金委和现代古生物学和地层学国家重点实验室的资助。
相关论文：Qingqing Zhang, Junfeng Zhang, Yitao Feng, Haichun Zhang, Bo Wang (2015) An endoparasitoid Cretaceous fly and the evolution of parasitoidism. The Science of Nature, 103:2. doi: 10.1007/s00114-015-1327-y.042016-01 -
辽西建昌地区发现新的侏罗纪木化石木化石是植物化石的重要组成部分并保存有植物木材解剖结构，在探究地质历史时期植物群的组成特征、植物演化历史以及陆相古气候重建等方面发挥着重要作用。辽西地区侏罗纪髫髻山组地层分布广泛，被认为是中国北方最重要的侏罗纪化石库之一。辽西髫髻山组以前报道的木化石多发现自北票地区，而作为著名的赫氏近鸟龙和真兽类哺乳动物等重要珍稀化石产地的建昌地区，在髫髻山组尚未有木化石的系统研究和公开报道。
近日，《中国科学－地球科学》（英文版）(Science China－Earth Sciences)发表了由南京古生物所王永栋研究员、沈阳师范大学田宁博士及南京古生物所研究生谢奥威和李丽琴等共同完成的有关辽西建昌地区侏罗纪木化石新发现的研究论文。该论文通过系统解剖学研究，首次报道了辽西建昌玲珑塔地区髫髻山组发现的解剖构造保存完好的两个木化石类群，即裴德异木（Xenoxylon peidense Zheng et Zhang）和建昌原始落羽杉型木（新种）（Protaxodioxylon jianchangense sp. nov. Tian et Wang），并为深入探讨辽西侏罗纪中晚期古气候特征及其变化提供了十分难得的化石证据。这是王永栋领导的中生代植物与环境创新交叉团队在我国辽西中生代木化石研究领域所取得的一项新成果。
这项新发现进一步丰富了对髫髻山组矿化森林植物多样性组成的认识。迄今为止，包括建昌在内的辽西地区髫髻山组产出的异木属化石达到了4种，包括以前在北票等地报道的河北异木、宽孔异木、叶枝杉型异木和本次新发现的裴德异木，表明该属植物在辽西髫髻山组沉积时期十分繁盛，具有较高的多样性，显示辽西地区在中－晚侏罗之交可能是异木属的辐射演化中心之一。由于异木属化石被认为是温凉、潮湿气候的指示性植物，它们的出现表明该地区在侏罗纪中晚期具有短期温凉湿润气候以及季节性的波动变化，这也为探究燕辽生物群伴生带羽毛恐龙动物与气候生态的适应关系提供了古植物学证据。
本研究得到国家重点基础研究发展计划项目、国家自然科学基金项目、中科院知识创新交叉合作团队项目等共同资助。
论文相关信息：Tian N, Xie A W, Wang Y D*, Jiang Z K, Li L Q, Yin Y L, Zhu Z P, Wang J J. 2015. New records of Jurassic petrified wood in Jianchang of western Liaoning, China and their palaeoclimate implications. Science China: Earth Sciences, 58: 2154–2164, doi: 10.1007/s11430-015-5208-1.242015-12 -
早寒武世地层发现最古老的动吻动物化石——始祖动吻虫动吻动物门与兜甲动物门、腮曳动物门、线虫动物门、线形动物门、有爪动物门、缓步动物门和节肢动物门共同构成动物界最庞大的分支，即蜕皮动物。动吻动物门是一类较小型底栖生物，终生在海洋中生活，大约有240个现生种，迄今为止，没有化石记录，它的起源和演化一直是个谜。
近日，由南京古生物所张华侨副研究员、美国弗吉尼亚理工大学肖书海教授和长安大学刘云焕教授等组成的联合研究团队在川北和陕南早寒武世（5.35亿年前）地层中发现了三维磷酸盐化保存的新的动物化石。这些新化石是早期的动吻动物，代表着动吻动物门在整个地质历史中已知的唯一的化石记录。其中一种命名为珍稀始祖动吻虫（Eokinorhynchus rarus），它的名字表明其稀缺性和与现生动吻动物之间的关系。它约2毫米长，有20个体节，每个体节上布满一圈（约20–40个）长方形的小骨板，有五对较大的具刺骨板对称分布，腹部有一个单独的具刺大骨板，每个大骨板横跨2–3个体节，有较多空心的刺随机分布在体节上。
始祖动吻虫与现生的动吻动物形态相似，表明它们之间有较近的演化关系。例如，始祖动吻虫与现生的动吻动物的躯干上都有空心的刺，体节数目少而且宽，体节上覆盖骨板。它们之间也有较大的差别，例如现生的动吻动物只有11个体节，刺较小，而始祖动吻虫有20个体节，骨板和刺都更大。因此，本研究认为始祖动吻虫属于动吻动物门的祖先类型，是该门类的第一个化石种。同时也表明，动吻动物门在寒武纪早期就已经出现，为“寒武纪大爆发”新添了一个动物门类。
该研究成果于11月26日发表于Nature的子期刊Scientific Reports。
论文相关信息：Huaqiao Zhang, Shuhai Xiao, Yunhuan Liu, Xunlai Yuan, Bin Wan, A. D. Muscente, Tiequan Shao, Hao Gong & Guohua Cao, 2015. Armored kinorhynch-like scalidophoran animals from the early Cambrian. Scientific Reports. Doi: 10.1038/srep16521.302015-11 -
浙江常山发现最早的含串管海绵微生物礁串管海绵（sphinctozoan）在二叠纪-三叠纪曾是重要的造礁生物，在现代珊瑚礁的洞穴内也能找到。虽然此类化石可以追溯到寒武纪，并在奥陶系快速多样化，但是其造礁能力在早古生代一直被认为十分有限，仅在晚志留纪有与叠层石共同造礁的报道。奥陶系的串管海绵在澳大利亚、阿拉斯加、美国加尼福尼亚州、哈萨克斯坦和我国陕西及新疆等地都有记录，常常在岛弧相关环境中产出，然而至今并无确切的证据表明串管海绵在奥陶系海洋中参与造礁。
近年来，南京古生物所李越研究员研究团队联合德国埃尔朗根大学的同行对浙江省常山县境内的大型微生物礁进行了系统采样，并在野外定量统计和收集造礁生物组成的数据。在实验室内，则采取大规模磨制抛光面并有针对性地配合显微薄片的研究方法，结合相关地区的地层学、岩石学、沉积学、地球化学和区域构造等方面的最新进展，对礁体的构建方式、造礁群落构成、古生态和古环境等进行了多方面的研究和探讨。
研究表明，常山县五爱村剖面的一个微生物礁内含有大量串管海绵化石，局部含量最高可达13%。此礁体主要由富含平底晶洞的凝块岩构成（见插图A,B），钙化的蓝细菌(包括Kordephyton、Renalcis和Epiphyton)是最主要造礁者（见插图C）。串管海绵（Corymbospongia属）和皱纹珊瑚（Palaeophyllum和Streptelasma属）作为后生动物虽然也参与造礁（见插图A,B和D），但对礁体的贡献远小于蓝细菌。这也是华南奥陶系首例串管海绵化石的报道。此结果支持了之前的经验观察，表明串管海绵在奥陶系似乎局限在岛弧（或大陆弧）相关环境产出。同时也暗示最早参与造礁的串管海绵似乎起源于深潮下带，而不是珊瑚和层孔虫等繁盛的较浅的水域（浅潮下带）。
近期，该研究的初步成果在国际期刊Facies上发表。
论文相关信息：Li Qijian, Li Yue & Kiessling Wolfgang, 2015. The first sphinctozoan-bearing reef from an Ordovician back-arc basin. Facies, 61 (3): available online？. (DOI: 10.1007/s10347-015-0444-6)272015-11 -
陕南早寒武世地层中发现已知最古老的幼虫在演化发育生物学领域有一个已经延续了一个多世纪的争论：最早的后生动物到底是直接发育的还是间接发育的？绝大多数现生海洋无脊椎动物的个体发育都有幼虫阶段，因而，生物学家认为间接发育是后生动物发育的原始特征。然而，由于已知的化石胚胎都是直接发育的，古生物学家认为直接发育才是后生动物发育的原始特征。
近期，南京古生物所张华侨副研究员与北京大学董熙平教授报道了在陕西宁强发现的距今5.35亿年的化石幼虫，命名为宽川铺始祖幼虫（Eolarva kuanchuanpuensis）。此幼虫缺乏摄食器官，是不摄食或蛋黄营养型的。它展示了独特的体构，可能代表刺胞级的动物。据此，本研究首次提供了间接发育是后生动物发育原始特征的化石证据。
该研究成果最近以封面论文的形式发表在Science Bulletin（《科学通报》英文版）杂志上。
文章信息：Zhang Huaqiao, Dong Xi-ping, 2015. The oldest known larva and its implications for the plesiomorphy of metazoan development. Science Bulletin, 60(22): 1947–1953.262015-11 -
华南泥盆纪笔石研究取得新进展早泥盆世笔石广泛分布于南北纬30°之间的古赤道地区，仅少数分布于该区域之外。而在中国，其仅见报道于云南西部、广西东南部（古低纬度区）和西藏南部地区（古高纬度区）。
近期，南京古生物所陈旭院士及其合作者系统研究了广西钦州、玉林地区泥盆系钦州组中的笔石动物群，共鉴定和详细描述3属14种，包括Uncinatograptus jadae和Neomonograptus aequabilis latus两个新种和新亚种。同时他们在该段地层中自下而上识别出Uncinatograptus uniformis、U. praehercynicus、Neomonograptus falcarius和U. yukonensis 4个笔石带，该生物地层序列可以与同期国际标准进行准确对比。
该项研究成果近期发表于Canadian Journal of Earth Sciences杂志。
文章信息：Xu Chen, Yunan Ni, Alfred C. Lenz, Linna Zhang, Zhongyang Chen, and Lan Tang. 2015. Early Devonian graptolites from the Qinzhou–Yulin region, southeast Guangxi, China. Canadian Journal of Earth Sciences, 52(11): 1000-1013. doi: 10.1139/cjes-2015-0025.232015-11