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科學家發現5億年前臨沂動物群 打開探索寒武紀演化動物群新窗口

發布時間:2022-04-19 10:31:00來源: 光明網-《光明日報》

  【科技前沿】

  光明日報南京4月18日電(記者蘇雁 通訊員姬尊雨)寒武紀大爆發的相關問題一直是古生物學界研究的核心,而富含精美的多門類軟軀體化石的寒武紀特異埋藏化石庫則是了解這一重大生物演化事件的主要窗口。近日,中國科學院南京地質古生物研究所寒武紀大爆發研究團隊研究員趙方臣、博士研究生孫智新等在綜述性期刊《國家科學評論》上報道了來自華北地區的一處距今約5.04億年的寒武紀特異埋藏化石庫,并將其命名為“臨沂動物群”。臨沂動物群為深入了解寒武紀大爆發之后動物早期輻射分異、遷徙擴散、群落結構和生物古地理提供了新的窗口。

  奇蝦、三葉蟲、怪誕蟲等“奇形怪狀”的生物均誕生于距今5.3億年前后發生的寒武紀大爆發。作為一次前所未有的快速演化事件,寒武紀大爆發在不到地球歷史1%的時間內誕生了絕大多數動物門類。

  此次發現的臨沂動物群有何特殊之處?自1909年美國考古學家沃克特發現著名的布爾吉斯頁巖生物群以來,全球已有十余處經典的寒武紀特異埋藏化石庫被發現。但大多數著名寒武紀特異埋藏化石庫都集中分布在勞倫大陸(今北美大陸的主體)和我國華南板塊,尤其是寒武紀中期,幾乎所有的化石庫都位于勞倫大陸,而這恰恰是寒武紀演化動物群最為繁盛的階段?;瘞鞎r間和空間分布的不均現象在很大程度上制約了我國科學家對寒武紀動物群面貌和格局的全面認識。

  作為我國傳統“中寒武統”的標準地區,華北板塊的寒武紀中期地層序列完整,化石豐富,是尋找該時期特異埋藏化石庫的潛力地區。自2017年起,中科院南古所研究團隊就在華北板塊展開了大量野外工作,選取代表性層位和剖面進行集中采集,在山東省臨沂市西郊的寺口剖面發現了集中的軟軀體化石群,命名為“臨沂動物群”。目前,已有超過35個化石類群在臨沂動物群中被發現,組合中多樣性最高的類群是非三葉蟲節肢動物,其中又以奇蝦類和莫里森蟲類最引人注目。除節肢動物外,多樣的海綿動物和蠕蟲狀動物也值得進一步深入研究。臨沂動物群中的化石大部分為軟軀體形式保存,保存了精細的解剖結構,如附肢、眼睛、消化系統和剛毛等,為進一步了解這些生物的解剖結構提供了新信息。

  除此之外,臨沂動物群還為研究寒武紀中期的生物地理學提供了獨特的視角,表明華北板塊可能充當著東岡瓦納與北美之間的生物地理紐帶?!昂浼o時,我國華北和華南板塊并不像現在一樣緊密相接,而是隔海相望的,分布在不同的地理位置上。而華北板塊在寒武紀的古地理位置長期以來都存在爭議。在臨沂動物群中我們發現了迷音蟲和莫里森蟲,這些珍稀的節肢動物與同期的北美特異埋藏化石庫中的生物類型有許多相同之處,暗示了華北與北美軟軀體動物群在這一時期的密切聯系?!壁w方臣介紹道。研究過程中采用的聚類分析、非度量性多維標度變換和網絡分析等定量分析手段進一步支持了華北與北美軟軀體動物群之間的聯系。不過,由于來自不同角度的古地理證據尚存在差異,這種聯系的生物地理解釋還需要進一步的研究評估。

  1984年,中科院南古所研究員侯先光在云南省玉溪市澄江縣帽天山發現的“澄江動物群”揭開了華南板塊一系列寒武紀特異埋藏化石庫研究的序幕,被譽為“世界近代古生物研究史上罕見”“20世紀最驚人的科學發現之一”。而此次發現的臨沂動物群作為華北板塊第一個被綜合研究的寒武紀特異埋藏化石庫,也有望為華北寒武紀特異埋藏化石庫的研究開啟新的篇章。

(責編: 李雨潼)

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