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京古生物所重要發(fā)現(xiàn)
經(jīng)過持續(xù)五年多的化石挖掘采集和分析研究工作，近日，由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所（以下簡稱“南京古生物所”）與湖南省博物館、中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心、南京大學(xué)、貴州大學(xué)、臨沂大學(xué)等單位科研人員合作的相關(guān)成果在科學(xué)期刊《自然》（Nature）雜志上正式發(fā)表，顯生宙第一次生物大滅絕的面紗由此揭開！
01
當(dāng)時究竟經(jīng)歷了什么？
5億多年前，地球迎來了 “寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”，幾乎現(xiàn)在地球上所有動物的祖先都在那一時期在海洋中突然出現(xiàn)，然而隨后發(fā)生的顯生宙第一次全球性生物大滅絕事件——辛斯克事件，又讓無數(shù)早期動物悄然消失。
長期以來科學(xué)家對辛斯克事件這一災(zāi)難性事件的認(rèn)知主要來自淺海的造礁生物和帶殼生物的化石記錄。但當(dāng)時，占據(jù)海洋多樣性大半壁江山的卻是軟軀體動物！由于軟軀體動物的化石稀缺，導(dǎo)致研究工作難以開展，長期以來辛斯克事件的爆發(fā)全貌成為科學(xué)界的未解之謎。
2020年，科研團(tuán)隊在湖南湘西土家族苗族自治州花垣縣境內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一處數(shù)量豐富、保存精美的生物化石群，將其命名為花垣生物群。它不僅填補(bǔ)了寒武紀(jì)第四期頂級軟軀體化石群缺失的空白，更重要的是，它的時代正處于寒武紀(jì)生命大爆發(fā)與顯生宙第一次生物大滅絕事件的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折期，因而對揭示該生物大滅絕事件的規(guī)模和影響具有重要意義。
02
花垣生物群：
科研意義重大
開展花垣生物群化石發(fā)掘的南京古生物所野外科考隊
在對花垣生物群進(jìn)行挖掘和采集中，科研人員發(fā)現(xiàn)，花垣生物群具有高化石豐富度、高物種多樣性、高軟軀體保真度以及復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)特性，使其成為媲美中國云南澄江動物群和加拿大布爾吉斯頁巖生物群的頂級軟軀體動物化石群，科研意義重大。
01
花垣生物群的化石數(shù)量豐富、多樣性高、保存精美
花垣生物群目前累計采集到的化石標(biāo)本超過5萬多塊。研究團(tuán)隊從早期階段采集的8681件動物化石個體中識別出了153個動物物種，其中59%代表了新物種。同時，花垣生物群展現(xiàn)出很高的門類多樣性，涵蓋了非兩側(cè)對稱動物中的多孔動物、開腔骨動物、脊索動物等共16個門一級動物類群。同時，化石的保存質(zhì)量也非常高，展現(xiàn)出高保真度的軟軀體生物學(xué)結(jié)構(gòu)，如腸道、消化腺等組成的消化系統(tǒng)，視神經(jīng)、腹神經(jīng)索在內(nèi)的神經(jīng)組織，以及以鰓為代表的呼吸器官等等。
02
花垣生物群展現(xiàn)了一個具有復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)的深水動物群落
花垣生物群是寒武紀(jì)時期生活在外大陸架深水環(huán)境的生物群，其中的生物生活方式多樣，主要生態(tài)功能群包括海底表面游移的捕食動物、海底表面固著的濾食動物、底棲游泳的食泥和捕食動物、浮游的捕食和濾食動物等。作為地球上最早的巨型動物和頂級捕食者，多樣的奇蝦類動物在花垣生物群中的發(fā)現(xiàn)，表明存在一個具有復(fù)雜捕食關(guān)系的食物網(wǎng)。樽海鞘在現(xiàn)代海洋浮游動物群落和碳循環(huán)中扮演重要角色，花垣生物群中多種樽海鞘狀浮游被囊動物的存在，表明寒武紀(jì)早期的海洋碳循環(huán)已經(jīng)存在類似現(xiàn)代海洋的生物碳泵。
花垣生物群代表性化石
03
花垣生物群反映了顯生宙第一次大滅絕事件在淺水和深水環(huán)境的差異性影響
作為寒武紀(jì)軟軀體生物群中少見的深水生物群，花垣生物群對揭示辛斯克滅絕事件提供了新的視角。在辛斯克滅絕事件中，淺水軟軀體生物群遭受到了重大影響，而深水生物群所受的影響有限。這與辛斯克滅絕事件中淺海大范圍缺氧的環(huán)境背景相呼應(yīng)。
04
花垣生物群表明了顯生宙第一次大滅絕事件之后海洋動物發(fā)生了長距離的跨洋擴(kuò)散
花垣生物群中發(fā)現(xiàn)，奇蝦類單一物種的地理分布可以跨越長達(dá)750公里。從全球范圍來看，花垣生物群中意想不到地產(chǎn)出了馬爾蟲（Marrella）、頭盔蟲（Helmetia）等多種在北美的布爾吉斯頁巖生物群中的代表性分子。在寒武紀(jì)時期，華南板塊與北美勞倫大陸之間距離超過半個地球，這些運(yùn)動能力、生態(tài)類型、生活史等不同的動物在花垣生物群中的存在，表明該時期寒武紀(jì)海洋動物存在長距離跨洋擴(kuò)散的機(jī)制。
03
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：
外大陸架深水環(huán)境扮演重要角色
研究團(tuán)隊進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，在顯生宙第一次生物大滅絕事件中，外大陸架深水環(huán)境在滅絕事件前后扮演了生物避難所、生命演化創(chuàng)新起源地的重要角色。
花垣生物群復(fù)原圖（繪制：楊定華 科學(xué)網(wǎng)可視化團(tuán)隊）
考慮到全球環(huán)境變化和人類活動的影響，當(dāng)今地球可能正在發(fā)生“第六次生物大滅絕”事件。因而，揭示顯生宙第一次生物大滅絕的過程和機(jī)制對科學(xué)認(rèn)識生物多樣性演化也具有重要科學(xué)意義。
“花垣生物群的發(fā)現(xiàn)首次揭示了這次大滅絕事件對深水生物群的影響，以及全球海洋生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生的重大轉(zhuǎn)變，它給我們帶來的啟示是即使在最嚴(yán)酷的全球災(zāi)難中，生物依然在某些避難所中存續(xù)并激發(fā)演化創(chuàng)新和快速擴(kuò)散。因此研究遠(yuǎn)古時期的生命大爆發(fā)和大滅絕不僅能夠揭示生物多樣性的演化規(guī)律，更能夠科學(xué)地審視當(dāng)今人類活動可能引發(fā)的全球生態(tài)危機(jī)。”中國科學(xué)院院士、南京古生物所研究員朱茂炎接受記者采訪時說。
內(nèi)容來源 | 南京廣播電視臺南京新聞
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