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进化古生物学重大突破——西北大学80后女科学家Science发文:发现寒武纪“化石宝库”

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  【环球网综合报道】北京时间3月22日凌晨,《科学》(Science)杂志发表了西北大学早期生命与环境创新研究团队张兴亮、傅东静等人的最新研究成果《华南早寒武世布尔吉斯页岩型化石库——清江生物群》,首次在国际上公布了该团队在中国宜昌长阳地区清江与丹江河的交汇处,发现了距今5.18亿年的寒武纪特异埋藏软躯体化石库,并命名为“清江生物群”。这是进化古生物学界又一突破性发现。

  清江生物群模拟图

  《科学》杂志同期刊发了题为“寒武纪化石宝库”的专家评论。国际著名古生物学家Allison C. Daley评价:“清江生物群是令人震惊的科学发现!其化石丰富度、多样性和保真度世界一流,科学价值巨大。后续研究将有望填补我们对于寒武纪大爆发的认知空白并解决动物门类起源演化方面一系列科学问题。”

  傅东静老师(马骞摄影)

  张兴亮和外国专家

  出生于1982年的傅东静副教授是该论文的第一作者,张兴亮教授为通讯作者,西北大学是论文第一完成单位。这是由中科院院士舒德干领衔的西北大学早期生命与环境创新研究团队自1996年以来在《自然》(Nature)、《科学》(Science)上发表的第14篇研究论文。

  进化古生物学的突破性发现

  寒武纪大爆发与生命起源、智能起源等共同被列为“六大自然科学难题”。而要破解寒武纪大爆发的奥秘,除了基于理论的科学猜想,更需要发现恰当的科学观察窗口——化石库,以找到可靠的化石实证。

寒武纪全球软躯体化石产地分布图

  对古生物学者而言,最完美的、可解密寒武纪大爆发与动物门类起源的研究对象,莫过于布尔吉斯页岩型化石库。相较于常见的类似保存着脊椎动物骨骼的硬体化石库,布尔吉斯页岩型化石库不仅可以保存动物骨骼以外的组织、器官等软体形态,更可以保存诸如水母、海葵等软躯体生物。该类型的化石库能够最大程度地还原寒武纪生物群原本的、完整的组合面貌,为探寻寒武纪大爆发的演化模式和强度以及构建动物生命树的基本结构提供绝佳的化石记录。

  布尔吉斯页岩型化石库最早在1909年发现于加拿大落基山脉寒武纪中期的布尔吉斯页岩中,并因此命名。该化石库长期在古生物学和进化生物学研究中“独领风骚”。百余年来,此类化石库在全球各地已发现50余个,但按照化石保存质量的优劣及化石物种多样性的高低等标准来看,仅有加拿大布尔吉斯页岩生物群(此处生物群可等同理解为化石库)和1984年发现于我国云南省的澄江生物群成为了“理想的顶级研究目的地”。云南澄江生物群发现35年来,已在数十万件化石标本中发现了超过280个物种,研究成果28次登上Nature/Science/PNAS三大科学期刊,成为我国唯一化石地世界自然遗产。

  此次发现的清江生物群,在4351件化石标本中,已分类鉴定出109个属,其中53%为此前从未有过记录的全新属种。生物统计学“稀疏度曲线”分析显示,清江生物群的物种多样性将有望超过包含布尔吉斯和澄江在内的全球已知所有寒武纪软躯体化石库。

  傅东静介绍,“清江生物群的特色和优势,体现在新属种比例最高、后生动物相对多样性最大、软躯体生物类群最多、化石形态保真度最优、原生有机质的埋藏保存最好等五个方面,具有难以估量的研究潜力。”

  显然,位于中国宜昌的清江生物群,在《科学》刊发文章的这一天,就向全球昭示,这里将成为开展寒武纪生命大爆发研究最理想的顶级“化石宝库”。

  拥有无限可能的“化石宝库”

  如今地球上的动物界共有38个门,在寒武纪生命大爆发时期的化石中,已发现20个现生的动物门类和6个已灭绝的动物门类,但仍有18个现生动物门类尚未在寒武纪找到化石代表。在过去的35年间,古生物学家曾在澄江生物群的研究中找到了许多动物门类的最早化石记录。

新物种

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