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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(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所（以下簡(jiǎn)稱“南京古生物所”）與湖南省博物館、中國(guó)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(shí)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(dòng)物的祖先都在那一時(shí)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(wú)數(shù)早期動(dòng)物悄然消失。
長(zhǎng)期以來科學(xué)家對(duì)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(shí)，占據(jù)海洋多樣性大半壁江山的卻是軟軀體動(dòng)物！由于軟軀體動(dòng)物的化石稀缺，導(dǎo)致研究工作難以開展，長(zhǎng)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(duì)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(jí)軟軀體化石群缺失的空白，更重要的是，它的時(shí)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(duì)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(duì)
在對(duì)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(guó)云南澄江動(dòng)物群和加拿大布爾吉斯頁(yè)巖生物群的頂級(jí)軟軀體動(dòng)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(jì)采集到的化石標(biāo)本超過5萬(wàn)多塊。研究團(tuán)隊(duì)從早期階段采集的8681件動(dòng)物化石個(gè)體中識(shí)別出了153個(gè)動(dòng)物物種，其中59%代表了新物種。同時(shí)，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(duì)稱動(dòng)物中的多孔動(dòng)物、開腔骨動(dòng)物、脊索動(dòng)物等共16個(gè)門一級(jí)動(dòng)物類群。同時(shí)，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(gè)具有復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)的深水動(dòng)物群落
花垣生物群是寒武紀(jì)時(shí)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(dòng)物、海底表面固著的濾食動(dòng)物、底棲游泳的食泥和捕食動(dòng)物、浮游的捕食和濾食動(dòng)物等。作為地球上最早的巨型動(dòng)物和頂級(jí)捕食者，多樣的奇蝦類動(dòng)物在花垣生物群中的發(fā)現(xiàn)，表明存在一個(gè)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(dòng)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(dòng)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
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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(duì)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)。
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花垣生物群表明了顯生宙第一次大滅絕事件之后海洋動(dòng)物發(fā)生了長(zhǎng)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(zhǎng)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(yè)巖生物群中的代表性分子。在寒武紀(jì)時(shí)期，華南板塊與北美勞倫大陸之間距離超過半個(gè)地球，這些運(yùn)動(dòng)能力、生態(tài)類型、生活史等不同的動(dòng)物在花垣生物群中的存在，表明該時(shí)期寒武紀(jì)海洋動(dòng)物存在長(zhǎng)距離跨洋擴(kuò)散的機(jī)制。
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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(duì)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(duì)）
考慮到全球環(huán)境變化和人類活動(dòng)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(duì)科學(xué)認(rèn)識(shí)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(duì)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?yàn)?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(shí)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(dòng)可能引發(fā)的全球生態(tài)危機(jī)。”中國(guó)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(shí)說。
內(nèi)容來源 | 南京廣播電視臺(tái)南京新聞
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