日前，由中國地質大學（武漢）教授宋海軍主導的研究團隊，發(fā)現(xiàn)一個距今2.508億年的特異埋藏化石庫——貴陽生物群，為理解地球二疊紀—三疊紀之交生物大滅絕后的生命恢復速度和模式提供了新認識，引發(fā)網(wǎng)民關注。人民網(wǎng)“強觀察”記者就相關話題采訪了宋海軍。

發(fā)現(xiàn)源自野外探勘獲得的化石碎片

據(jù)宋海軍介紹，在漫長的生命演化歷史中，古生物學家將顯生宙（約5.4億年前至今）的海洋生物分為三大演化類群：以三葉蟲為主導的寒武紀演化生物群；以固著生物如腕足動物，四射珊瑚為主的古生代演化生物群；以軟體動物、魚類等移動型生物為主的現(xiàn)代演化生物群。從古生代演化生物群轉變?yōu)楝F(xiàn)代演化生物群就發(fā)生在二疊紀—三疊紀之交生物大滅絕前后。由于化石記錄的不完備性，人們對于這次轉變的過程和機制認識尚淺。

“貴州的二疊紀、三疊紀地層特別豐富，我們團隊基本上每年都會到貴州開展野外探勘工作。”宋海軍介紹，在國際學界素有“古生物王國”美譽的貴州，古生物化石豐富多樣、保存完好、代表性強，為研究地球歷史和生物演化史提供了珍貴資料。

事實上，為揭示二疊紀—三疊紀之交生物與環(huán)境協(xié)同演化關系，宋海軍帶隊在中國南方多省開展了近15年的野外探勘工作。

“2015年的一次普通野外踏勘工作中，我的學生代旭在一塊黑色頁巖上發(fā)現(xiàn)了一枚非常奇特的化石碎片。”宋海軍介紹，后來經(jīng)鑒定這枚化石是在早三疊世海相地層中罕見的龍蝦化石碎片。

貴陽生物群中發(fā)現(xiàn)的第一枚化石——龍蝦碎片。代旭/攝

“之后，我們基本上每年都去這個地區(qū)進一步挖掘，并在更多的地點找到了更多的標本。”宋海軍說，隨著大量多門類化石被發(fā)現(xiàn)，由此便揭開了貴陽生物群的冰山一角。

是史上最大生物大滅絕后的新世界見證者

為了弄清貴陽生物群的精確時代和生物面貌，宋海軍的科研團隊成員在該地區(qū)開展了大量的地質工作，從古生物分類學、生物地層學、年代地層學、沉積學、沉積地球化學等方面入手開展了系統(tǒng)的研究，從2018年至今已發(fā)表相關學術論文6篇，已初步理清貴陽生物群的主要面貌、地層分布、埋藏年代、埋藏環(huán)境等信息。

“化石所在的這一段地層，恰好有幾層火山灰，火山灰里有一種礦物叫鋯石，鋯石是進行地質年代學研究很重要的礦物，我們通過與加拿大及瑞士的兩個國際頂尖實驗室合作開展鋯石定年，確定了貴陽生物群一個很準確的年齡，距今2.508億年。”宋海軍說。

截至目前，貴陽生物群中已發(fā)現(xiàn)硬骨魚、軟骨魚、牙形動物、海綿動物、雙殼、菊石、蝦類、原蟹、放射蟲、有孔蟲等十幾個大類，共40種不同生物。

腔棘魚化石。代旭 袁志偉/攝

“從生態(tài)上看，貴陽生物群的營養(yǎng)金字塔已經(jīng)很完整，大到近1米長的頂級捕食者腔棘魚，小到100微米左右的初級消費者有孔蟲，各個營養(yǎng)級均有代表。此外還發(fā)現(xiàn)大量糞便化石。”宋海軍說，這些發(fā)現(xiàn)表明當時的食物網(wǎng)較為復雜，生態(tài)結構已很完善。

宋海軍介紹，貴陽生物群是目前已知的中生代最古老的一個特異埋藏化石庫，比全球已發(fā)現(xiàn)的其他中生代生物群在時代上更早，距離2.519億年前的二疊紀—三疊紀生物大滅絕，僅過去約100萬年的時間。也就是說，貴陽生物群是史上最大生物大滅絕后的新世界見證者。

為理解早三疊世生物古地理提供了新認識

宋海軍表示，在全球目前已發(fā)現(xiàn)多個三疊紀特異埋藏化石庫，包括巴黎生物群、巢湖生物群、南漳遠安生物群、羅平生物群、興義生物群、關嶺生物群等。這些生物群都是出現(xiàn)在三疊紀奧倫尼克期及其之后的時代，而貴陽生物群發(fā)現(xiàn)于早三疊世印度期，比其他的中生代生物群在時代上更早，且距離二疊紀—三疊紀大滅絕更近。貴陽生物群無論是在生物多樣性還是生態(tài)結構上已經(jīng)和之后的生物群沒有明顯差異，甚至可能更為復雜。

三疊紀生物群多樣性和物種組成對比 。宋海軍/供圖

據(jù)介紹，貴陽生物群中大量出現(xiàn)的魚類和蝦類化石，是目前已知的最老化石記錄。這兩個主要類別是現(xiàn)代海洋中最為豐富和重要的類群，同時這兩大類在中生代海洋革命中作為捕食者扮演重要的角色。因此貴陽生物群的發(fā)現(xiàn)表明現(xiàn)代類型的海洋生態(tài)系統(tǒng)在大滅絕之后約100萬年的時間內就已經(jīng)初具雛形，并且表明中生代海洋革命的時間可能也比以往的認識更為提前。

“貴陽生物群對理解早三疊世生物古地理提供了新認識。”宋海軍告訴記者，早三疊世是一個異常高溫的時期，高溫迫使陸地上的四足動物向兩極遷移，同時期海洋中赤道地區(qū)魚類化石記錄存在空缺。貴州省在早三疊世位于古赤道地區(qū)，因此貴陽生物群中大量的魚類化石表明當時赤道地區(qū)的溫度在魚類的耐受限度之內，這為科學家探究當時的古氣候狀況、生物生理耐受性，以及極端氣候條件下生物與環(huán)境之間的相同演化關系提供了珍貴資料。

“在可以預見的未來，貴陽生物群還會為我們帶來更多的驚喜，為揭示現(xiàn)代類型海洋生態(tài)系統(tǒng)的起源提供更多的證據(jù)。”宋海軍說。 

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