
花垣生物群生态收复图 杨定华 绘 中国科学院南京地质古生物询查所供图
开腔骨动物 异射骨 中国科学院南京地质古生物询查所供图
节肢动物 抚仙湖虫类 中国科学院南京地质古生物询查所供图
节肢动物 抚仙湖虫类 中国科学院南京地质古生物询查所供图
花垣生物群产地全景。中国科学院南京地质古生物询查所供图
在地球人命史诗中,寒武纪大爆发后的初次寰球性湮灭事件——辛斯克事件,因其左证匮乏而恒久成谜。北京时辰1月29日,《当然》上线了中国科学院南京地质古生物询查所等团队的服从,揭开了来自湖南花垣、距今约5.12亿年的特异埋藏化石宝库花垣生物群的面纱,初次揭示显生宙第一次大湮灭后深水海洋的人命全景。
在地球人命演化的纷乱叙事中,咱们熟知的是粗陋6600万年前恐龙碰到湮灭的白垩纪末事件,或是2.52亿年前二叠纪末那场惨烈的“大逝世”。关联词,在更远处的时光深处,在动物人命刚刚爆发的早晨工夫,一场鸿沟特殊的可怜曾悄然演出,却又因左证缺失而恒久遮蔽在迷雾之中—直到中国科学家在湘西的群山之中,敲开了5.12亿年前的时辰胶囊。
寒武纪的“中断乐章”
粗陋5.39亿年前,地球人命史上最壮不雅的创新事件——“寒武纪人命大爆发”拉开了序幕。在尔后不外两千万年的时辰里,险些统统当代动物门类的先人纷繁登场,海洋从微生物主导的静谧全国,遽然变为动物纵横的欲望乐土。中国云南的澄江动物群以白壁微瑕的软躯体化石,为咱们定格了这场爆发的巅峰情愿。
关联词,这段人命的华彩乐章并未不息太久。在粗陋5.13亿年前,一场被称为辛斯克事件的生物大湮灭瞬息袭来。这场可怜的鸿沟究竟有多大?科学家的评估令东谈主忌惮:属一级的生物湮灭率高达41%~49%,其严重进程被一些询查评估为仅次于历史上鸿沟最大的二叠纪末大湮灭,与著明的“五次大湮灭”事件(编者注:指奥陶纪末大湮灭、泥盆纪晚期大湮灭、二叠纪末大湮灭、三叠纪末大湮灭、白垩纪末大湮灭)同属一个量级。
为怎么此紧要的事件却鲜为东谈主知?
问题恰恰出在左证的局限上。近40年来,科学家对辛斯克事件的了解主要来自浅海生态系统的化石记载:最早建立礁体的古杯动物、最早披上铠甲的小壳化石,以及寒武纪的“明星”三叶虫。但这些骨骼化的生物仅仅海洋动物群落的一部分(每每不及40%),据此臆想其时的海洋生态系统变化,就像通过当代珊瑚礁群落来臆想统统这个词海洋生物万般性的运谈一样,未免失之单方面。
更环节的是,大湮灭之后的环节时段(寒武纪第四期,约5.13~4.87亿年前),寰球一直短少像澄江动物群那样能完满保存软躯体动物的化石宝库。莫得软组织,咱们就看不到蠕虫、水母、早期脊椎动物等浩繁门类。这场大湮灭究竟是对统统这个词海洋生态系统的“全面重置”,照旧仅针对特定环境的“局部打击”?它对人命演化轨迹产生了怎么的影响?这些根底问题因左证缺口而恒久无解。
瓦解地球史上第一次动物大湮灭的进程与机制,不仅关乎对邃古过往的追想,更对瓦解生物万般性危险的骨子具有深刻的启示兴味。
花垣生物群的颤动发现
障碍出当今湖南湘西土家眷苗族自治州的连绵群山之中。2020年,花垣县石栏镇磨子村修建机耕谈时,一派崭新的灰色泥页岩剖面得以透露。这些精细的岩石,恰是保存软躯体化石的想象材质。湖南省博物馆的刘琦馆员历害地收罗了首批标本,并将其送到咱们的团队手中。
咱们坐窝毅力到了这些化石的非同儿戏:其所属的地层时间,赶巧紧接在辛斯克大湮灭事件之后!一个可能填补寰球空缺的矿藏就此泄露。一场不息5年的系统性发掘与询查就此张开,最终在《当然》上向全国宣告了“花垣生物群”的发现。
这个千里睡在仁枯坡采坑(深12米,长30米,宽8米)下的邃古全国,以其空前的丰采、万般性与保真度,刷新了东谈主们对寒武纪海洋的默契:
一个失意全国的完满归档:询查团队已收罗卓越5万块化石标本。仅从早期分析的8681个个体中,就封锁出153个动物物种,其中59%是科学界从未瓦解的新物种。单就这一个采坑的物种数目,仍是卓越了享誉全国的澄江动物群和加拿大布尔吉斯页岩生物群的主要采坑。
动物王国的“早期全家福”:花垣生物群囊括了惊东谈主的16个门一级的动物类群,险些呈现了寒武纪动物万般性的完满图谱。这里既有非两侧对称的陈腐类型(如海绵、栉水母),也有原口动物(如节肢动物、智商动物、软体动物)和后口动物(包括棘皮动物、半索动物,以致早期的脊索动物)这两大当代动物骨干系的早期代表。
秩序井然的软体钤记:化石以碳质膜和黏土矿物膜的步地,将柔嫩的体魄组织遗迹般封存。咱们得以看到完满的动物个体(包括寒武纪的顶级捕食者——奇虾),目击蠕虫般的全身软体生物,以致能辨识出精细的里面器官:盘旋的肠谈、神经索、呼吸的鳃……人命细节跃然石上。
一个复杂的深水生态系统:古地舆重建标明,花垣生物群生活在远离海岸的外大陆架深水环境。这里绝非人命的荒废,而是一个结构复杂的生态社区:有在海底爬行或固着的住户,有在水中游弋的猎手,也有顺水行舟的浮游生物。多种奇虾的存在,标明这里存在着多级捕食食品网。而多种访佛当代樽海鞘的浮游被囊动物的发现则教导,早在5亿多年前,海洋中可能仍是出现了访佛今天的“生物碳泵”,影响着寰球碳轮回。
卓越半个地球的奇妙辩论:最令东谈主赞扬的发现之一,是花垣生物群中出现了多位“远方的来客”:马尔虫、西德尼虫、莫里森虫……这些正本是北好意思布尔吉斯页岩生物群的符号性分子,的确同期出当今了华南的海洋中。在寒武纪,华南与北好意思之远离着宽敞的泛大洋,这些游水才调、生活习性各别的动物是如何完成卓越半个地球的迁移的?这为科学家探索早期生物的长距离扩散机制留住了迷东谈主的谜题。
深海或为人命卵翼所
花垣生物群的价值,远不啻于增添一批邃密的化石。它恰如一部在环节历史节点写就的“深水档案”,为咱们瓦解辛斯克大湮灭的性质和影响提供了创新性的新视角。
一是浅水与深水天壤之隔的运谈:
通过对比询查,科学家发现了一个环节模式:辛斯克事件对浅海和深海生物群的影响存在显赫差异。在云南的浅海环境,大湮灭前的澄江动物群与之后的关山生物群,其物种构成发生了巨变,好多澄江的代表性物种(如纳罗虫)在关山生物群隐藏了。
关联词,在花垣方位的深水环境,情况却大不换取。牛蹄塘生物群中的上风景种(如纳罗虫)则逃过一劫,履历辛斯克大湮灭后,在花垣生物群中依然高贵。
这热烈默示,辛斯克大湮灭可能主要由浅海大范围缺氧等环境可怜运行,而外大陆架的深水环境则在一定进程上充任了人命的“避风港”,卵翼了好多类群躲过劫难。
二是寰球生物群的紧要调理:
为了从全局主理,询查团队对寰球45个紧迫的寒武纪软躯体化石群进行了大数据分析。抵制明晰地骄傲:辛斯克事件之前和之后的寰球动物群落面庞,存在着根人道的差异。这意味着,寒武纪演化生物群的举座结构在这场湮灭中发生了紧要“改选”或“重置”,其影响是寰球性的。
{jz:field.toptypename/}三是深水区或为可怜中的卵翼所与复苏的摇篮:
分析还发现,花垣生物群与远处的北好意思布尔吉斯页岩生物群(一样是深水环境)有着特殊紧密的辩论。这进一步赞助了深水环境在湮灭事件中的双重环节脚色:它不仅是人命的避风港,卵翼了浩繁类群;很可能亦然演化创新的摇篮和新物种向寰球扩散的策源地。人命在这里得以存续、纠正,并最终再行播种到更宽敞的海域。
国外泰斗学者Robert R.Gaines评价,花垣生物群是足以与澄江、布尔吉斯页岩比肩的寰球顶级寒武纪化石宝库。它的发现,如合并束强光,射入了显生宙第一次大湮灭之后长达数千万年的“默契灰暗期”。
它不仅用无比丰富的细节回生了一个被淡忘的深海全国,更紧迫的是,它窜改了咱们对早期人命可怜与复苏模式的瓦解。它告诉咱们,在地球人命的芳华年代,当可怜席卷暄和的浅海乐土时,秘要而低氧的外海可能曾沉默看守着人命的火种,并为下一次放射积累力量。
中国湘西山区的这些陈腐石板,还引颈科学家连续注释5亿多年前那场打断人命爆发的大难,为咱们书写地球人命韧性故事补上了至关紧迫的一章。在探究人命如何渡过邃古危险的同期,约略也能为正身处一个快速变化星球上的咱们,带来对于糊口与合适的深切念念考。
(作家:曾晗、朱茂炎,辨认系中国科学院南京地质古生物询查所副询查员,中国科学院院士)

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