近期,爱彩彩票早期陆生植物研究团队研究员徐洪河、王怿,唐鹏,副研究员卢建峰,研究生王凯、刘炳材、白姣等,联合曲阜师范大学汪瑶博士,对我国广西早泥盆世陆生植物与海洋生物的古生态学开展了综合研究。相关成果在《细胞》(Cell)出版集团旗下开放获取的综合性期刊iScience上发表。 古生态学研究涉及到多种生物的化石记录和古环境信息,地层中所保存的多种化石彼此之间通常具有一定的相关性。对共同保存的多种化石开展多尺度的综合分析与研究是认识生物演化及其环境背景的重要手段。 近期,爱彩彩票早期陆生植物研究团队研究员徐洪河、王怿,唐鹏,副研究员卢建峰,研究生王凯、刘炳材、白姣等,联合曲阜师范大学汪瑶博士,对我国广西早泥盆世陆生植物与海洋生物的古生态学开展了综合研究。相关成果在《细胞》(Cell)出版集团旗下开放获取的综合性期刊iScience上发表。 有壳变形虫(testate amoebae)是一类具有外壳的原生动物,壳形多样,大小一般为20~150 μm。现生有壳变形虫广泛分布于河流、湖泊、泥炭湿地和土壤等淡水或陆地环境中,仅少数种类存在于咸水或海洋。有壳变形虫最早出现在新元古代早期的海洋中,至早泥盆世,其栖息地扩展到了淡水的陆地环境。 地史时期有壳变形虫化石记录十分稀少,在新元古代与泥盆纪之间存在着一段空白,此前泥盆纪有壳变形虫的唯一记录也只有来自英国莱尼燧石层。此外,除新元古代磷质结核和白垩纪琥珀中的少量标本,以往有壳变形虫的化石仅有外壳部分保存下来,内部均为中空。 本研究基于广西苍梧下泥盆统苍梧组中瓶形微体化石记录,通过形态学的比较与分析,识别出了一种新的表壳目(Arcellinida)变形虫Cangwuella ampulliformis。该科学发现不仅增进了对早泥盆世有壳变形虫多样性认识,而更为罕见的是,在这种变形虫内部,还发现了许多可能来源于藻类的圆底碟形结构,类似的结构多见于含有内共生体的、混合营养型的现代有壳变形虫当中,这为探讨早泥盆世原生动物与其它生物类群之间存在的生态关系提供了重要线索。 另外,分子系统发育学和微体古生物学方面的研究认为,表壳目变形虫在演化过程中,曾多次登陆,且均发生在显生宙。广西苍梧组中表壳目变形虫的发现无疑为该类群在泥盆纪时期的登陆事件提供了证据支持。 通过对广西苍梧早泥盆世苍梧组沉积时期的生态系统重建表明:陆地上或浅海近岸区域生活着以工蕨为主的维管植物,比如:中国工蕨(Zosterophyllum sinense),以及非常低矮的,总体高度不超过2 cm的拟莱尼蕨类(rhyniophytoid)植物;在近岸的浅海水体中,生活着以广西鲎(Houia guangxiensis)为代表的节肢动物,以及可能与绿藻具有共生关系的有壳变形虫Cangwuella。 本研究是深时数字地球(Deep-time Digital Earth)国际大科学计划“古生物学工作组”的系列研究成果之一。 论文信息:Wang K, Xu H-H*, Liu B-C, Bai J, Wang Y, Tang P, Lu J-F, Wang Y. 2023. Shallow-marine testate amoebae with internal structures from the Lower Devonian of China. iScience. 26(5), 106678.https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.106678. 图1 广西苍梧组早泥盆世古生态系统重建 图2 利用X射线断层扫描技术对广西苍梧组早泥盆世有壳变形虫Cangwuella ampulliformis三维重建,多种透视图
板足鲎是生存于古生代的一类重要节肢动物,是现代蛛形纲的近亲。因其形似蝎子,故俗称为海蝎。近日,爱彩彩票博士生王晗,在研究员张海春和王博指导下,与研究员张元动课题组等合作,报道了来自浙江奥陶纪末安吉生物群的一个板足鲎新属新种——安吉古鲎(Archopterus anjiensis gen. et sp. nov.)。研究揭示了早期板足鲎的鲜为人知的形态和结构特征。相关研究成果发表于美国学术期刊《古生物学杂志》(Journal of Paleontology)上。 板足鲎是生存于古生代的一类重要节肢动物,是现代蛛形纲的近亲。因其形似蝎子,故俗称为海蝎。近日,爱彩彩票博士生王晗,在研究员张海春和王博指导下,与研究员张元动课题组等合作,报道了来自浙江奥陶纪末安吉生物群的一个板足鲎新属新种——安吉古鲎(Archopterus anjiensis gen. et sp. nov.)。研究揭示了早期板足鲎的鲜为人知的形态和结构特征。相关研究成果发表于美国学术期刊《古生物学杂志》(Journal of Paleontology)上。 板足鲎自奥陶纪诞生,至二叠纪灭绝,以其独特的外形而备受关注。同时,它也见证了古生代多次重大生物演化事件,生存于多种生态环境,在海洋、淡水、陆地均占有一席之地,具有极高的生态多样性,是我们了解研究古生代生态环境变迁及陆地生态系统形成的重要化石类群。 板足鲎的多样性在志留纪达到巅峰,是彼时海洋中的肉食性“明星动物”。然而,其演化早期的奥陶纪板足鲎化石非常罕见,在目前报道的全球250余种板足鲎中,仅有12种来自奥陶纪。因此,我们对板足鲎早期演化历史以及生态环境的认识十分有限。 此次发现的安吉古鲎以抛物线型头部、花瓶状口后板及三段式简单结构生殖附属器等为主要鉴定特征,完整身体的长度约15厘米。它的发现不仅代表了中国已知最古老的板足鲎,也为世界罕见的早期板足鲎化石研究提供了关键性形态及生态学信息,扩展了我们对这类动物形态多样性和时空分布的认识。 安吉古鲎还与大量海绵化石保存在同一层位,表明早期板足鲎比奥陶纪之后的板足鲎类群生活在水位更深的环境中。此外,这一化石记录也将安德鲁普鲎科的最早记录提前了1000万年,使该科成为了生存年代最长的和生态多样性最高的板足鲎类群。 近年来,国内多个板足鲎化石点的陆续发现表明,古生代冈瓦纳大陆及其周边地区有着极大的发掘潜力,新材料的不断涌现以及古生物学研究方法的不断进步将为我们进一步开展板足鲎化石综合研究提供基础。 本研究工作由中国科学院和国家自然科学基金共同资助。南京古生物所杨定华绘制了复原图。 论文信息:Wang, H., Braddy, S., Botting, J., & Zhang, Y.D. (2023). The first documentation of an Ordovician eurypterid (Chelicerata) from China. Journal of Paleontology, 1-6. https://doi.org/10.1017/jpa.2023.21. 图1. 安吉古鲎Archopterus anjiensis化石图片 图2. 安吉古鲎Archopterus anjiensis复原图(杨定华绘)
城堡滩生物群揭示了4.62亿年前奥陶纪海洋生物多样性和生态面貌。该生物群中大多数生物体型较小,为早期动物小型化研究提供了一个新的视角。相关成果于2023年5月1日发表在国际期刊《自然》(Nature)子刊《自然-生态与进化》(Nature Ecology & Evolution)。 近日,爱彩彩票国际科研团队在英国威尔士中奥陶世地层中发现了一个保存有大量精美软躯体化石的特异埋藏化石库,揭示了4.62亿年前奥陶纪海洋生物多样性和生态面貌。该生物群中大多数生物体型较小,为早期动物小型化研究提供了一个新的视角。相关成果于2023年5月1日发表在国际期刊《自然》(Nature)子刊《自然-生态与进化》(Nature Ecology & Evolution)。 化石是研究地球历史、生物演化重要的直接证据,特别是保存有软躯体的生物类群,为了解早期生物的形态和生态群落特征提供了无与伦比的窗口,该类型生物群被称为“特异埋藏化石库”。1909年,美国古生物学家沃尔科特(Walcott C. D.)教授在加拿大西南部不列颠哥伦比亚地区的中寒武世布尔吉斯页岩中发现过此类化石生物群,称之为“布尔吉斯页岩型”动物群(Burgess Shale-type, BST)。此前这类保存完好的“布尔吉斯页岩型”化石库通常限于寒武纪,而在年代更新的奥陶纪地层中鲜有发现。 此次,由南京古生物所外籍科学家Joseph P. Botting、副研究员马俊业与研究员张元动等组织的国际科研团队发现的“布尔吉斯页岩型”特异埋藏化石库--城堡滩生物群(Castle Bank fauna)位于英国威尔士中部城堡滩采石场。该地区在奥陶纪时期位于阿瓦隆尼亚(Avalonia)大陆板块,处在南半球温带地区。该生物群地层上部主要由笔石泥岩组成,含火山灰纹层和较厚的凝灰岩互层。通过对笔石(包括Didymograptus murchisoni和Diplograptus foliaceus)生物地层的研究,表明城堡滩生物群的时代为中奥陶世达瑞威尔期,距今约4.62亿年。 目前为止,城堡滩生物群已发现有170多种生物,涵盖海绵动物、刺细胞动物,棘皮动物、脊索动物,节肢动物、软体动物、星虫类、曳鳃动物、苔藓动物、环节动物、腕足动物等多个动物门类。其中,海绵动物最为丰富,约40种。许多化石保存着软组织,如消化系统和神经组织如眼睛、视神经和大脑等。另外,该生物群中大多数生物体型较小(1-5毫米长),为早期动物小型化研究提供了一个新的视角,值得进一步研究。 通过与已发表的早奥陶世“布尔吉斯页岩型”动物群,如摩洛哥Fezouata生物群和威尔士Afon Gam生物群等的对比,研究认为无论是从总体生物还是软躯体生物方面,城堡滩动物群都具有较高的生物多样性。同时,城堡滩动物群既包括了寒武纪生物群的典型类群,如捕食型生物似欧巴宾海蝎节肢动物,也含有丰富的古生代滤食性的新生类型,如腕足、笔石以及苔藓虫等。 因此,城堡滩动物群不仅提供了海洋动物群由寒武纪生物群向古生代生物群演变的新视角,也揭示了海洋生态平衡系统从寒武纪捕食型主导向古生代滤食性动物主导类型转变的新阶段。 该成果得到了国家自然科学基金委和中国科学院战略性先导科技专项(B类)等项目支持。 论文相关信息:Botting*, J. P., Muir, L. A., Pates, P., McCobb, L. M. E., Wallet, E., Willman, S., Zhang,Y. D., and Ma*, J. Y. A Middle Ordovician Burgess Shale-type fauna from Castle Bank, Wales (UK). Nature Ecology & Evolution. https://doi.org/10.1038/s41559-023-02038-4. 图1 城堡滩生物群中未知软躯体生物 图2 城堡滩生物中六足类节肢动物 图3 城堡滩生物群具矿化骨骼生物 图4 城堡滩生物群群落重建图(杨定华绘制)
研究发现了两种迄今为止最早的现代六射海绵类型,属偕老同穴科(Euplectellidae),包括1新属种戴维安吉偕老同穴海绵(Anjiplectella davidipharus)与1未定属种(Euplectellid indet.)。相关研究结果发表于国际古生物学期刊《古生物学》(Palaeontology)上。 海绵动物是结构最为简单的后生动物。目前研究表明,最早的海绵动物化石记录可追溯到前寒武纪时期。其中,六射海绵(Hexactinellida,通常称为玻璃海绵)是海绵动物的一个纲,现生类群主要生活在深海环境中,是现代深海海底生态系统的主要组成分子。虽然六射海绵最早出现于寒武纪,但是化石记录显示现代六射海绵直到侏罗纪才出现并广泛存在。 近日,爱彩彩票国际科研团队中的外籍科学家Joseph P. Botting、Lucy A. Muir,副研究员马俊业与研究员张元动一起,对浙江安吉晚奥陶世“安吉生物群”中六射海绵进行了系统研究。研究发现了两种迄今为止最早的现代六射海绵类型,属偕老同穴科(Euplectellidae),包括1新属种戴维安吉偕老同穴海绵(Anjiplectella davidipharus)与1未定属种(Euplectellid indet.)。相关研究结果发表于国际古生物学期刊《古生物学》(Palaeontology)上。 偕老同穴类型海绵体内常共生一对雌雄俪虾,又因其外观形似花瓶,几何构造独特,外形晶莹剔透,骨针网络交错,十分美观,又被称为“维纳斯花篮”。该类海绵动物在西方文学中广为记载和流传,也是国外颇受欢迎的结婚礼物。 偕老同穴类型海绵与其他六射海绵相区别在于,其具有精细、透明骨针所构成的规则融合骨骼结构,因此易于识别。研究发现安吉生物群中的六射海绵具有由纵向和横向骨针束所构成的规则、正交的融合骨骼,因此判定其属于现代六射海绵中的偕老同穴海绵。 此次研究在安吉生物群中首次发现了偕老同穴海绵动物的化石记录,这一新发现将现代六射海绵冠部类群起源时间提前了近3亿年,由白垩纪提前到晚奥陶世,表明了六射海绵存在着一段悠久却尚未揭示的演化历史。此外,六射海绵动物冠部类群从安吉晚奥陶世深水生态系统到现代深海生态系统的早期演化历史也值得进一步深入研究。 该成果得到了国家自然科学基金委和中国科学院战略性先导科技专项(B类)等支持。 论文相关信息:Botting, J. P., Janussen, D., Muir, L. A., Dohrmann, M., Ma*, J. Y., Zhang*, Y. D. Extraordinarily early Venus’ flower basket sponges (Hexactinellida, Euplectellidae) from the uppermost Ordovician Anji Biota, China. Palaeontology. https://doi.org/10.1111/pala.12592. 图1. 中国浙江安吉晚奥陶世偕老同穴海绵动物Anjiplectella davidipharus. 图2. 中国浙江安吉晚奥陶世Anjiplectella davidipharus海绵动物整体形态和骨骼结构重建图 (杨定华绘制)。 图3. 现代偕老同穴海绵Euplectella aspergillum骨架
近期,爱彩彩票的硕士研究生王骞,在导师黄冰研究员的指导,以及加拿大布兰登大学李荣玉教授的帮助下,分别对来自四川布拖观音桥层的Hirnantia动物群和来自云南镇雄尾坝层的Edgewood-Cathay动物群,两套硅化腕足动物标本的优势分子居群进行了详细研究。 晚奥陶世生物大灭绝(Late Ordovician Mass Extinction, LOME)事件中断了史前规模最大之一的奥陶纪生物大辐射。它由两幕组成,并以不同方式与南方大陆冰川活动密切相关。在两幕事件后分别发育两套腕足动物群,即Hirnantia动物群(第一幕后)和Edgewood-Cathay动物群(第二幕后)。两套动物群产生的背景环境差异很大,但目前对生物是如何应对这两幕事件的生态研究罕见。 古生物居群的结构变化是生物应对环境的最直接证据,然而囿于数据的匮乏以及居群识别的难度,相关研究进展有限。硅化标本是腕足动物研究中最为稀有宝贵的材料,一方面它保存精美,可以揭示精细的壳内构造;更为重要的是由于对大块硅化标本取样进行酸泡处理后再捡选,可以尽可能地避免野外单一岩层采样过程中对小个体标本的忽视。因此,其能尽可能真实地反映化石居群的本来面貌。 近期,爱彩彩票的硕士研究生王骞,在导师黄冰研究员的指导,以及加拿大布兰登大学李荣玉教授的帮助下,分别对来自四川布拖观音桥层的Hirnantia动物群和来自云南镇雄尾坝层的Edgewood-Cathay动物群,两套硅化腕足动物标本的优势分子居群进行了详细研究。相关研究成果发表在《远古世界》(Palaeoworld)上。 研究结果发现,布拖观音桥层的Hirnantia动物群主要以德姆贝类(奥陶纪优势类型)Dalmanella testudinaria占主导,其相关分析显示了相对正常的居群结构与生存曲线(图1左,图2上)。而镇雄尾坝层的E-C动物群中的无洞贝类(志留纪优势类型)Eospirigerina putilla却展示了极为显著的小个体死亡率(图1右,图2下);这一结果可能暗示出大灭绝第二幕的生态影响较第一幕强,但仍需要更多的证据支持。 此外,通过对Eospirigerina putilla的形态空间分析(图3),结果表明该化石居群可能存在异时发育现象:即表现为小个体壳体轮廓较大个体更为纵长,小个体的主区(cardinal area)即壳喙部(图3a-c)较大个体的相对比例(图3d-f)明显偏大;研究者认为这可能与第二幕后的环境压力有一定关联。 论文相关信息: Wang Qian, Huang Bing*. 2022. An ontogenetic study of Eospirigerina putilla (Brachiopoda). Palaeoworld. http://dx.doi.org/10.1080/14772019.2022.2145920. Wang Qian, Huang Bing* and Li Rongyu, 2022. A low-diversity, silicified Hirnantia fauna from butuo, southwestern sichuan, on the western margin of Yangtze platform. Palaeoworld. https://doi.org/10.1016/j.palwor.2021.12.005. 图1 四川布拖乌科Hirnantia动物群优势分子Dalmanella testudinaria(左,Wang et al., 2022),云南镇雄大嘎啦E-C动物群优势分子Eospirigerina putilla(右,Wang and Huang, 2022) 图2 该Hirnantia动物群优势分子Dalmanella testudinaria的生存曲线与回归分析(上,Wang et al., 2022),该E-C动物群优势分子Eospirigerina putilla的生存曲线与回归分析(下,Wang and Huang, 2022)
图3 E-C动物群优势分子Eospirigerina putilla的形态空间分析(Wang and Huang, 2022)