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生命密碼,超級震撼!2017年度中國古生物學十大進展發布

科技日報記者 喬地

9月17日,中國古生物學會在鄭州公布2017年度中國古生物學十大進展評選結果。該評選中國古生物學會理事和分支機構提名推薦,經中國古生物學會第十一屆理事會成員和榮譽理事(含院士)組成評審委員會進行評選與審核。

進展一:

大量3D翼龍蛋和胚胎首次發現

由中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員、中國科學院大學教授汪筱林領導的研究團隊,於2017年12月1日在《科學》上發表了有關哈密翼龍動物群的最新研究成果。

哈密翼龍生態復原圖(趙闖繪)

經過十餘年連續的野外科考工作,研究團隊在新疆哈密戈壁下白堊統地層中發現並搶救性採集了一件超過200枚3D翼龍蛋、胚胎和骨骼三位一體保存的重要化石標本,其中有16枚三維立體的胚胎化石,這是世界上首次發現3D翼龍胚胎,為突發性的湖泊風暴事件導致翼龍集群死亡並快速埋藏才得以保存的珍貴標本。

該研究揭示了哈密翼龍具有相對早熟的胚胎髮育模式,其後肢發育速度較前肢快,孵化之後只能走不能飛;牙齒尚未萌出,還不能主動覓食,需要父母照料;從胚胎到亞成年都具有快速生長的骨組織類型。

在《科學》同期配發的評述中,英國學者認為該研究是「認識翼龍繁殖的關鍵進展」,同時該研究所涉及的翼龍種類也被認為是「所有翼龍中被了解最為透徹的一個類型」。

進展二:

出版腕足動物化石的「四庫全書」

由中國科學院南京地質古生物研究所戎嘉余院士主編、來自十家單位的二十餘位學者先後歷時近三十年編撰完成的全英文《中國顯生宙腕足動物屬志》於2017年12月由科學出版社正式出版。

《中國顯生宙腕足動物屬志》分上、下兩冊出版,共一千餘頁

本書對中國顯生宙古生代(寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀和二疊紀)和中生代(三疊紀、侏羅紀和白堊紀)9個紀的海相地層中,於1883年至2015年間根據中國材料創建的757個屬的腕足動物化石進行逐一查考和再研究,對屬的取捨及其分類位置提出新觀點。

在最新各紀年代地層的框架下,更新各屬的地層歷程和地理分布;在梳理其他腕足動物屬的基礎上,論述各時期的組合或動物群;顯示其在地層劃分對比、盆地分析和礦產勘探上具有的重要意義;同時在古生態、古生物地理、古氣候與古環境以及在全球古地理再造上,也展示了它獨到的學術價值。

中國顯生宙各紀有代表性的腕足動物及中國各省(自治區、直轄市)新建腕足動物屬的數目

作為一本學術參考書和工具書,該書稱得上是腕足動物化石的「四庫全書」。它充分體現了基礎性研究中最平實卻又最重要的一環,是大量門類古生物學家堅持十數年細緻工作的結果。是對中國腕足動物的一次全面而系統的總結,為國內外同行進行全球總結和腕足動物宏演化歷程的深化研究,提供了可靠的基礎資料。

進展三:

侏羅紀滑翔哺乳形類動物的新發現

由北京自然博物館孟慶金研究員所率領的研究團隊於2017年8月17日的《自然》雜誌上報道了侏羅紀會滑翔的哺乳形類動物的重要發現。新發現的滑翔動物屬於哺乳形類動物基幹支系,是現代哺乳動物的祖先類群,也是所有哺乳動物漫長演化歷程中已知系統位置最為原始的、具有皮翼的滑翔動物。

似叉骨祖翼獸(Maiopatagium furculiferum)復原圖(趙闖繪)

新發現表明,滑翔功能和運動行為,在遠古哺乳動物祖先類型就曾經演化出現,並在恐龍時代的生態系統中,就已經分異並適應多元生態環境了,甚至發展出其它脊椎動物無法進入到的新的生境,這也進一步支持和擴展了哺乳動物在最早期就曾出現多樣演化的新觀點,也為中生代脊椎動物生態系統的結構多樣化提供了新證據。

進展四:

發現華南寒武系有口無肛新動物

陝南寒武紀寬川鋪組毫米級微型動物化石——冠狀皺囊蟲

圖左為皺囊蟲標本,圖右為其復原圖

西北大學舒德干院士團隊的韓健研究員等人於2017年2月9日在《自然》雜誌上發表封面論文,報道了發現於我國陝南寒武系底部寬川鋪組(距今5.35億年前)毫米級球囊型動物化石——冠狀皺囊蟲。皺囊蟲代表著已知最古老、最原始的後口動物,或代表基礎動物與後口動物之間的珍稀過渡類群。

該論文填補了原始後口動物的化石實證與分子進化鍾預測的起源時間之間的鴻溝;揭示了兩側對稱動物體型在寒武紀逐漸增大的演化規律;對在前寒武紀地層中探尋其它動物門類的始祖具有重要啟示。

進展五:

中國許昌發現晚更新世古老型人類頭骨

許昌1號(左)和2號(右)復原頭骨

由中國科學院古脊椎動物與古人類研究所李占揚、吳秀傑研究員率領的研究團隊於2017年3月3日《科學》雜誌上報道了河南許昌發現的新型古人類頭骨化石。研究顯示,距今10.5-12.5萬年,東亞大陸生存著一類具有東亞中更新世直立人、歐洲尼安德特人和早期現代人混合形態的特殊人群。

該研究表明晚更新世早期,在中國境內可能並存有多種古人類群體,不同群體之間有雜交或者基因交流產生。許昌人為中國古人類演化的地區連續性以及與歐洲古人類之間的交流提供了一定程度的支持。

進展六:

地質微生物記錄海洋和

陸地的極端環境事件

分別從岩石和沉積物中檢測出來示蹤極端海洋環境(上,黃色背景)和陸地大幹旱(下,綠色背景)的地質微生物脂類分子結構圖

地質時期的細菌和古菌等微生物很難開展研究,而它們記錄的古氣候古環境信息更難識別,因而需要技術手段與研究方法的創新。中國地質大學(武漢)謝樹成教授等在利用地質微生物研究陸地極端乾旱事件和海洋極端環境事件方面取得突破,發現地質微生物不僅能夠識別2.52億年前引起最大生物滅絕的惡劣古海洋環境,而且能夠識別最近35萬年以來陸地發生的大幹旱事件。

這兩項成果顯示了小小微生物能夠訴說地球大災難,為古生物學服務全球變化領域開拓了新方向。兩篇成果發表於2017年的《地球與行星科學雜誌》。

進展七:

1.3億年前早期鳥類化石

揭示尾骨與尾羽獨立演化

發現於1.3億年前的具有犁狀尾綜骨和奇特後肢羽毛的多齒脛羽鳥

由中國科學院古脊椎動物與古人類研究所王敏副研究員所屬的研究團隊於2017年1月31日的《自然 通訊》雜誌上報道了有關原始鳥類尾骨和尾羽演化的重要發現。

在恐龍向鳥類的演化過程中,尾骨變化最為顯著,然而這一過程並不清楚。現代鳥類的尾骨縮短成犁狀的尾綜骨,其上附有扇狀尾羽而構成飛行的重要組成部分。

學術界普遍認為犁狀尾綜骨和扇狀尾羽是同步演化的。王敏等人報道了在河北白堊紀地層中發現的反鳥類多齒脛羽鳥,其尾骨與現代鳥類相似,但尾羽並非扇狀,據此提出「犁狀尾綜骨與扇狀尾羽在早期鳥類中相互獨立」的假設,挑戰了此前長期佔主流的學術觀點。

進展八:

解密最古老樹木的生長模式

由中國科學院南京地質古生物研究所徐洪河研究員所帶領的研究團隊於2017年10月23日在《美國國家科學院院刊》上研究了代表地球上最古老樹木的硅化保存化石,理論性地識別出了地球上最早構成森林植物的生長機理。本項研究基於我國新疆塔城和美國紐約州的化石材料,運用植物解剖學研究方法,首次識別出了世界上最古老樹木的內部解剖結構特徵,並為最古老樹木的生長方式建立了理論模型。

新疆塔城地區晚泥盆世枝蕨類植物Xinicaulis 莖幹橫切面 左圖為一個較小樹榦的完整橫切面,右圖為一個較大樹榦的局部

該研究是基於描述性古生物學所開展的演化與理論研究,對於探討陸地生態系統的發展與完善具有重要的指示意義。論文發表以來,在多平台、多媒體以及學術界產生了顯著的影響。

進展九:

緬甸琥珀中隱翅蟲化石揭示

白堊紀蘑菇多樣性及最早的社會性寄生

圖9-1白堊紀中期巨須隱翅蟲與蘑菇的生態復原圖

由中國科學院南京地質古生物研究所蔡晨陽博士、黃迪穎研究員所率領的研究團隊於《自然 通訊》發表論文,通過對一億年前緬甸琥珀中昆蟲和蘑菇的研究,揭示白堊紀蘑菇多樣性和社會性寄生現象。不僅發現了多種罕見的蘑菇化石,直接證明傘菌的多樣性,還從隱翅蟲的形態功能學研究入手,間接揭示蘑菇的早期多樣性,並將蘑菇演化歷史推前2500萬年。

圖9-2白堊紀螱客的生態復原圖

寄生白蟻巢穴的螱客代表已知最早的社會性寄生昆蟲。該發現對認識白堊紀生態系統中昆蟲與真菌以及昆蟲之間的複雜關係具有重要意義。

進展十:

晚二疊世木材蛀孔展示了

一個複雜的生態關係網路

晚二疊世松柏類植物莖幹中的甲蟲蛀孔以及蛀孔中保存的多種節肢動物和真菌化石

由雲南大學深時陸地生態研究所馮卓研究員率領的國際團隊於2017年9月15日在《自然 通訊》雜誌發表了晚二疊世蛀木甲蟲生態學的重要研究成果。在這之前,人們對地質歷史時期昆蟲生態學的認識十分有限。

馮卓等人首次報道了晚二疊世蛀木甲蟲在松柏類植物莖幹中高度複雜化的蛀孔構造,發現了蛀木甲蟲特殊的取食行為和發育過程中顯著的食性轉變現象。該研究不僅為深入認識化石昆蟲生態、植物與昆蟲協同演化提供了證據,同時也為探索昆蟲的社會化和「農業化」現象的起源提供了線索。

來源:科技日報 文中圖片由作者提供

編輯:劉義陽

審核:管晶晶

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