中国古生物学会在南京发布“2021年度中国古生物学十大进展”

(神秘的地球uux.cn报道)据中国古生物学会(学会秘书处、盛捷):2022年3月10日,中国古生物学会在南京发布“2021年度中国古生物学十大进展”评选结果。学会秘书长张元动主持发布仪式,学会副理事长王永栋、学会常务副秘书长吴荣昌以及在宁的进展完成者等出席本次发布会。

中国古生物学会在南京发布“2021年度中国古生物学十大进展”

本次入选成果由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、中国科学院南京地质古生物研究所、北京大学、西北大学、中国地质大学(武汉)、河北地质大学等科研院所和高校领衔完成。

中国古生物学十大进展的评选活动旨在激发古生物学者的科研热情,宣传我国科技工作者在古生物学各个分支方向上所取得的具有国际影响力的高水平创新研究成果,同时,促进我国古生物学的科学普及,推动古生物学研究、科学传播和化石保护工作。

本次十大进展的具体内容分别是:

1) 解锁东亚长时间尺度下古人群动态演变和适应性基因演化;

2) 化石证据揭示苔藓动物门起源于寒武纪早期;

3) 热河哺乳形动物的挖掘趋同演化与脊柱的演化发育意义;

4) 内蒙古早白垩世新化石揭示被子植物起源之谜;

5) 古生物脂类对不同古气候因子的重建和示踪;

6) 晚古生代化石宝库“植物庞贝城”系统研究;

7) 雪球地球冰期结束后全球古海洋环境的精细刻画;

8) 古-中生代之交大气CO2浓度升高与陆地生态系统扰动;

9) 中国发现晚更新世一个新人种:龙人及其独立第三演化支序;

10)青藏高原柴达木盆地典型埃迪卡拉化石的发现及其古地理意义。

中国古生物学会成立于1929年,至今已有90余年的历史,是国内成立最早的自然科学学术团体之一。自2017年始,“中国古生物学年度十大进展”的评选和发布工作已举办六届,每次评选受均到学界、社会广泛关注,极大促进了我国古生物学的发展。

新华社、光明日报、科技日报、中国新闻社、中国科学报、江苏电视台、江苏有线、中国江苏网、扬子晚报、江苏科技报、南京电视台、南京日报、江苏凤凰科技出版社等十余家中央和省市新闻媒体对此次活动予以关注。

2021年度中国古生物学十大进展如下

进展一解锁东亚长时间尺度下古人群动态演变和适应性基因演化

长时间尺度下,尤其是末次盛冰期前后,东亚人群的系统性基因组研究尚属空白。针对该缺环,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究员联合云南大学、云南省文物考古研究所、山东大学、广西文物保护与考古研究所、平潭国际南岛语族研究院等合作研究团队,通过解析我国北方黑龙江、南方广西和福建等地距今约40,000~300年人类古基因组,揭示了东亚四万年来人群的动态遗传历史及特有适应性基因的选择机制,且在广西新发现一支迥然不同的古东亚人群,为探究东亚古人群复杂的演化模式提供了新的洞见,首次从遗传学角度探索人类与环境关系提供了重要证据。相关成果发表在《细胞》(Cell)杂志上。

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付巧妹研究员带领古DNA实验团队在超净实验室里探讨古DNA提取方案

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东亚北方末次盛冰期前后人群动态示意图(付巧妹供图)

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东亚南方1.1万年以来人群动态示意图

进展二化石证据揭示苔藓动物门起源于寒武纪早期

寒武纪大爆发是地球上已知的最为宏伟的两侧动物生命爆发事件,在5.3亿年前后的地层中突然爆发性地出现了包括脊椎动物在内的几乎所有的现生动物的早期祖先代表。其中包括了大型的捕食者和奇异的各种动物类型。但地质历史中非常重要的动物门类—苔藓动物门,在寒武纪却一直缺乏确凿的化石记录。该门类个体微小,群体生活、模块化生长,生态复杂,因此被认为是奥陶纪大辐射的产物。

西北大学早期生命研究团队张志飞教授带领的国际科研小组,通过酸蚀处理技术在陕南镇巴县小洋镇小洋坝剖面灯影组西蒿坪段,发现了地球已知最早的苔藓动物(苔藓虫)化石,研究发现两侧动物模块化生长和群落分布比想象的要早得多,表明现代苔藓虫可能起源于群居的祖先类型而不是单体生活祖先。该化石的发现进一步支持了舒德干院士团队提出的“地球动物树成型和三幕式寒武纪大爆发”假说,完善了寒武纪地球动物树历时四千万年的构建过程,有效地衔接了地球动物三大亚界(基础动物、原口动物和后口动物)爆发性、分阶段出现的化石证据链。这一发现将苔藓动物门的地质历史从奥陶纪前推到寒武纪大爆发早期,前推至少5000万年。相关成果发表在《自然》(Nature)杂志上。

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寒武纪早期的苔藓动物化石门房原始蜂巢虫。扫描电子显微成像 (a),与显微CT成像,示弦切面 (b) 与纵切面 (c)。红色:底壁;蓝色:前壁;绿色:中板;黄色:中板内填充的基质。(张志亮供图)

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陕南镇巴发现的最早苔藓虫化石(张志飞供图)

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门房原始蜂巢虫Protomelission gatehousei 生态复原图 (张志飞供图)

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2016年研究团队野外工作照,张志飞教授(左1)、陈飞扬(左2)、Glenn A. Brock (右3)、Christian Skovsted (右2)、张志亮 (右1) (张志飞供图)

进展三热河哺乳形动物的挖掘趋同演化与脊柱的演化发育意义

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所毛方园团队在《自然》(Nature)杂志上报道了早白垩热河生物群两个掘地穴居的哺乳形新属种。研究表明,穴居和挖掘适应在哺乳形动物中独立演化了多次;除了肢骨的特化,还伴有椎体的形变和量变;从中生代开始,哺乳动物躯干的多样性表型变化,已形成了具有一定可塑性的发育机制,并保持到现生种类中;在此机制下,物种为适应自然选择产生的生态习性和生物力学需求,形成了哺乳形类身体躯干的多样性。

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中国掘兽和陈氏掘尖齿兽正型标本(毛方园供图)

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哺乳形系统发育框架及主要类群的分异时间(张驰分析)

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团队工作照(左毛方园,右张驰)

进展四内蒙古早白垩世新化石揭示被子植物起源之谜

中国科学院南京地质古生物研究所史恭乐研究员领衔的国际研究团队,2021年5月在《自然》杂志发表了有关被子植物起源的最新研究。被子植物起源是演化生物学最重要的科学问题之一。化石记录显示被子植物在早白垩世突然大量出现,达尔文对此困惑不解,称之为“讨厌之谜”。研究团体在我国内蒙发现了一个早白垩世硅化植物群。植物群中一种新的绝灭种子植物,其包裹种子的弯曲托斗类似被子植物原始类群倒生胚珠的外珠被。谱系发育分析显示内蒙具托斗植物和具有相似弯曲托斗的绝灭种子植物是被子植物的近亲。这一大类被子植物近亲类群可追溯至晚二叠世,表明被子植物的祖先类群在距今约2.6亿年就已经出现。

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利用分割显微断层扫描数据三维重建的内蒙古早白垩世具托斗种子植物。

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内蒙古早白垩世具托斗种子植物。

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史恭乐研究员野外工作照

进展五古生物脂类对不同古气候因子的重建和示踪

古生物对古气候变化相当敏感,但很难实现古温度和古湿度这两类不同因子的精准分离,也难以识别大气粉尘的远程输送源区。由中国地质大学(武汉)谢树成带领的研究团队在这方面取得创新性成果。他们利用细菌、古菌等地质微生物以及植物脂类分子分别建立了示踪这些不同古气候因子的原创性代用指标,为地球生物学服务全球变化领域开拓了新方向,显示了地质微生物在地球科学领域具有广阔的应用前景和很强的科学传播价值。

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全球范围土壤样品中细菌3-羟基脂肪酸温度代用指标RAN15和RAN17与年均温度(MAAT)的线性关系

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地质记录(左)与古气候模型模拟(右)显示了晚中新世到上新世中国东部干湿古气候的“三极”模态空间变化规律(左边与右边的地点对应关系:a-1, b-2, c-3, d-4, e-5,6, f-7)

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南海深水沉积物脂类氢同位素值与亚洲内陆干旱半干旱区的一致,说明它们之间存在关联

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南海深水沉积物脂类氢同位素值与亚洲内陆干旱半干旱区的一致,说明它们之间存在关联

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研究团队部分成员合影,前排左起:罗根明,党心悦,朱宗敏,谢树成,黄俊华,阮小燕,张宏斌;后排左起:秦养民,陈林,杨欢,黄咸雨,周文凤,吕晓霞,王灿发

进展六晚古生代化石宝库“植物庞贝城”系统研究

煤作为一种植物化石能源,被誉为黑色的金子、工业的粮食,是18世纪以来人类使用的主要能源之一。那么,形成煤的远古森林包括哪些植物?森林的面貌是怎样的呢?

中国科学院南京地质古生物研究所王军研究员带领研究团队开展“植物庞贝城”的研究工作,“植物庞贝城”是位于中国内蒙古乌达煤田一座珍贵的早二叠世沼泽森林化石宝库,对它的研究,揭示了石炭-二叠纪成煤沼泽森林的物种构成和森林实际面貌。特别是,其中对于华夏植物群特色分子瓢叶目植物的相关研究,明确了其属于前裸子植物的系统分类位置,解决了一个困扰古植物学界200年的难题。

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“植物庞贝城”北部沼泽森林面貌复原

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成煤植物瓢叶类乌海拟齿叶Paratingia wuhaia复原图

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“植物庞贝城”野外样方统计与发掘现场

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“植物庞贝城”研究团队野外考察现场:清理完火山凝灰岩上覆岩层后站在凝灰岩层上的留影

进展七雪球地球冰期结束后全球古海洋环境的精细刻画

真核生物在成冰纪雪球地球消融后的辐射演化揭示了极端气候对生命演化的促进作用。

北京大学沈冰教授带领的联合研究团队,对我国华南的冰期地层开展了系统研究,高精度重建了全球冰期消融时海洋环境的变化。研究揭示了雪球地球结束后海洋中活跃的甲烷生成与释放、大气氧气浓度升高和海水缺氧硫化状态的消失,精细刻画了冰期结束过程海洋生物地球化学循环的演化,对于揭示早期真核生物辐射演化的古环境背景具有重要科学意义。

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北京大学沈冰教授和研究团队成员郎咸国教授野外工作照

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Marinoan冰期盖帽碳酸盐岩之下的纹层状粉砂岩(贵州铜仁)

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全球Marinoan冰期盖帽碳酸盐岩的碳同位素数据统计分布图


进展八古-中生代之交大气CO2浓度升高与陆地生态系统扰动

研究重大地质转折期生物与环境的相互作用和协同演变能够为预测当代全球变化趋势提供科学参考。中国地质大学(武汉)主导的合作研究团队通过解析我国陆相地质记录中的生物与环境信息,揭示了古-中生代之交大气二氧化碳浓度(pCO2)升高背景下的陆地生态系统扰动过程。该团队重建了二叠纪-三叠纪之交pCO2的连续变化趋势,发现pCO2由灭绝前的420 ppmv升高到2500 ppmv,温室气体的剧增引起升温和季节性干旱,伴随着植物的灭绝发生了频繁而高强度的野火事件。此外,在重金属元素富集层位发现了石松类孢子四分体含量急剧升高的现象。该成果有助于全面认识古-中生代之交气候演变和陆相生物灭绝以及生理学响应之间的联系,同时对定量研究地质历史时期的地球气候敏感性有着重要意义。

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二叠纪-三叠纪之交陆相地层中的石松类孢子四分体,来自岩心ZK4703(楚道亮 供图)

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二叠纪-三叠纪之交大气二氧化碳浓度连续变化趋势和植物碎屑材料(楚道亮、吴玉样供图)

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研究团队部分成员野外合影,由左至右依次为楚道亮、田力、Jacopo Dal Corso、宋海军、宋虎跃(楚道亮供图)

进展九中国发现晚更新世一个新人种:龙人及其独立第三演化支序

龙人(Homo longi sp. nov.)因在中国东北哈尔滨市发现的更新世古人类头骨化石而命名,距今15~31万年,为研究智人起源和人类演化提供了至关重要的证据。该成果由河北地质大学季强教授等领衔的国际合作研究团队完成,三篇成果发表在《The Innovation》杂志。龙人以及陕西大荔人、辽宁金牛山人、安徽华龙洞人、青藏高原夏河人等古人类构成了东亚地区特有的一个独立的演化支系(第三演化支系),与智人支系为姊妹群关系,即二者有一个共同的祖先。

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季强教授、倪喜军教授和Chris Stringer教授

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龙人头骨照片(正侧面)

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龙人生态复原图(赵闯绘)

进展十青藏高原柴达木盆地典型埃迪卡拉化石的发现及其古地理意义

埃迪卡拉化石是寒武纪大爆发前夕非常重要的一类宏体软躯体生物化石。由中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队领衔,和北京大学、成都理工大学组成的合作研究团队于2021年10月1日在《地质学》(Geology)上报道了第二次青藏科考的过程中在柴达木盆地发现的典型埃迪卡拉化石。这是在中国西北地区首次发现的埃迪卡拉生物群产地,也是迄今为止在青藏高原发现的最古老的化石生物群。全吉山地区元古宙地层序列的综合分析对比为探讨柴达木板块和华北板块在前寒武纪末期的古地理关系及当时全球古地理格局提供了重要的证据。

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野外发现第一块埃迪卡拉化石

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全吉山生物群的代表性埃迪卡拉化石恰尼虫(A-C)、盾盘虫(D)和陕西迹(E-G)

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2020年联合考察队伍在全吉山

相关报道:南京古生物所三项成果入选2021年度中国古生物学十大进展

(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学院南京地质古生物研究所:2022年3月10日,中国古生物学会在南京发布“2021年度中国古生物学十大进展”评选结果。来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、中国科学院南京地质古生物研究所、北京大学、西北大学、中国地质大学(武汉)、河北地质大学等科研院所和高校领衔完成的一批具有国际水平的科研成果入选。其中,由南京古生物所领衔完成的三项成果入选2021年度中国古生物学十大进展。 

本次入选十大进展的成果包括:1)解锁东亚长时间尺度下古人群动态演变和适应性基因演化;2)化石证据揭示苔藓动物门起源于寒武纪早期;3)热河哺乳形动物的挖掘趋同演化与脊柱的演化发育意义;4)内蒙古早白垩世新化石揭示被子植物起源之谜;5)古生物脂类对不同古气候因子的重建和示踪;6)晚古生代化石宝库“植物庞贝城”系统研究;7)雪球地球冰期结束后全球古海洋环境的精细刻画;8)古-中生代之交大气CO2浓度升高与陆地生态系统扰动;9)中国发现晚更新世一个新人种:龙人及其独立第三演化支序;10)青藏高原柴达木盆地典型埃迪卡拉化石的发现及其古地理意义。 

由南京古生物所领衔完成的三项成果包括:史恭乐研究员领衔的国际研究团队完成的“内蒙古早白垩世新化石揭示被子植物起源之谜”,王军研究员主持完成的“晚古生代化石宝库‘植物庞贝城’系统研究”,以及庞科副研究员领衔的早期生命团队完成的“青藏高原柴达木盆地典型埃迪卡拉化石的发现及其古地理意义”。 

中国古生物学十大进展的评选活动旨在激发古生物学者的科研热情,宣传我国科技工作者在古生物学各个分支方向上所取得的具有国际影响力的高水平创新研究成果,同时,促进我国古生物学的科学普及,推动古生物学研究、科学传播和化石保护工作。 

中国古生物学会成立于1929年,至今已有90余年的历史,是国内成立最早的自然科学学术团体之一。自2017年始,“中国古生物学年度十大进展”的评选和发布工作已举办六届,每次评选受均到学界、社会广泛关注,极大促进了我国古生物学的发展。 

三项入选成果信息: 

内蒙古早白垩世新化石揭示被子植物起源之谜 

中国科学院南京地质古生物研究所史恭乐研究员领衔的国际研究团队,2021年5月在《自然》杂志发表了有关被子植物起源的最新研究。被子植物起源是演化生物学最重要的科学问题之一。化石记录显示被子植物在早白垩世突然大量出现,达尔文对此困惑不解,称之为“讨厌之谜”。研究团体在我国内蒙发现了一个早白垩世硅化植物群。植物群中一种新的绝灭种子植物,其包裹种子的弯曲托斗类似被子植物原始类群倒生胚珠的外珠被。谱系发育分析显示内蒙具托斗植物和具有相似弯曲托斗的绝灭种子植物是被子植物的近亲。这一大类被子植物近亲类群可追溯至晚二叠世,表明被子植物的祖先类群在距今约2.6亿年就已经出现。 

SHI Gongle*, HERRERA Fabiany., HERENDEEN Patrick S., CLARK Elizabeth G., CRANE Peter R., 2021. Mesozoic cupules and the origin of the angiosperm second integument. Nature 594, 223–226. (corresponding author) . https://doi.org/10.1038/s41586-021-03598-w 

晚古生代化石宝库“植物庞贝城”系统研究 

煤作为一种植物化石能源,被誉为黑色的金子、工业的粮食,是18世纪以来人类使用的主要能源之一。那么,形成煤的远古森林包括哪些植物?森林的面貌是怎样的呢? 

中国科学院南京地质古生物研究所王军研究员带领研究团队开展“植物庞贝城”的研究工作,“植物庞贝城”是位于中国内蒙古乌达煤田一座珍贵的早二叠世沼泽森林化石宝库,对它的研究,揭示了石炭-二叠纪成煤沼泽森林的物种构成和森林实际面貌。特别是,其中对于华夏植物群特色分子瓢叶目植物的相关研究,明确了其属于前裸子植物的系统分类位置,解决了一个困扰古植物学界200年的难题。 

Jun Wang, Jason Hilton, Hermann W. Pfefferkorn, Shijun Wang, Yi Zhang, Jiri Bek, 2021a. Ancient noeggerathialean reveals the seed plant sister group diversified alongside the primary seed plant radiation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 118: e2013442118. https://doi.org/10.1073/pnas.2013442118. 

青藏高原柴达木盆地典型埃迪卡拉化石的发现及其古地理意义 

埃迪卡拉化石是寒武纪大爆发前夕非常重要的一类宏体软躯体生物化石。由中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队领衔,和北京大学、成都理工大学组成的合作研究团队于2021年10月1日在《地质学》(Geology)上报道了第二次青藏科考的过程中在柴达木盆地发现的典型埃迪卡拉化石。这是在中国西北地区首次发现的埃迪卡拉生物群产地,也是迄今为止在青藏高原发现的最古老的化石生物群。全吉山地区元古宙地层序列的综合分析对比为探讨柴达木板块和华北板块在前寒武纪末期的古地理关系及当时全球古地理格局提供了重要的证据。 

PANG Ke*, WU Chengxi, SUN Yunpeng, OUYANG Qing, YUAN Xunlai, SHEN Bing, LANG Xianguo, WANG Ruimin, CHEN Zhe*, ZHOU Chuanming*. 2021. New Ediacara-type fossils and late Ediacaran stratigraphy from the northern Qaidam Basin (China): paleogeographic implications. Geology, 49(10): 1160–1164. DOI: 10.1130/G48842.1. (corresponding authors). https://doi.org/10.1130/G48842.1.

相关报道:西北大学张志飞团队成果入选“2021年度中国古生物学十大进展”

(神秘的地球uux.cn报道)据西北大学:3月10日,中国古生物学会在南京发布“2021年度中国古生物学十大进展”评选结果。西北大学早期生命研究团队张志飞教授带领的国际团队发现的地球已知最早的苔藓动物(苔藓虫)化石,入选本次古生物学十大进展。

另悉,由西北大学校友付巧妹、王军分别率领团队完成的 “解锁东亚长时间尺度下古人群动态演变和适应性基因演化”和“晚古生代化石宝库‘植物庞贝城’系统研究”两项成果也入选了本次“中国古生物学年度十大进展”。

“2021年度中国古生物学十大进展”

1) 解锁东亚长时间尺度下古人群动态演变和适应性基因演化;

2) 化石证据揭示苔藓动物门起源于寒武纪早期;

3) 热河哺乳形动物的挖掘趋同演化与脊柱的演化发育意义;

4) 内蒙古早白垩世新化石揭示被子植物起源之谜;

5) 古生物脂类对不同古气候因子的重建和示踪;

6) 晚古生代化石宝库“植物庞贝城”系统研究;

7) 雪球地球冰期结束后全球古海洋环境的精细刻画;

8) 古-中生代之交大气CO2浓度升高与陆地生态系统扰动;

9) 中国发现晚更新世一个新人种:龙人及其独立第三演化支序;

10)青藏高原柴达木盆地典型埃迪卡拉化石的发现及其古地理意义。

化石证据揭示苔藓动物门起源于寒武纪早期

寒武纪大爆发是地球上已知的最为宏伟的两侧动物生命爆发事件,在5.3亿年前后的地层中,突然爆发性地出现了包括脊椎动物在内的几乎所有的现生动物的早期祖先代表。其中包括了大型的捕食者和奇异的各种动物类型。但地质历史中非常重要的动物门类—苔藓动物门,在寒武纪却一直缺乏确凿的化石记录。该门类个体微小,群体生活,模块化生长,生态复杂,因此被认为是奥陶纪大辐射的产物。

早期生命研究团队张志飞教授带领的国际科研小组,通过酸蚀处理技术在陕南镇巴县小洋镇小洋坝剖面灯影组西蒿坪段,发现了地球已知最早的苔藓动物(苔藓虫)化石,研究发现两侧动物模块化生长和群落分布比想象的要早得多,表明现代苔藓虫可能起源于群居的祖先类型而不是单体生活祖先。

该化石的发现进一步支持了舒德干院士团队提出的“地球动物树成型和三幕式寒武纪大爆发”假说,完善了寒武纪地球动物树历时四千万年的构建过程,有效地衔接了地球动物三大亚界(基础动物、原口动物和后口动物)爆发性、分阶段出现的化石证据链。这一发现将苔藓动物门的地质历史从奥陶纪前推到寒武纪大爆发早期,前推至少5000万年。相关成果发表在《自然》(Nature)杂志上。

西北大学地质学系近几年围绕世界一流学科建设,持续深化改革,创新科研组织方式,推行揭榜挂帅制度,在科学原始创新方面取得系列重大突破,相关成果在Nature、Science等世界顶级刊物上发表。“十三五”期间,学校共有四项成果先后入选“中国古生物学年度十大进展”,此次是该团队研究成果第五次入选,实现“十四五”良好开局。

“中国古生物学年度十大进展”始于2017年,每年评选一次,由中国古生物学会负责发布。该评选旨在激发古生物学者的科研热情,宣传我国科技工作者在古生物学各个分支方向上所取得的具有国际影响力的高水平创新研究成果,同时,促进我国古生物学的科学普及,推动古生物学研究、科学传播和化石保护工作。

该评选工作至今已举办六届,每次评选均受到学界、社会广泛关注,极大促进了我国古生物学的发展。每年入选的成果集中体现了我国科学家和我国科研机构在过去的一年中,在古生物学及相关研究领域所取得的具有国际影响力的高水平重大科学成果,对于探究生命起源和演化的奥秘,加强科学传播力和社会影响力具有举足轻重的作用。

相关报道:我校早期生命研究团队成果入选“2021年度中国古生物学十大进展”

(神秘的地球uux.cn报道)据西北大学科技处:3月10日,中国古生物学会在南京发布“2021年度中国古生物学十大进展”评选结果。西北大学早期生命研究团队张志飞教授带领的国际团队发现的地球已知最早的苔藓动物(苔藓虫)化石,入选本次古生物学十大进展。

另悉,由西北大学校友付巧妹、王军分别率领团队完成的 “解锁东亚长时间尺度下古人群动态演变和适应性基因演化”和“晚古生代化石宝库‘植物庞贝城’系统研究”两项成果也入选了本次“中国古生物学年度十大进展”。

寒武纪大爆发是地球上已知的最为宏伟的两侧动物生命爆发事件,在5.3亿年前后的地层中,突然爆发性地出现了包括脊椎动物在内的几乎所有的现生动物的早期祖先代表。其中包括了大型的捕食者和奇异的各种动物类型。但地质历史中非常重要的动物门类—苔藓动物门,在寒武纪却一直缺乏确凿的化石记录。该门类个体微小,群体生活,模块化生长,生态复杂,因此被认为是奥陶纪大辐射的产物。

早期生命研究团队张志飞教授带领的国际科研小组,通过酸蚀处理技术在陕南镇巴县小洋镇小洋坝剖面灯影组西蒿坪段,发现了地球已知最早的苔藓动物(苔藓虫)化石,研究发现两侧动物模块化生长和群落分布比想象的要早得多,表明现代苔藓虫可能起源于群居的祖先类型而不是单体生活祖先。该化石的发现进一步支持了舒德干院士团队提出的“地球动物树成型和三幕式寒武纪大爆发”假说,完善了寒武纪地球动物树历时四千万年的构建过程,有效地衔接了地球动物三大亚界(基础动物、原口动物和后口动物)爆发性、分阶段出现的化石证据链。这一发现将苔藓动物门的地质历史从奥陶纪前推到寒武纪大爆发早期,前推至少5000万年。相关成果发表在《自然》(Nature)杂志上。

学校近几年围绕世界一流学科建设,持续深化改革,创新科研组织方式,推行揭榜挂帅制度,在科学原始创新方面取得系列重大突破,相关成果在Nature、Science等世界顶级刊物上发表。“十三五”期间,学校共有四项成果先后入选“中国古生物学年度十大进展”,此次是该团队研究成果第五次入选,实现“十四五”良好开局。

相关报道:两亿五千年万年前的“生物大灭绝”前后发生了什么?地大团队发现这一异常现象

(神秘的地球uux.cn报道)据长江日报大武汉客户端3月12日讯(记者 谭芳):近日,中国古生物学会发布了“中国古生物学2021年度十大进展”评选结果。中国地质大学(武汉)谢树成院士研究团队的成果《古生物脂类对不同古气候因子的重建和示踪》、童金南教授研究团队的成果《古—中生代之交大气二氧化碳浓度升高与陆地生态系统扰动》同时入选。两项研究成果的厉害之处是啥?为我们揭秘了什么?

古代气候咋监测?他们在古生物身上“找出”新坐标

数百年前,人们才开始对地球气候进行可量化的数据监测,气温、降水、湿度等气候因子的历史记录一目了然。

但古代的气候究竟如何,对人类来说却是未解之谜。

据谢树成院士研究团队成员王灿发副研究员介绍,《古生物脂类对不同古气候因子的重建和示踪》解决的核心问题就是,建立一个指标体系,让处于现代的我们,可以去认识、重建古气候。

团队发现,细菌、古菌的细胞膜上的脂类化合物,会因气候的温度、湿度发生相应的变化。由此,古代微生物转化为现代人可以使用的“温度计”“湿度测量仪”。

在此基础上,团队利用细菌、古菌等地质微生物以及植物脂类分子分别建立了示踪这些不同古气候因子的原创性代用指标。这些历时多年才完成的成果,在国际上具有很强的原创性。

王灿发副研究员说,认识古代气候的意义在于“以古识今”。在探究古气候的同时,我们可以弄清地质历史时期气候变化的规律,从而更好地预测未来的气候变化,为建设宜居地球提供相应参考。

两亿五千年万年前的“生物大灭绝”前后发生了什么?他们发现这一异常现象

大概在两亿五千万年前,地球上发生了有史以来最严重的一次生物灭绝。当时,海洋中90%的物种都消失了,陆地上生物灭绝的比例超过70%。灭绝的原因,一直是科学家研究的热点。

团队成员楚道亮副教授说,《古—中生代之交大气二氧化碳浓度升高与陆地生态系统扰动》研究成果有两个重要发现。一是,“大灭绝”前后,大气中的二氧化碳的浓度发生了剧烈变化,二氧化碳浓度由420ppmv升高到2500ppmv,几近6倍增长。温室气体的剧增引起升温和季节性干旱,伴随着植物的灭绝发生了频繁而高强度的野火事件。二是,团队证明了当时的火山喷发释放了大量的重金属元素,对植物起到了毒化作用,表现为异常的石松类孢子四分体含量剧增。此研究对预测未来生物与气候变化趋势提供了地质历史时期的参考案例。

这些发现,源自团队对该时期植物化石的研究。为什么地质历史的植物化石能向研究人员“透露”地球变化的“秘密”呢?

楚道亮向长江日报记者解释其中的原理。“植物进行光合作用,就是吸收二氧化碳,释放氧气。我们发现,植物在不同二氧化碳浓度下进行光合作用的强度存在不同。这一强度会在植物的碳同位素中有所体现。也就是说,当我们掌握这一规律后,只要检测植物化石的碳同位素,就能估测地质历史时期的大气二氧化碳浓度。通过对全球碳同位素数据的收集,以及贵州、云南地区的该时期植物化石的采集和分析测试,让团队有了以上发现。”

相关报道:2021年度中国古生物学十大进展:解答达尔文“讨厌之谜”

(神秘的地球uux.cn报道)据《光明日报》(记者 苏雁 通讯员 姬尊雨):青藏高原地区5.5亿年前的生物长什么样?被子植物为何会“违背”达尔文进化论,在早白垩世突然大量出现?古人类是如何演化的……日前,中国古生物学会在江苏南京发布“2021年度中国古生物学十大进展”评选结果,这些谜题有了答案。

本次入选成果由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、中国科学院南京地质古生物研究所、北京大学、西北大学、中国地质大学(武汉)、河北地质大学等科研院所和高校领衔完成。“十大进展”从26项提名成果中选出,进展涉及自新元古代到第四纪的多个地质年代。

解答达尔文“讨厌之谜”

被子植物在现今绝大多数陆地生态系统中占据了主导地位,与人类的衣食住密切相关,其起源和早期演化一直都是最为重要的科学问题之一。19世纪早期古植物学研究发现,被子植物(有花植物)化石在距今1亿多年的白垩纪地层中突然大量出现,这似乎与认为生物演化是渐进的进化论相悖,达尔文对此困惑不解,甚至称之为“讨厌之谜”。

“讨厌之谜”的答案,藏在我国内蒙古东部的霍林河盆地一个特异植物群中。

2017年夏日的一天,中国科学院南京地质古生物研究所史恭乐研究团队前往内蒙古霍林河盆地的扎哈淖尔露天煤矿,不过,他们的目标并非煤炭,而是另一种深褐色的“地质宝藏”——燧石。不久后,史恭乐团队在燧石中发现了大量保存完好的距今1.26亿年前的早白垩纪时期的植物化石,化石不仅完整地保存了植物器官的三维形态,还保存了植物体组织和细胞的细节信息,是古植物学研究的理想材料。

研究团队运用传统的醋酸纤维膜撕片技术和先进的显微断层扫描(CT)技术重建了植物化石的三维外观形态和内部结构,并对这几百份保存完好的植物样本进行了比较形态学和解剖学分析。结果显示,来自内蒙古的植物化石和已经绝灭的盔籽植物的种子着生器官最为相似,其包裹种子的弯曲壳斗非常类似于被子植物中的外珠被。盔籽植物拥有开放的种子结构,却只有单层珠被,因此这类植物属于裸子植物,但与此同时,它们却有着和被子植物相似的特征。

“被子植物的外珠皮类似于花生米外边的‘红衣’。”史恭乐研究员拿着一个3D打印的内蒙古早白垩世具托斗种子植物模型,向记者介绍道:“我们在内蒙古找到的植物不是被子植物本身,而是被子植物的近亲。”此项研究证明,被子植物的祖先类群早在距今约2.5亿年前就已经出现,并不是在白垩纪突然出现的,裸子植物向被子植物的演变过程并非一蹴而就,而是一步步完成的。

“植物庞贝城”揭示煤是由什么植物形成的

被誉为“黑色的金子”的煤炭是由什么植物形成的?远古森林的面貌是怎样的?这些谜题的答案藏在“植物庞贝城”里。

“植物庞贝城”是位于内蒙古乌达煤田的一片约3亿年前的成煤沼泽森林,因一场大规模的火山活动,被火山灰沉降作用定格在原地。这种特异埋藏的保存方式与意大利庞贝古城颇为类似,故名“植物庞贝城”。从1997年至今,中国科学院南京地质古生物研究所王军研究员研究团队一直在乌达煤田这片土地探索着关于“植物庞贝城”的众多奥秘。

其中,有一个发现破解了困扰古植物学近百年的谜团:瓢叶目植物到底该归于“生命树”的什么位置?瓢叶目自20世纪30年代建立后,先后被科学家们认为是真蕨类、楔叶类、前裸子植物,或者独立的分类单元——其确切的系统分类位置一直悬而未决。在“植物庞贝城”,研究团队发现并描述了瓢叶目家族的新物种乌海拟齿叶,明确其具裸子植物木材解剖及孢子繁殖的特征,属于典型的前裸子植物,揭示了孢子植物向种子植物演化进程中的重要环节,彻底解决了瓢叶目在生命演化树中的位置。

“更重要的一点是,通过对‘植物庞贝城’的研究,我们知道了形成煤的远古森林的模样。现在能够看到的森林已经和远古森林存在很大的区别,经过上亿年的地质活动,化石植物群落往往无法保存远古森林里树木之间的关系。而‘植物庞贝城’里的树木在原地被火山灰埋藏了起来,那么我们将3亿年前的古树和森林进行复原,就知道了形成煤的森林原始面貌是怎样的。”王军研究员解释道,对“植物庞贝城”的研究在广义上能够为现今全球气候变暖、温室效应等问题,提供“回到地球深处”的答案。

科考发现青藏高原最古老的化石生物群

何为“埃迪卡拉化石”?这些化石又有什么古地理意义?在距今约5.75~5.39亿年前的埃迪卡拉纪晚期,埃迪卡拉生物群是寒武纪生命大爆发前夕全球分布范围最广的复杂生物群。其中包括多种类型的宏体软躯体生物,没有硬骨骼,有的趴在沉积物表面,有的在水体浮游。埃迪卡拉生物群研究不仅对理解早期动物演化具有重要意义,并且其不同的化石组合也能作为地层划分与对比的标志。

2020年7月,中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队与北京大学、成都理工大学的联合科考团队在对青藏高原野外考察的过程中发现了典型埃迪卡拉化石。这是继2011年该团队在湖北三峡地区发现典型的埃迪卡拉生物群化石后的第二次,是我国西北地区的“首块”。

发现埃迪卡拉化石的全吉山地区位于柴达木盆地,地貌干旱荒凉,少有植被覆盖。中国科学院南京地质古生物研究所副研究员庞科回忆起青藏科考时感慨:“西北地区工作环境比较艰苦,全吉山地区山顶和山口的地方风很大,但挖掘化石让团队成员都很兴奋,乐在其中!”

一天中午吃饭时,研究团队成员、中科院南京地质古生物研究所研究员陈哲带回了一块非常类似埃迪卡拉化石的样本,但成员们也未完全确认。下午,中国科学院南京地质古生物研究所研究生吴承曦也带回了一块不到三厘米的小化石。庞科一看,“这就是典型的埃迪卡拉化石,是恰尼虫”。随后,研究团队在柴达木盆地全吉山剖面皱节山组的紫红色砂岩中发现了更多化石标本。2021年10月,相关研究成果正式发表于国际知名地学类综合期刊《地质学》上,研究团队将该化石组合命名为全吉山生物群。

中科院南京地质古生物研究所研究员周传明向记者介绍,此次在青藏高原发现的埃迪卡拉化石生物群与湖北三峡地区的化石生物群存在一定区别,“两者是在不同的水体和底质环境下生活和保存的,三峡地区水体相对较深,藻席发育,而全吉山的埃迪卡拉生物生活在相对浅水的环境。随着后续工作的开展,我们会发现它们的生物组成面貌可能会有所不同”。

研究还发现,柴达木板块在埃迪卡拉晚期可能处于华北板块附近。华北板块和柴达木板块在埃迪卡拉晚期冰川的发育表明该时期两个板块很可能处于中-高纬度地区,而非此前被广泛认为的低纬度地区。并且,柴达木盆地埃迪卡拉化石的研究对探讨整个青藏高原的地质发育史具有重要指示意义。

链接

2021年度中国古生物学十大进展

1.解锁东亚长时间尺度下古人群动态演变和适应性基因演化;

2.化石证据揭示苔藓动物门起源于寒武纪早期;

3.热河哺乳形动物的挖掘趋同演化与脊柱的演化发育意义;

4.内蒙古早白垩世新化石揭示被子植物起源之谜;

5.古生物脂类对不同古气候因子的重建和示踪;

6.晚古生代化石宝库“植物庞贝城”系统研究;

7.雪球地球冰期结束后全球古海洋环境的精细刻画;

8.古-中生代之交大气CO2浓度升高与陆地生态系统扰动;

9.中国发现晚更新世一个新人种:龙人及其独立第三演化支序;

10.青藏高原柴达木盆地典型埃迪卡拉化石的发现及其古地理意义。

《光明日报》( 2022年03月15日 04版)(原标题:2021年度中国古生物学十大进展发布)




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