早期海绵的四辐射对称性

目前学术界对最古老后生动物门类的分支序列及系统演化仍没有共识,但大多数学者都深信海绵动物是最早分支的后生动物.现生海绵部分属种有似辐射对称、少部分有顺轴旋系对称,因此,海绵被认为是在真后生动物发育特征,如有明确的轴性对称出现之前演化的动物.其他早期后生动物门类有两侧对称、四辐射对称(刺胞动物门)、二辐射对称(栉水母门)或是没有对称轴性(扁盘动物门).本研究报道了来自华南寒武系荷塘组具有四辐射对称结构的海绵化石,并且从已报道的柱状海绵化石中鉴别出前人所忽略的四辐射对称结构.本研究指出四辐射对称是海绵的原始特征,并且推测最早的海绵始祖应该是由基因控制、外形规整、细胞结构交织而成的个体.     

复杂生物的起源和早期演化

复杂生物,包括动物、陆生植物、真菌和宏体藻类等,它们是寒武纪至现今地球生物圈的主体.根据化石记录,地球生命自38亿年前起源以来,有近30亿年是单细胞的微体生物世界,直到距今10～8亿年的新元古代早期,复杂生命才开始出现.成冰纪可靠的化石记录极少,我们对这近1亿年生命史的认识非常有限.在埃迪卡拉纪,丰富的化石记录和分子钟的估算结果均指示,复杂生物已经发生了适应辐射,也进一步诠释了达尔文的自然选择学说.现如今,如果还以宏体复杂生物化石的大量出现来定义“显生宙”,它应该包括埃迪卡拉纪更为合适.距今18～8亿年的元古宙中期是地质历史上持续时间最长、环境最为稳定的时期,生物演化也似乎处于停滞状态,被地质学家称为“枯燥的十亿年”.本文根据现代生物学的研究进展,结合以往报道的化石资料,特别是对近年来中国一系列新化石的发现进行综合分析,认为:正是在这长期稳定的环境中,原生生物和原核生物悄然地发生了寄生、共生和基因转移等一系列相互作用,演化出了复杂生物各大类型的单细胞祖先,并进一步实现了多细胞化和细胞分化,“枯燥的十亿年”并不“枯燥”,它建造了复杂生命的根基.     

性起源、性分化和地球早期生物的多样性

<周易>上说,"万物生于阴阳交合". 若将这里的万物理解为生活在地球上的多种多样的生物,阴阳交合理解为两性的分化及其有性生殖的过程,则这句写在三千多年前的话,用今天的科学术语可以表达成"有性生殖导致了生物的多样性".     

远古世界的分子窗口

<正>在19世纪中叶,达尔文被大量动物化石在寒武纪地层中突然出现而深深困扰~([1]),而寒武纪之前的岩石中似乎找不到任何化石的踪影,动物看起来似乎是"一夜之间"出现的.他在试图用化石记录的不完整性来解释这样的剧变的同时,也意识到这个问题也许会动摇他进化理论的根基.在其后的100多年中,古生物学家在前寒武纪地层中陆续发现了丰富的化石看似解决了达尔文的难题,但实际上也带来了更多的未解之谜.埃迪卡拉生物群代表了紧邻寒武     

皖南早寒武世荷塘组海绵动物群

皖南早寒武世荷塘组黑色页岩中完好地保存了数量众多和分异度较高的海绵化石, 它们代表了早寒武世一个独特的、以底栖固着和滤食性方式生活的动物群, 命名为“西递海绵动物群”. 该动物群生活于浪基面之下含氧的静水环境中. 浮游藻类的繁盛和快速沉积形成了荷塘组黑色岩系, 充足的食物供给、缺少底栖自由取食动物的竞争、早寒武世广泛分布的空白生境以及海水中氧含量垂向分层形成的选择压可能是导致海绵动物发生形态分异和个体大型化的原因.     

最古老的沟鞭藻: 来自山西永济中元古代晚期的化石和分子生物学证据

在山西永济地区中元古代晚期地层北大尖组产出丰富的、保存良好的有机壁化石, 其中有大量带刺疑源类, 在形态上和超微结构上有与沟鞭藻相似的特征(如双层壁结构和板片构造), 它们可能是最早的沟鞭藻化石. 为了进一步探讨这些有机壁化石的生物亲缘关系, 对这些有机壁化石进行了热模拟实验并分析了其热解产物, 在热模拟产物中检测到沟鞭藻的生物标志化合物——甲藻甾烷, 因此证实了形态学上的推断. 这一研究将沟鞭藻分子化石的记录提前了1~4亿年, 可能的实体化石记录提前了7~9亿年, 同时与分子钟的推测基本吻合.     

Chuaria的解剖结构及其植物属性

Chuaria是目前已知的前寒武纪的少数几个全球广布的宏体化石之一. 尽管Chuaria的研究 历史可以追溯到1899年, 但是其系统位置却至今尚未最后确定. 人们曾经围绕着这个常见化石的 系统位置提出了多个互相排斥的假说. 其中一种说法认为其是多细胞藻类, 但是这种说法由于缺 乏令人信服的解剖结构并没有得到广泛的接受. 本文清晰地揭示了Chuaria的细胞结构, Chuaria中细胞壁的存在表明其是真核多细胞藻类. 这一结论与最近生物地球化学的结论不谋而合. 其中 细胞壁厚度的变化表明该生物中已经出现初步的细胞分化. 这些前寒武纪化石细胞内的膜状结构 进一步支持该生物的真核生物属性. 这些数据和结论部分结束了长期以来围绕Chuaria分类位置 的争辩, 使得Chuaria成为少数几个已知的新元古代冰期之前出现的多细胞真核生物的成员.     

“荒漠的开垦者”——地衣

江南的仲夏是蝉的节日,欢快的鸣叫却未带给人们更多的快乐。2005年的江南显得格外闷热,于是我选择这个季节去了凉爽的东北。这次旅行一来是为了那对我们地质工作者来说充满了神奇的五大连池活火山;二来是为了我从未涉足过的黑土地;第三也可以就此逃避蝉的喧闹。然而未曾想到是,     

古元古代冰期事件: 山西五台地区滹沱群的碳同位素证据

古元古代全球性冰期(~2.3 Ga)可能是地质历史时期发育最早的雪球事件. 华北地区广泛出露古元古代轻微变质沉积岩, 但缺乏古元古代冰期事件的沉积学证据. 研究了山西五台地区古元古代滹沱群(2.5~2.2 Ga)稳定碳同位素组成, 结果显示δ¹³C 值在垂向地层序列中的变化有明显的规律性: 豆村亚群大石岭组碳同位素高正值(δ¹³C_carb 值3.2‰~1.0‰); 东冶亚群纹山组-大关洞组中部碳同位素值的降低(δ¹³C_carb 值2.0‰~-1.2‰), 伴随着叠层石从繁盛到衰落的过程; 至大关洞组上部及其与槐荫村组界线附近碳同位素发生显著负漂移(δ¹³C_carb值1.4‰~-3.3‰), 该段地层叠层石不发育; 在其之上的北大兴组-天蓬垴组碳同位素比值逐渐恢复到零值附近(δ¹³C_carb 1.2‰~1.4‰), 叠层石迅速繁盛. 在东冶亚群建安村组-大关洞组中部出现的碳同位素负漂移可能是古元古代全球性冰期事件在我国华北地区的响应, 反映古元古代全球古气候发生了重要的变化.     

对贵州瓮安陡山沱磷块岩中针状结构物的新认识

对贵州翁安磷块岩中针状结构物进行了光学显微镜和电子扫描显微镜观察和研究，没有证实前人将针状结构物作为海绵骨针的解释。在被观察的大量针状物中，没有见到令人信服的轴沟，而单轴针状物与明显成岩结晶束状物及哑铃状物一起保存，表明单轴针状物可能也是在成岩期形成。对包含丰富单轴针状物的内碎屑（无机成因及球形疑源类或藻类定形群体的成岩残留体）的能谱检测分析，没有发现有意义的硅。据此认为，对陡山沱磷块岩中微小针状物作为海绵骨针解释的证据是不充足的，并且没有与成岩期形成的结晶矿物加以区别。