古胚胎化石——寒武纪大爆发的历史见证

在动物学中,通常把动物个体发育中从受精卵到孵化的这一阶段称为胚胎.现代胚胎学系研究生物胚胎的学科.而化石胚胎学在以往的古生物学研究中尚未被重视,其原因在于除脊椎动物外,无脊椎动物的卵及胚胎个体微小,且无矿化的外壳包封.因此,它们难以保存为化石,更难以为研究者所发现和认识.迄今为止,已报道的少数几例无脊椎动物卵化石仅为微小球状体,缺乏可鉴定的特征[1].胚胎化石更为罕见,已报道的一例为中寒武世的微小球体.其表面具多边形结构,该结构被解释为节肢动物胚胎的囊胚细胞[2].但是,这一报道由于化石数量较少,且保存质量较差,未能反映…     

磷酸盐化原肠胚化石在瓮安陡山沱组磷块岩中的发现

通过醋酸浸泡法,从贵州瓮安陡山沱组磷块岩含化石的残渣中挑选出磷酸盐化实体化石,鉴定为磷酸盐化原肠胚化石,与大量已报道过的后生动物休眠卵和胚胎早期发育阶段的卵裂球共生。化石形态为扁球形,大小与已报道的胚胎化石相似,中间发育一向内洼陷的孔状结构,呈现由囊胚内陷向原肠胚过渡的形态特征。这一发现使目前争议较大的陡山沱期动物胚胎化石得到进一步确认,为研究相关化石的亲缘关系提供了重要的化石资料。     

微体球状化石磷酸盐化模拟实验

埃迪卡拉纪陡山沱期及早寒武世磷酸盐化球形微体化石的生物属性及个体大小所体现的种属特征一直存在争议, 现代人工模拟磷酸盐化动物卵实验可以为上述问题的解决提供科学实证. 本实验通过模拟不同埋藏条件, 发现团头鲂（Megalobrama amblycephala）鱼卵可以在不同环境中保存, 而且在不同环境下, 这些鱼卵明显表现出不同的大小保存趋势以及巨大的形态差异, 因而仅仅根据上述特征无法将其判定为同一物种. 实验结果期望能为磷酸盐化球状化石的鉴别提供参考, 并为其成因探讨提供更多依据.     

贵州前寒武纪陡山沱组磷酸盐化胚胎和幼虫化石及其亲缘性

贵州瓮安前寒武纪陡山沱组含磷沉积保存了大量精致的生物结构, 它们多数为微型球状, 代表海藻, 疑源类和处于不同发育阶段的不同动物类型的胚胎. 文中报道了其中与腔肠动物有亲缘关系的胚胎和幼虫. 这些胚胎由早期卵裂胚胎和双层状原肠胚所组成. 它们均属于等大、辐射全卵裂类型. 原肠胚多数具较大的原肠腔, 原肠腔内充满了由卵黄递降所形成的有机残余. 通过透射光学显微镜观察所发现的卵形或纺锤形浮浪幼虫状构造大多缺乏口, 肠胃腔为卵黄递降物所充满. 它们很可能代表非取食性的幼虫. 只有少数浮浪幼虫具中空的肠胃腔和位于狭窄一端的口. 将这些化石解释为取食性的幼虫. 以上与腔肠动物可能具亲缘关系胚胎的研究将为动物起源提供一个新的视角.     

寒武纪胚胎Markuelia的发育序列

摘要 基于最近发现的更多的精美保存的Markuelia hunanensis标本,并且借助于同步加速器辐射X-射线层析显微（技术）,建立了寒武纪胚胎Markuelia从卵裂阶段经过器官形成阶段至预孵化阶段的发育序列,特别是预孵化阶段的发育序列,即从吻刺和尾剌刚刚形成的最早时期直至即将孵化的最后时期的发育序列.这个发育序列提供了一个胚胎发育模式,而这一发育模式在现生的Scalidophorans（曳鳃类、兜甲类和动吻类）中尚未建立. 因而,它不仅加深了我们对Markuelia现生后裔胚胎发育的认识,而且为这类动物的演化和发育开拓了一个新的(研究)窗口.     

陕南早寒武世磷酸盐化的Punctatus及其个体发育序列

陕南早寒武世灯影组宽川铺段发现的磷酸盐化球状化石, 特别是其中的后生动物的胚胎化石, 具完好的三维保存方式以及近乎完美的胚胎发育序列, 为早寒武世早期后生动物的起源、分类、谱系演化以及发育生物学提供了不可多得的实证材料, 引起学术界的广泛重视. 胚胎的幼体化石由于难以保存或辨认, 胚胎幼体的个体发育尚未有任何系统的研究. 在陕南早寒武世宽川铺段发现的磷酸盐化保存的后生动物Olivooides具不同发育阶段的化石, 特别是幼体Punctatus个体发育阶段的化石, 保存有十分精细的超微结构. 经研究分析, 提出胚胎向幼体孵化阶段口部纹饰以及体部纹饰的两种转换方式, Punctatus口部内部的涡轮状构造, 推测涡轮状构造可能为口部的进水器官, 提出了Punctatus可能的生活方式, 建立了Punctatus的个体发育序列, 与Bengtson的胚胎发育序列形成了比较完美的衔接, 此外, 将四辐射的幼体化石建立了一个新属: Quadrapyrgites gen. nov.     

陡山沱滞育卵囊中动物胚胎化石

中国科学院南京古生物所尹磊明等最近在早期胚胎化石研究方面取得重大进展，他们发现了迄今为止最早的动物休眠卵化石。该发现将动物的起源时间提前到6．32亿年以前，即动物在新元古代末期大冰期“雪球”结束之后就已经出现了，为目前最早的动物化石可靠记录。与以“瓮安生物群”为代表的动物化石年代相比，将动物的化石记录前推了5千万年。该研究证实了早期后生动物胚胎与其它许多真核生物一样，具有显刺状突起的休眠囊胞。这一发现不仅打开了另一个探讨早期动物胚胎化石的窗口，也为探讨全球埃迪卡拉纪早期地层出现的大型复杂疑源类’的生物属性及其分布拓开了新的思路。     

发现寒武纪奇虾化石

最近,古生物学家在摩洛哥发现了保存极为完好的奇虾化石。在大约54亿1年前～5亿年前的寒武纪时期,所有主要动物种群突然出现,复杂生态系统建立,被称为“寒武纪大爆发”。来自这一时期的化石显示,作为海洋掠食者的奇虾身长为0．6--2米,口部周围有一圈盘状物。     

利用X射线CT方法寻找恐龙胚胎化石

在河南省西部,位于秦岭东段南侧有一系列的自垩纪断陷盆地。这里埋藏着世界上最为丰富、保存状态完好和奇特的恐龙蛋化石群。1974年首先在淅川县的滔河盆地发现恐龙蛋化石,后来相继在西峡盆地,夏馆—高丘盆地等地的白垩纪红色地层中发现了新的恐龙蛋巢穴。特别是1992年到1993年在西峡县的阳城乡、丹水镇等地出土数千枚恐龙蛋化石,在世界上产生了极大的影响。恐龙蛋化石如封四图片所示。研究这些自然遗产蕴藏的科学价值,为人类社会发展、资源开发、环境保护和地球减灾等提供借鉴,是十分有意义的。恐龙胚胎化石对于判别恐龙蛋化石种属、研究恐龙孵化发育,探索恐龙演化和灭绝原因具有特殊的作用。恐龙蛋是比较珍贵的化石,含有胚胎的恐龙蛋又极其稀少,因而用无损检测方法寻找恐龙胚胎化石就具有特别的意义。     

应用同步加速器X射线层析扫描显微(技术)揭示早寒武世化石胚胎Olivooides的内部结构

在陕西省宁强县石钟沟剖面的早寒武世宽川铺组细晶至中晶磷质石灰岩以及泥晶磷质石灰岩中, 通过酸解处理得到了大量化石胚胎Olivooides, 及其孵化后的幼年个体, 未成年个体和成年体化石(后二者即Punctatus). 通过同步加速器X射线层析扫描显微(Synchrotron X-ray Tomographic Microscopy)技术, 用Amira 4.0软件复原了Olivooides和Punctatus三维的内部结构. 对它们的星状结构进行了统计和形态功能学分析, 认为此结构是为了适应快速固着生活而产生的, 可能用于分泌黏液. 对Punctatus的内部结构进行了探讨, 认为部分标本中出现的卵状结构并非卵或者其他生物本身的结构, 而是一种产生在生物体埋葬之后, 矿化之前或矿化过程中的埋葬结构. Punctatus的内部结构由横板组成, 可能类似于珊瑚中的横板, 软躯体生长在横板上.     

陕南早寒武世磷酸盐化囊胚期及原肠胚期动物化石

海洋无脊椎动物的卵及其早期发育阶段的产物在探讨生物分类和系统发育中具有十分重要的作用, 然而却常常难以保存为化石或难以辨认, 因而未能得到充分的重视. 陕南早寒武世宽川铺段(灯影组顶部)发现大量磷酸盐化的球状化石标本, 其中的一些保存有十分精细的超微结构, 可以辨认出一个卵膜内的受精卵经可能的胚盘形成、囊胚发育、胚盘扩展形成原肠胚直至胚胎的组织分化和幼体孵化的较为完整的演化序列. 这一发现及进一步研究将为早寒武世早期后生动物起源、分类、辐射演化及个体发育提供不可多得的实证材料.     

早寒武世曳鳃形目化石分类问题的讨论

曳鳃动物(priapulid)代表了现代动物界一个小门,仅描述了18个现生种,但它们却是寒武纪海洋中最重要的底内生动物,主要化石记录以中国下寒武统帽天山页岩及加拿大中寒武统布尔吉斯页岩为代表．5．3亿年前帽天山页岩中曳鳃动物被划分为6个基本类群：管状蠕虫类(selkirkiid)、棒形虫类(corynetid)、安宁虫类(anningid)、古蠕虫类(palaeoscolecidan)、瘤节虫类(tylotitid)、曳鳃虫类(priapuliid).另外,寒武纪早期另一个重要的底内生蠕形动物类群星虫动物门最近也已报道．中国下寒武统帽天山页岩中曳鳃动物的研究近期取得了一系列研究进展,一些既有属种得到形态修正与深入研究,一些新类型及分类群被描述或建立．其中韩健等研究了帽天山页岩中一类新的古蠕虫化石Tabelliscolex;Huang等修正了帽天山页岩中的Xiaoheiqingella并发表了Yunnanpriapulus,将它们归入曳鳃动物现生科Priapulidaet;Huang等修正了帽天山页岩中曳鳃动物Corynetis,并描述了一个新的类型Anningvermis,分别进行了形态功能学解释,并建立两个绝灭新科Corynetidae和Anningidae;Dong等报道了湖南中晚寒武世直接发育型蠕虫胚胎化石Makueliahunanensis,可能代表了曳鳃动物门古蠕虫类的胚胎发育阶段,韩健等在最近论文中论述了曳鳃形目(Priapulomorpha包括Priapulidae和nibiluchidae)在早寒武世的祖先Xiaoheiqingella和Paratubiluchus.     

早寒武世澄江化石库软躯体化石富集层研究初探

在滇东地区早寒武世澄江化石库中多年野外化石采集工作发现了许多软躯体化石富集层, 其中包括一些单属种富集层和贫属种富集层. 这些软躯体化石富集层的产出特征进一步证明了促使澄江化石库软躯体化石的大量保存与广泛分布的主要因素是频繁的风暴沉积而导致的快速埋葬, 从而表明早寒武世滇东海盆的生态频繁遭到风暴作用的破坏. 同一软躯体富集层的动物类型很可能占据相近的生态位.     

瓮安动物群胚胎化石三维结构展现出两侧对称动物特征

来自贵州瓮安埃迪卡拉纪陡山沱组的动物胚胎化石是目前地球上发现的最古老多细胞动物化石.其中的很多胚胎都是早期分裂胚胎,大部分只能给出有限的系统发生信号.中国科学院南京地质古生物研究所陈均远研究小组与合作者利用同步辐射X射线相衬显微CT技术,对新发现的两颗翁安动物群胚胎化石进行了三维结构重建。