贵州新元古代瓮安生物群中动物胚胎化石研究进展

 瓮安生物群指产出于贵州瓮安磷矿地区新元古代埃迪卡拉纪陡山沱组（635~551Ma）上磷矿段的一个特殊磷酸盐化微体化石组合,主要由多细胞藻类、大型带刺疑源类和处于不同发育阶段的多种后生动物胚胎组成,并包括少量可能的后生动物幼虫和成体化石。瓮安生物群作为迄今为止世界上最古老的前寒武纪后生动物化石群,为探索后生动物的起源和早期演化历程提供了独一无二的实证记录。10余年来,瓮安生物群中动物胚胎化石的研究取得多项突破性进展,已确认至少5种不同卵裂方式的动物胚胎化石,胚胎化石分类从单纯的形态学分类向生物学分类转变,为揭示瓮安生物群中动物多样性提供了更多线索。同时,相关研究更新了繁盛于埃迪卡拉纪大型带刺疑源类生物属性的传统认识,并将之与有表面装饰的动物休眠卵（滞育胚胎）化石相联系。同步辐射X射线显微CT技术的应用成功解决了胚胎化石三维无损成像难题,为古胚胎学的发展带来了新的机遇。     

瓮安生物群中"内陷式动物原肠胚化石"的同步辐射无损成像及其亲缘关系的重新解释

 贵州瓮安埃迪卡拉纪陡山沱组(635—551Ma)的磷酸盐化动物胚胎化石作为全球已知最古老的多细胞动物化石记录,为研究后生动物的起源及早期演化过程提供了精美的实证材料.在传统扫描电子显微成像的基础上,结合同步辐射相位衬度显微断层成像技术,对瓮安生物群中以前报道的"内陷式动物原肠胚化石"的立体标本进行了比较形态学和解剖学研究.结果显示,贵州瓮安陡山沱组磷酸盐化内陷式动物原肠胚化石很可能是多细胞藻类,并非动物胚胎.     

凯里动物群与我国早期后生动物演化的初步研究

作者所发现的中寒武世凯里动物群,属于带软躯体化石的布吉斯页岩型的动物群,是继云南澄江动物群之后我国发现的又一个早期后生动物群。它和新近发现的晚震旦世庙河生物群,分别填补了晚震旦世、中寒武世我国带软躯化石生(动)物群的空白,形成了我国多时期带软躯化石的生(动)物群体系。对于研究我国及世界早期后生动物演化并不断揭示其演化规律有重要意义。     

矿产资源

正贵州地质历史时期不同的海洋古地理格局形成独特优势矿产资源。古生物化石瓮安生物群:震旦纪陡山沱期(距今约6～5.8亿年),瓮安地区出现目前世界最早的多门类宏体生物群。凯里动物群:中寒武世早期(距今约5.2亿年),凯里地区出现11大门类、120多属动物群。为生命起源与演化、寒武纪生物大爆发提供了重要证据。     

动物生命的起源：瓮安生物群化石及其价值

正瓮安数以亿吨计的动物胚胎化石并不是短时间内形成的,在瓮安磷矿区七、八米厚富含"笼脊球"的岩层至少经历了数百万年甚至是千万年的沉积。我们从哪里来,经历了什么,又要到哪里去?针对这些灵魂拷问,贵州省地质博物馆收藏的瓮安生物群化石标本为人们探知生命演化、解读生命密码提供了历史线索。二十世纪80年代,     

黔中寒武系底部生物化石新发现

在贵州中部寒武系底部的桃子冲组泥质粉砂岩、硅质岩和牛蹄塘组底部黑色碳质粉砂质页岩中发现了大量帽状化石和少量的类Ediacaran型化石,这一发现说明早寒武早期不仅小壳动物繁盛,而且还有大量的其他动物存在,它们包括海绵动物、软体动物、蠕形动物和类Ediacaran型动物;也说明早寒武小壳动物繁盛期和澄江生物群繁盛期之间存在有另一个重要的生物繁盛期.特别是其中发现的类Ediacaran型化石,说明Ediacaran动物群的分子可能延伸到早寒武早期.     

"寒武纪爆发"事件及其成因述评

主要后生动物门类化石在寒武纪初期的突然出现记录了生命史中一个从未有过的快速演化时期,这一事件被称为“寒武纪爆发(Cambrian explosion)”．多年来有关“寒武纪爆发”成因的各种猜测从未间断过．但是,将古生物化石记录看成是生物进化过程中种系形成的真实过程已遭到许多研究者的非议,这主要取决于以下二方面的证据：一是对早期后生动物系统发生关系的重新评估;二是来自于分子系统学和分子钟的研究．现在看来,“寒武纪爆发”事件的产生,一方面归因于化石体积的明显增加及其伴随的骨骼化过程,另一方面可能是其时的进化革新事件所导致．     

发现早期震旦纪八臂仙母虫化石（图）

中国地质科学院地质研究所新元古代研究组在贵州江口县翁会村一山坡上,发现了大约58亿年前的伊迪卡拉纪八辐射螺旋动物化石,这是迄今为止最早的螺旋辐射动物宾体化石。科学家将这一新属、新种定名为“八臂仙母虫”,由于具有辐射对称的属性,科学家认为其可能为腔肠动物和螺旋动物的共同祖先。八辐射螺旋动物实雄化石在相当于“庙河生物群”的层位首次发现,不仅重新确认了“庙河生物群”中的八旋痕迹化石为八辐射螺旋动物化石的真宾属性,     

Marrella(马尔三叶形虫)在中国台江的发现

近期凯里生物群的研究取得重要进展,一些澄江生物群及布尔吉斯页岩生物群的重要分子陆续被发现.其中外形奇特的Marrella就是一个原先仅产于加拿大哥伦比亚省中寒武世早中期布尔吉斯页岩生物群的一个重要的节肢动物化石.它的发现使Marrella的产地扩展至劳亚大陆之外,地层时代下延到中寒武世早早期,对于早期后生生物的演化、古地理环境的恢复研究有重要意义.随着凯里生物群中包括Marrella在内的布尔吉斯页岩生物群分子的增多,凯里生物群的意义更显重要并将取代布尔吉斯页岩生物群的一些演化作用.文中描述了Marrella---未定种.     

和政动物群见证青藏高原的隆起

和政动物群是指我国甘肃省和政地区发现的新生代古生物化石所代表的动物群。和政县位于兰州市南偏西约100千米处,行政上属于甘肃省临夏回族自治州。在地质学和古生物学上常常把发现在同一地方、同一时代的各种古生物化石组合统称为一个动物群,并经常以发现地或其代表动物命名。比如,著名的热河动物群就是发现于辽宁西部及华北地区白垩纪早期的一个古动物群,其中包括中华龙鸟等带羽毛的恐龙、孔子鸟等中生代鸟类以及哺乳动物和两栖动物等。后来,科学家在该地区的相同地层中还发现了大量植物化石,包括被人们称为第一朵花的"辽宁古果"等被子植物化石,于是科学家将热河动物群更名为热河生物群,即包括动物群和植物群的生物群。另外,三叠纪晚期的关岭生物群和中新世的山旺动物群等也是如此命名的。     

5．51亿年前的动物胚胎细胞和亚细胞结构研究取得新突破

近日,国际著名刊物Science发表了关于中国贵州瓮安生物群的最新科研成果——“新元古代动物胚胎的细胞和亚细胞结构”．这项成果采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等研究手段,特别是利用了X射线断层扫描摄影(X-ray computed tomography)这一最新技术,对产自中国贵州瓮安距今约5．51亿年前的磷酸盐化动物胚胎化石进行了深入研究,揭示了胚胎细胞中的肾形亚细胞结构可能代表了细胞核、纺锤体或其他细胞器,而胚胎细胞中分散的球状体结构可能代表了一些有膜包裹的细胞质泡、脂质或卵黄粒．同时,利用传统的技术手段,我们不可能数清超过8个细胞阶段的胚胎化石的细胞个数,而新技术手段的应用使这项工作变得非常简单．需要特别提出的是,这项成果是由来自美国、英国、瑞典、澳大利亚、中国和瑞士6个国家的15位科学家共同完成的,是古生物学研究领域国际合作的又一结晶．中国地质科学院地质研究所尹崇玉研究员、中国科学院南京地质古生物研究所的周传明、袁训来研究员参加了该项研究工作．     

动物胚胎化石中的细胞核

正长期以来,科学家一直期望在细胞学层面研究化石的生物学结构,以增加对早期真核生命演化史的认识。近来,中国科学院南京地质古生物研究所传来了令人振奋的消息:研究人员在贵州瓮安地区胚胎化石亚细胞结构中发现了细胞核结构。这是迄今所发现的最古老的化石细胞核。     

中国扬子海盆——世界上罕见寒武纪生命大爆发和辐射进化的化石库

在简要论述我国扬子地块或扬子海盆,包括现今云南、贵州、湖南和湖北等地,寒武纪地层中相继发现的以澄江生物群、凯里生物群、牛蹄塘生物群和清江生物群等为代表的特异埋藏群及其与加拿大布尔吉斯页岩生物群的对比的同时,讨论了最近发现的湖北清江生物群的产出时代和层位、组合特征,并对上述生物群的生态和埋藏环境进行了分析与对比.认为大规模两侧对称动物门类的出现和多门类后生动物骨骼化是构成寒武纪动物大爆发的最主要特征.以上生物群的发现和研究,不仅展示寒武纪大爆发的客观存在,也说明在漫长地质历史时期,生物进化并非都是沿着达尔文渐进论的进化轨迹,从低级向高级发展;只要环境许可,生物在相对短暂时间内,采用一种爆发式和多样性辐射进化的模式,也可以出现大量门一级生物,而且这种进化模式在生物进化的历程中具有划时代的重要意义.前寒武纪罗迪尼亚(Rodinia)超大陆裂解和聚合而引发的、并波及我国南方的距今10亿～8亿年左右的晋宁造山事件,以及雪球事件后因气候变暖,大气和水中有机质和氧及二氧化碳含量的急剧变化,尤其是大气和水中氧气含量的增加,为我国扬子海盆寒武纪大爆发提供了必要的前提,也为动物的繁衍和骨骼化创造了极好的生态条件.但只有那些生活在海水相对较深,表层水柱充氧而底层缺氧、古地理位置处于扬子碳酸盐岩台地陆棚或陆棚边缘或台缘斜坡或凹陷中的岩家河、澄江、牛蹄塘、清江、凯里等生物群,才有可能在缺氧的海底被保存下来,并形成深色和黑色页岩或泥岩特异埋藏群或化石库.     

埃迪卡拉纪末期管状动物的“大辐射”

"寒武纪大爆发"是生物演化史上最重要的事件之一,现生动物的绝大多数门类在短短的两千万年的时间里"突然"出现,这一事件奠定了显生宙生物演化的基础。普遍认为以软躯体为代表的埃迪卡拉生物群是生命进化中"失败"的尝试,与显生宙生物之间没有明确的亲缘关系。文中通过对新元古代管状化石记录的系统梳理,基于对高家山生物群中大量管状动物化石类群如Cloudina,Sinotubulites,Conotubus,Gaojiashania,Shaanxilithes及可能的Anabarites等的较为系统的厘定和形态学复原,提出在埃迪卡拉纪,与典型埃迪卡拉软躯体生物群演化相对应,在新元古代末期,早期动物的进化史上存在着管状动物的大辐射,它们形态复杂,生物构型多样,个体大小差异悬殊,生活方式繁杂,代表了地球生命史上一次重大的生物革新事件,并且其中部分生物成为寒武演化生物群的先驱。该文将这一辐射演化事件称为管状动物的"大辐射",它开启了显生宙生命演化的序幕。     

西北大学科研团队《科学》发文:发现寒武纪大爆发极盛时期“化石宝库”

<正>北京时间3月22日凌晨,《科学》(Science)发表西北大学早期生命与环境创新研究团队张兴亮、傅东静等人的最新研究成果《华南早寒武世布尔吉斯页岩型化石库——清江生物群》,在国际上首次公布了该团队在中国宜昌长阳地区发现了距今5. 18亿年的寒武纪特异埋藏软躯体化石库,命名为"清江生物群"。这是进化古生物学界又一突破性发现。寒武纪大爆发与生命起源、智能起源等重大里程碑事件一起被列为六大自然科学难题。而要破解     

晚中生代滦平盆地古气候环境演化——基于化学风化强度重建

气候变化是影响生物群演化的关键驱动因素,因此研究陆地生态系统所处的古气候环境背景具有十分重要的意义。滦平盆地作为典型的晚中生代陆相沉积盆地,出露燕辽生物群和热河生物群的代表性化石,是开展古气候演化与生物群更替关系研究的理想场所。然而,前人研究主要聚焦于热河生物群演化中晚期阶段,这限制了对热河生物群早期演化的理解。本研究对滦平盆地晚中生代地层开展沉积学和元素地球化学研究,重建化学风化强度、古温度和古降水等多个古气候环境记录。研究结果表明,滦平盆地在侏罗纪和白垩纪之交为相对干旱的气候,可能驱动了该地区燕辽生物群与热河生物群的交替。基于火山灰层位与热河生物群生物多样性联系,研究发现白垩纪火山活动的增强与古气候逐渐转向暖湿导致湖泊古生产力显著提高,推测热河生物群的早期演化可能受到火山活动与气候演化的双重驱动。     

淮南生物群的时代及国内外主要含碳质大化石地层对比

淮南生物群是60年代以来,在我国晚前寒武纪地层中发现的一个新的生物群落:是产自刘老碑组和九里桥组所有宏观碳质化石和其它大化石的总称,是产有目前世界上第一个最古老的后生动物实体化石的生物群。刘老碑组、寿县组和九里桥组的同位素年龄值分别是840±(Rb-Sr),738.6(K-Ar),738.5(K-Ar)。除此之外,刘老碑组还产有丰富的微古植物化石,九里桥组产有丰富的蠕虫类和大型疑源类化石,还有叠层石Linella,Tungussia,Gymnoso-Ien,其上是以白云岩组成的四顶山组,产有叠层石:Baicalia,Tungussia,Linella,Boxonia,Jurusania,Gymnosolen等。在淮北与九里桥组相当的赵圩组富产Inzeria等     

陡山沱组球形化石新解难获认同

 产于贵州省瓮安县翁福磷矿采区埃迪卡拉纪陡山沱期(距今约6.35-5.51亿年)磷酸盐化特异埋藏化石群全球闻名。该化石群中绝大多数化石为球形,具有多种带装饰的外包膜,包膜内部可见数目不等的分裂球,是全球已知最古老的与后生动物相关的化石群,其属性判定直接影响着包括人类在内的后生动物起源和早期演化过程的确定。     

贵州小春虫——“动物伊甸园”中最耀眼的一员

科学探索需要激情,激情来自梦想的冲动和梦想成真时绝妙的意境和快慰。1997年8月31日,是我动物世界溯源之旅中值得纪念的一天。那天,在贵州工业大学赵元龙教授的陪同下,我和台湾清华大学细胞生物学家李家维先生,来到贵州瓮安实地考察并采集样品。从采于瓮安北斗山五四采区所出露的、5.8亿年前的前寒武纪陡山沱组含磷沉积地层内的几千克样品中,我发现了多细胞动物——海绵以及胚胎的化石。这些化石所代表的年代比寒武纪化石早4千万年,比云南澄江动物化石群早5千万年,比伊迪卡拉“动物化石群”早一千多万年。我和李家维先生将这一发现公布在19…     

探秘古老的贵州始杯海绵

正2015年,我国科学家终于在瓮安生物群中找到了一枚6亿年前的贵州始杯海绵,虽然它只有米粒大小,却是目前毫无争议的原始动物中的老大。这一重大发现,将海绵在地球上出现的可能时间向前推进了6000万年,对研究多细胞动物的起源意义深远。在生物演化史上,多细胞动物的出现具有十分重要的意义,标志着生物进入了高级发展阶段,也意味着地球环境发生了重大变化。然而,原始多细胞动物究竟何时出现?最原始的