科学探索|2021年度中国古生物学十大进展发布( 二 )


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采访人员介绍,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 。