西北大学博士Nature发文:在陕南镇巴发现地球最早的苔藓虫化石

北京时间10月27日晚 , 《自然》(Nature)杂志以“长文”(Article)形式刊发了西北大学早期生命研究团队张志飞教授指导的博士生张志亮等人的最新成果—— 《化石证据揭示苔藓动物门起源于寒武纪早期》 , 宣告在陕南镇巴县发现了地球上已知最早的苔藓动物(苔藓虫)化石 。该研究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 , 将其起源向前推进了约5千万年 。
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张志亮是论文第一作者 , 西北大学为第一完成和通讯单位 。 这是由舒德干院士领衔的西北大学早期生命与环境创新研究团队自1996年以来在《自然》(Nature)《科学》(Science)上发表的第15篇论文 。
该研究进一步支持了舒德干团队提出的“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 , 有效地衔接了由三大动物亚界(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 。
揭示苔藓虫的寒武纪起源
寒武纪大爆发是地球上已知最为宏伟的两侧对称动物的生命爆发事件 。 在距今5.4-5.18亿年前 , 地球海洋中突然爆发性地出现了包括脊椎动物在内的几乎所有现代动物的早期祖先代表 。 但是 , 地质历史中非常重要的动物门类—苔藓动物门 , 却一直缺乏确凿的寒武纪化石记录 。 它们个体微小、群体生活、模块化生长、生态复杂 , 一直以来被认为是奥陶纪大辐射的产物 。
西北大学研究团队在陕南镇巴县小洋坝剖面灯影组西蒿坪段的生物碎屑灰岩中 , 通过酸蚀处理 , 发现了毫米级的微体化石 。 经课题组前期研究 , 联合澳大利亚麦考瑞大学教授、西北大学兼职教授Glenn A. Brock , 并与中国科学院南京地质古生物研究所、英国自然历史博物馆、瑞典自然历史博物馆等国际学者合作研究 , 认为这些微体化石代表了地球上已知最早的苔藓动物(苔藓虫)化石 。
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图/模拟复原图
舒德干院士介绍 , “过去许多古生物学家在努力探索 , 只发现苔藓动物最早的群体化石记录是在4亿多年前的奥陶纪地层 , 现在张志飞、张志亮等人发现了它们起源于5亿多年前的可靠证据 , 把它们的起源提前了至少5千万年” 。 研究还发现 , 两侧对称动物的模块化生长和群落分布比想象的要早得多 , 提出现代苔藓虫可能起源于群居的祖先类型 。
根据最新的三叶虫与腕足动物组合特征 ,研究认为陕南镇巴地区的西蒿坪段属于寒武系第三阶下部 , 相当于滇东地区的筇竹寺阶黑林铺组玉案山段底部 , 属于拟小阿贝德虫三叶虫带 。 相比之下 , 我国著名的澄江动物群主要产于我国滇东地区的玉案山段中上部 , 属于始莱德利基虫-武定虫(Eoredlichia-Wutingaspis)三叶虫带 , 因此地球发现的最早苔藓动物化石出现明显比澄江动物群早 。
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图/澄江动物群产出层位Eoredlichia-Wutingaspis三叶虫化石带 ,
以及苔藓虫产出层位Parabadiella三叶虫化石带
苔藓动物个体微小 , 多呈管状或囊状 , 身体外部有表皮细胞分泌的钙质或几丁质虫室 , 属于典型的包壳造礁动物 , 通常生活在其它壳体动物或者硬底质海洋表面 。 该化石在陕南泥质灰岩中的发现 , 表明了寒武纪苔藓动物与后期属种相似 , 适宜在清澈的硬底质环境中生活 。这揭示了泥页岩化石库中缺乏苔藓动物化石的原因 。该类化石的研究对理解地球宜居性演变以及底栖(草根)动物如何改造地球、适应地球的过程有重要意义 。

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