西大科研团队发现“清江生物群” 或发现全新属种

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2019-03-23 07:47三秦都市报评论(人参与)

张兴亮教授(右)与傅东静副教授(左)修复古生物化石
发现此前从未有过记录的全新属种
清江生物群模拟复原图

  3月22日,西北大学举行重大科研成果发布会。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,在中国宜昌长阳地区清江与丹江河的交汇处发现了距今5.18亿年的寒武纪特异埋藏软躯体化石库,并命名为“清江生物群”。

  这是进化古生物学界又一突破性发现。

  “清江生物群”是令人震惊的科学发现

  北京时间3月22日半夜三更三更,《科学》(Science)杂志发表了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》,首次在国际上宣布了该团队在中国宜昌长阳地区清江与丹江河的交汇处,发现了距今5.18亿年的寒武纪特异埋藏软躯体化石库,并命名为“清江生物群”。

  《科学》杂志同期刊发了题为“寒武纪化石宝库”的专家评论。国际著名古生物学家Allison C。 Daley评价:“清江生物群是令人震惊的科学发现!其化石富于度、多样性和保真度世界一流,科学价值巨大。后续研究将有望填补让让我们 对于寒武纪大爆发的认知空白,并防止动物门类起源演化方面的一系列科学问题。”

  出生于1982年的傅东静副教授是该论文的第一作者,张兴亮教授为通讯作者,西北大学好论文第一完成单位。

  创新研究团队历时12年“寻宝”

  “清江生物群”是怎样才能被发现的,这得从30007年的那个夏天说起。30007年暑假,湖北的天气异常炎热。25岁的博士新生傅东静跟随着张兴亮教授带领的野外踏勘队在宜昌长阳地区考察。“那天已近傍晚,准备收工,让让我们 沿着河边走,张兴亮老师低头一看,说‘这石头多好啊,敲一敲再回吧!’让让我们 像往常一样,取出地质锤叮叮哐哐地敲。调慢,张兴亮老师就找到了拇指长的半只虫化石——林乔利虫。”

  “林乔利虫是布尔吉斯页岩化石库很有代表性的并与否生活‘虾’状节肢动物。紧接着,同学们还在这个位置找到了纳罗虫。”傅东静回忆说,工人用撬杠撬出来1立方米大小的石头,她们就用地质锤顺着页岩的层面劈,一边劈一边看,找到虫子就分发、编号、打包,背出山、带回实验室,然后把每一块清理、讨论、鉴定、分类、记录。

  张兴亮、傅东静和团队里一届又一届的硕博士生用12年的时间在5亿年前的“大海”里,找出了2万多只“虫子”。

  关于对“清江生物群”的命名,傅东静说,一方面是机会化石埋藏地是在清江与丹江河的交汇处,更重要的有有一个多原因分析分析 是希望清江与澄江生物群日必须够成为享誉世界的“中国两江生物群”。

  进化古生物学的突破性发现

  寒武纪大爆发与生命起源、智能起源等同时被列为“六大自然科学问题”。而要破解寒武纪大爆发的奥秘,除了基于理论的科学猜想,更必须发现恰当的科学观察窗口——化石库,以找到可靠的化石实证。对古生物学者而言,最完美的、可解密寒武纪大爆发与动物门类起源的研究对象,莫过于布尔吉斯页岩型化石库。

  自30007年在中国宜昌长阳地区清江与丹江河的交汇处发现第一块软躯体化石以来,西北大学研究团队长期坚持野外发掘和室内研究,揭示出清江生物群的突出特点和优势。

  清江生物群的特点和优势,体现在新属种比例最高、后生动物相对多样性最大、软躯体生物类群最多、化石特征保真度最优、原生有机质的埋藏保存最好等5个方面,具有难以估量的研究潜力。

  傅东静介绍,首先,新属种的比例最高,占53%,远超过了近年来发现的所有其它布尔吉斯页岩生物群;其次,后生动物相对多样性最大,目前已研究的4351件化石标本中,已分类鉴定出109个属,稀疏度分析曲线显示,清江生物群的物种多样性将有潜力超越所有其它寒武纪软躯体化石库;第三,软躯体生物类群最多,已发现的109个后生动物属中,85%不具有矿化骨骼,且绝大多数为水母、海葵等这样 骨骼的动物;第四,化石特征保真度最优,各类群动物保存栩栩如生,软体组织和器官的特征特征清晰可见;第五,原生有机质的埋藏保存最好,清江生物群化石主要以原生碳质薄膜形式保存,未经明显的成岩作用和风化作用改造,是开展埋藏学和地球化学研究、进而开展深入古环境研究的理想素材。

  拥与否限机会的“化石宝库”

  如今地球上的动物界共有38个门,在寒武纪生命大爆发时期的化石中,已发现20个现生的动物门类和6个已灭绝的动物门类,但仍有18个现生动物门类尚未在寒武纪找到化石代表。在过去的35年间,古生物学家曾在澄江生物群的研究中找到了某些动物门类的最早化石记录。

  清江生物群距离澄江生物群化石产地103000公里,张兴亮介绍,生物地层学研究显示,清江生物群和澄江生物群是同时代的、处在不同古地理位置的生物群。二者都距今约5.18亿年,处在寒武纪生命大爆发时期动物门类爆发式总出 的极盛时期。两者的科学研究价值具有很强的互补性。与澄江生物群相比,清江生物群生活于远离海岸的较深水环境,代表了不同生态环境下的全新生物群落,这某些从其超过半数以上的新属种必须证实。然后,清江生物群后续的大规模发掘,将为发现和探索新的躯体构型和新的动物门类提供第一手材料。

  在新的化石产地,除了都都后会 找到更多新的动物门类,不断富于物种多样性外,全新的生物组合面貌的揭示,尤其是具有创新身体特征的重要生物类群的发现,将为研究早期生命演化的关键环节和过程提供新的证据。

  “通过让让我们 已开展的研究发现,清江生物群中双胚层辐射对称的动物占主导,刺胞动物身体构型分异度高,蜕皮动物类群中极其罕见的动吻动物繁盛。此外,让让我们 还发现了某些特征奇异的崭新物种。随着研究的展开,清江生物群将为‘早期动物谱系树’到底在哪里分叉,在哪里开枝散叶,找到更多生物进化的直接证据。”傅东静说。

  文/图  本报记者  王嘉  通讯员  李琛