m.quanpro.cn
震撼世界的湘西發(fā)現(xiàn)！揭開顯生宙第一次生物大滅絕的面紗
北京時間1月29日，因全球頂級科學期刊《自然》（Nature）的一篇論文，“花垣生物群”引發(fā)國內外各大媒體關注。
花垣生物群生態(tài)復原圖。楊定華 科學網可視化團隊 制圖
這是一項震撼世界的發(fā)現(xiàn)?；ㄔ锶航议_了顯生宙第一次生物大滅絕的面紗，它的價值，可比肩云南澄江動物群和加拿大布爾吉斯頁巖生物群兩大世界遺產。地球生命5億年的宏大敘事中，在此留下了清晰而深刻的湖南印記。
湘西山崖，全球頂級化石生物群意外露頭
時光回到2021年初春。
當年2月，群山深處的湖南省湘西土家族苗族自治州花垣縣石欄鎮(zhèn)磨子村還十分濕寒。51歲的花垣縣邊城高級中學地理教師龍曉紅又一次來到山里，尋找他喜愛的三葉蟲化石。三葉蟲“排吾龍氏蟲”正是以他的姓氏命名。
當時，磨子村村委會正在組織修建機耕道。隨著修建工程的推進，以泥頁巖為特征的寒武系杷榔組的新鮮地層剖面也逐漸露出——當然，如此專業(yè)的名詞是科研人員考察后確定的。
花垣生物群所在的大山
龍曉紅發(fā)現(xiàn)露出來的巖石有些不一樣，立刻拍照發(fā)給了對此有專業(yè)研究的湖南省博物館館員劉琦。
湖南省博物館曾參與了中國科學院南京地質古生物研究所（以下簡稱“南京古生物所”）領銜的湖南湘西“列夕動物群”的研究。收到龍曉紅的照片，劉琦十分興奮，馬上從長沙趕到了400多公里外的磨子村仁枯坡。
“這批化石不同于常見的硬殼保存方式。它們的形態(tài)很清晰，許多個體保留了軟軀體結構，屬于極為特殊的特異埋藏生物化石。當時生物的眼睛、神經、附肢等都保存下來了，給我們留下了比平時看到的單純的殼相化石多得多的珍貴信息?！奔毤氂^察研究后，劉琦更興奮了。畢業(yè)于中國地質大學（武漢）地層古生物專業(yè)的他，后來成為花垣生物群論文的共同第一作者。
“花垣生物群”的發(fā)現(xiàn)和研究論文的四位作者（從左至右：朱茂炎、趙方臣、曾晗、劉琦）
于是，他采集了首批用于科研的化石樣本，交給了中國科學院南京古生物所朱茂炎研究員團隊（以下簡稱“朱茂炎團隊”）。
30多年來，朱茂炎團隊一直從事中國的寒武紀特異埋藏化石群研究。看到來自湘西花垣的化石樣本，團隊成員立刻敏銳地意識到：花垣縣境內存在重要的寒武紀軟軀體化石群。
2021年4月初，南京古生物所的副研究員曾晗等4人乘坐劉琦的汽車，一路顛簸，到達磨子村仁枯坡，花垣生物群持續(xù)5年的系統(tǒng)性野外化石發(fā)掘工作由此展開。
“五次大滅絕”前，打斷寒武紀生命大爆發(fā)的“辛斯克事件”
地球有46億年的歷史，而地球生命的起源是在距今40億至38億年前。
不過，在生命起源后的30多億年的漫長時間里，地球是微生物的天下。這個時期被稱為“隱生宙”。
動物們什么時候登臺呢？
大約5.39億年前后，“動物”這一復雜生命形式在海洋中爆發(fā)式地出現(xiàn)，由微生物主導的“隱生宙”，開始逐漸走向由動物主導的“顯生宙”時期。這就是著名的“寒武紀生命大爆發(fā)”。寒武紀，是“顯生宙”的第一個紀元。
寒武紀之后，進入奧陶紀，從這一時期起，相繼發(fā)生了知名的“五次大滅絕”。
“其實，五次大滅絕之前，寒武紀期間有一次生物大滅絕，學界稱之為‘辛斯克大滅絕事件’。”南京古生物所副研究員曾晗告訴湖南日報全媒體記者，早在20世紀80年代，科研人員就提出了“辛斯克大滅絕事件”這一概念。
而這一次湖南湘西“花垣生物群”的出現(xiàn)，為辛斯克大滅絕事件及其意義提供了鐵證。
什么樣的證據？看關鍵詞：軟軀體特異埋藏。
花垣生物群代表性軟軀體動物化石：從左至右、從上至下依次為開腔骨、海綿、櫛水母、蠕蟲、奇蝦類、娜羅蟲、爬胃蟲、被囊動物、分類不明囊狀動物
曾晗說，在花垣生物群被發(fā)現(xiàn)之前，關于辛斯克大滅絕事件的證據主要是淺海生態(tài)系統(tǒng)中的生物礁和具骨骼和外殼的常規(guī)殼相化石。在海洋動物群落中，這些帶殼生物的占比一般不超過30%至40%，不能反映海洋動物群落的完整面貌。
軟軀體特異埋藏化石群就不一樣了。那些被瞬間掩埋的、保存完整的、幾乎可以用栩栩如生形容的軟軀體特異埋藏化石，提供了海洋生物的諸多細節(jié)。
在花垣生物群的化石地，科考隊隊員們從單一采坑中累計采集了超過5萬件化石標本，目前分類鑒定出153個動物物種，其中59%為新物種，涵蓋了16個動物門類。
許多化石清晰保存了消化、神經、呼吸系統(tǒng)等精美的軟軀體生物學結構，展現(xiàn)了一個具有復雜食物網和生物碳循環(huán)機制的深水動物群落。
花垣生物群勾勒出5億多年前一段曲折的生命爆發(fā)滅絕史——
約5.18億年前，寒武紀生命大爆發(fā)達到頂峰。但好景不長，約5.13億年前，“辛斯克大滅絕事件”打斷了寒武紀生命大爆發(fā)。這是目前所知的顯生宙第一次生物大滅絕事件，與“五次大滅絕”的規(guī)模相當。
在花垣生物群，尋找你的“太太太太……祖”
“在花垣生物群，你可以找到包括人類在內，現(xiàn)在幾乎所有動物的最初的祖先。”朱茂炎笑著解釋，比如人屬于脊椎動物，這類動物的“太太太……祖”，也許可以追溯到小魚和有脊索的化石。不過，經過億萬年的演變，“直系”祖先很難找到。而且有些當時存在的生物，如今已經消失了。
花垣生物群展現(xiàn)了一個具有復雜生態(tài)系統(tǒng)的深水動物群落，“居民”多種多樣：海底表面游移的捕食動物、海底表面固著的濾食動物、底棲游泳的食泥和捕食動物、浮游的捕食和濾食動物，等等。
長達2米的奇蝦，是地球上最早的巨型動物和頂級捕食者?；ㄔ锶喊l(fā)現(xiàn)了多樣的奇蝦類動物。它們的存在表明，這片海域存在一個具有復雜捕食關系的食物網。
奇蝦以及各種早期的節(jié)肢動物規(guī)模龐大，形態(tài)多樣。它們在今天的后代很多你都很熟悉：螞蟻、蜜蜂、蜘蛛、蝴蝶、蝦、龍蝦、螃蟹、蝎子、蜈蚣、藤壺……
而蝸牛、章魚、蛤蜊等，可能要去研究一下有原始殼的軟體化石。
樽海鞘是現(xiàn)代海洋浮游動物群落的代表，花垣生物群也發(fā)現(xiàn)了多種樽海鞘狀浮游被囊動物，表明寒武紀早期的海洋碳循環(huán)已經存在類似現(xiàn)代海洋的生物碳泵。
花垣生物群的高化石豐富度、高物種多樣性、高軟軀體保真度以及復雜生態(tài)系統(tǒng)，贏得國際特異埋藏化石群研究專家Robert R·Gaines教授的高度評價：花垣生物群是可媲美澄江動物群、布爾吉斯頁巖生物群兩大世界遺產的全球頂級寒武紀特異埋藏化石群。
5億年前，花垣成了海洋生物的“避難所”
地球的生命演化，總是充滿奇妙的哲學意味。
科研團隊經過與全球多個化石生物群對比分析發(fā)現(xiàn)，花垣生物群不僅展示了寒武紀的生命大滅絕，還有生命的演化創(chuàng)新，以及向全球的擴散。
“辛斯克大滅絕事件”對淺海和深海的影響截然不同，深海成為“避難所”。
在云南東部，澄江動物群和關山生物群都屬于華南內大陸架的淺海區(qū)域。它們分別是辛斯克大滅絕事件發(fā)生前和發(fā)生后的代表性動物群，二者之間共有的動物分子相對較少。
再看花垣生物群，它處于華南外大陸架的深海區(qū)域。在這里，辛斯克大滅絕事件之后在淺海區(qū)域瀕臨滅絕的納羅蟲、原始管蟲等依然活躍，成為優(yōu)勢物種。
這表明，辛斯克大滅絕事件讓淺海生物受到重創(chuàng)，但外大陸架的深海環(huán)境成為海洋生物的避難所。
另一個令人驚嘆的發(fā)現(xiàn)是：花垣生物群仿佛全球海洋生物的“移民目的地”。
在這里，不僅發(fā)現(xiàn)了位于云南東部地區(qū)的關山生物群中的主導性生物昆明關山蝦，竟然還發(fā)現(xiàn)了遠在北美的布爾吉斯頁巖生物群中的代表性分子，如馬爾蟲、頭盔蟲、西德尼蟲、莫里森蟲、蘇魯斯蝦、爬胃蟲等。
在寒武紀時期，地球上的大陸板塊和現(xiàn)在很不一樣。但花垣生物群所在的華南板塊與北美勞倫大陸被泛大洋分開，距離超過半個地球。北美寒武紀時期的代表性海洋生物在花垣生物群的發(fā)現(xiàn)，表明該時期寒武紀海洋動物存在長距離跨洋擴散的機制。
花垣生物群的研究，將引入馬王堆漢墓的保護
這樣的重大成果，是科考隊隊員們不顧辛勞，在花垣縣險峻的大山里，用5年時間不聲不響“挖”出來的。
他們剛來時，路是土路，塵土飛揚、七暈八轉是日常體驗。下雨后的塌方，隊員們遇上了好幾次。爛泥路上，汽車的輪胎一不小心就深陷其中。
開展花垣生物群化石發(fā)掘的中國科學院南京古生物所野外科考隊
為了科考隊的安全和工作順利開展，當地政府修起了一條通向化石發(fā)掘地的公路，在核心區(qū)域安裝了攝像頭，立起了保護牌。
但崎嶇的科研探索之路，只能隊員們自己開拓。
“湖南的2枚金釘子都在湘西，湘西是寒武紀的天堂。”1989年就來湘西科考的朱茂炎對這里的地質資源十分了解。
他直言，花垣生物群的存在并非偶然，但科研人員要透過地層準確地找到它，并非易事。
澄江動物群發(fā)現(xiàn)的化石
花垣生物群的發(fā)掘工作難度極大。朱茂炎用澄江動物群的發(fā)掘打比方：“澄江動物群所在地的巖石是黃綠的泥巖，巖石比較軟?；ㄔ膸r石顏色很深，質地很硬，很難劈開和辨認，發(fā)掘和研究難度更大，對專業(yè)性要求更高。我們要用各種辦法，才能把化石的結構看清楚?！?/p>
為了弄清楚環(huán)境背景，他們還打了一個幾百米深的鉆井。5年過去，他們終于弄清楚了花垣生物群的基本面貌。
化石采坑
由南京古生物所朱茂炎團隊和湖南省博物館、中國地質調查局成都地質調查中心、南京大學、貴州大學、臨沂大學等單位科研人員聯(lián)合開展的花垣生物群發(fā)掘研究工作，終于結出了碩果：相關研究成果的論文投稿2個多月后，就被全球頂級學術期刊《自然》（Nature）錄用刊發(fā)。
然而，這只是開始。
朱茂炎說，還要擴大發(fā)掘范圍，到野外觀察化石埋藏的條件，了解化石沉積和埋藏的過程，這個區(qū)域整個地層的變化。澄江動物群的研究者已經到了第四代，如今的領頭人曾晗就是第四代?；ㄔ锶旱难芯窟€要繼續(xù)，要想辦法找到科研經費支持，邊發(fā)掘邊研究，邊保護邊科普。充分發(fā)掘它的價值，需要幾代人的努力。
而作為深度參與了此次重大發(fā)現(xiàn)研究的在地文博機構，湖南省博物館早已謀劃好今后在自然科學領域的布局。
“自然科學研究對博物館意義重大。我館長期關注馬王堆漢墓等保存大量有機質易損文物的遺存，通過引入地質學、埋藏學等自然科學方法，我們可以從更基礎的層面認識保存環(huán)境、微觀條件和物質轉化過程?！焙鲜〔┪镳^館長段曉明表示，接下來，該館將與南京古生物所圍繞埋藏學、琥珀研究、人文社科和自然學科的交叉研究三個方面深入開展研究合作，把湖南故事講得更好。
（本文圖片及視頻除署名外，均由中國科學院南京地質古生物研究所提供）
| 版權聲明： 1.依據《服務條款》，本網頁發(fā)布的原創(chuàng)作品，版權歸發(fā)布者（即注冊用戶）所有；本網頁發(fā)布的轉載作品，由發(fā)布者按照互聯(lián)網精神進行分享，遵守相關法律法規(guī)，無商業(yè)獲利行為，無版權糾紛。 2.本網頁是第三方信息存儲空間，阿酷公司是網絡服務提供者，服務對象為注冊用戶。該項服務免費，阿酷公司不向注冊用戶收取任何費用。 名稱：阿酷（北京）科技發(fā)展有限公司 聯(lián)系人：李女士，QQ468780427 網絡地址：www.arkoo.com 3.本網頁參與各方的所有行為，完全遵守《信息網絡傳播權保護條例》。如有侵權行為，請權利人通知阿酷公司，阿酷公司將根據本條例第二十二條規(guī)定刪除侵權作品。 |