2020年，這些遠古生物的謎題被解開
日前，中國古生物學(xué)會發(fā)布了“中國古生物學(xué)2020年度十大進展”評選結(jié)果。這些成果是對千萬年，甚至數(shù)億年前，遠古地球所留下謎題的研究，試圖探尋今天地球上的植物、動物以及人類的起源和發(fā)展。
本次入選成果由來自中國科學(xué)院、西北大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)、中山大學(xué)等科研院所和高校領(lǐng)銜完成，集中反映了我國在古生物學(xué)各個分支方向上所取得的具有國際影響力的高水平創(chuàng)新研究成果。這些研究成果究竟破解了哪些遠古地球留下的謎題？記者邀請古生物專家為你一一解析。
基干獸類聽覺和咀嚼器官模塊式演化分離節(jié)點
中國科學(xué)院古脊椎與古人類研究所毛方園副研究員、王元青研究員領(lǐng)銜的研究團隊，基于熱河生物群基干獸類李氏源掠獸的多件標(biāo)本，首次建立了中生代哺乳動物中完整聽骨的三維形態(tài)，確立了哺乳動物演化中聽覺與咀嚼器官分離節(jié)點的表型特征。
破解謎題：聽骨和齒骨分離并高度分化，是哺乳動物與爬行類的重要差別，但兩種感覺器官的分離過程，一直缺乏令人信服的化石證據(jù)。這項研究則彌合了中耳演化過程中一個關(guān)鍵空缺。
白堊紀(jì)琥珀揭示昆蟲和介形蟲的早期演化
中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所王博研究員帶領(lǐng)的研究團隊基于緬甸克欽琥珀中的標(biāo)本，分析了阿紐蝎蛉科昆蟲長口器的三維解剖學(xué)形態(tài)特征，并發(fā)現(xiàn)在白堊紀(jì)中期已出現(xiàn)至少5個科的長口器傳粉昆蟲，表明了白堊紀(jì)傳粉昆蟲的多樣性和復(fù)雜性；確認了黑帝斯蟻特化的捕食機制，并厘定了早期螞蟻的演化歷史；重建了克欽琥珀中介形蟲的軟軀體結(jié)構(gòu)(包括巨型精子)，將動物精子化石記錄提前了至少5000萬年。
破解謎題：這項成果為解釋跳蚤起源，傳粉和社會性昆蟲以及介形蟲的早期演化提供了新見解。
澄江動物群的核心價值：動物界成型和人類基礎(chǔ)器官誕生
綜合早期生命發(fā)現(xiàn)的“大數(shù)據(jù)”，西北大學(xué)舒德干院士、韓健教授深入研究提出：1) 澄江動物群不僅延續(xù)并擴展了之前的基礎(chǔ)動物和原口動物亞界眾多門類的繁榮，更誕生了后口動物亞界的全部類群，標(biāo)志三分動物樹成型；2)三幕式寒武紀(jì)大爆發(fā)與動物三個亞界的誕生依次同步耦合；3)第一魚昆明魚目首創(chuàng)人類遠祖的頭腦和脊椎，古蟲動物門則十分接近始祖?zhèn)兊摹暗谝祸w裂”。
破解謎題：達爾文留下重大世紀(jì)謎題：地球三分動物樹何時成型？如何成型？成型時期哪些動物最接近人類的直系始祖？這項研究初步破解了上述難題。
古基因組揭示中國南北方人群遷移與混合歷史
中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹課題組首次對中國南北方古人群首次展開時間跨度最大、規(guī)模性、系統(tǒng)性的古基因組研究，揭示中國人群自9500年以來的南北分化格局、主體連續(xù)性與遷徙融合歷史。
破解謎題：在國際古遺傳學(xué)領(lǐng)域，有關(guān)東亞，尤其是中國早期人群的遺傳演化研究非常匱乏。這項研究首次獲得的中國南方大陸人群核基因組填補了相關(guān)區(qū)域空白，且明確了現(xiàn)在廣泛分布在臺灣島和太平洋島嶼的南島語系人群起源于中國南方大陸。
二疊紀(jì)—三疊紀(jì)大滅絕事件對生物古地理格局的影響
中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)宋海軍、代旭等人針對關(guān)于生物古地理對大滅絕事件響應(yīng)開展了深入探索。該研究發(fā)現(xiàn)，二疊紀(jì)—三疊紀(jì)大滅絕導(dǎo)致熱帶地區(qū)顯著的生物多樣性高峰消失，出現(xiàn)了一種扁平化的多樣性緯度梯度。同時還發(fā)現(xiàn)大滅絕后的菊石出現(xiàn)全球化現(xiàn)象，世界不同地區(qū)的菊石變得極為相似。
破解謎題：重大地質(zhì)事件對生物地理格局的影響是生物演化領(lǐng)域的重要科學(xué)問題。這項研究的相關(guān)發(fā)現(xiàn)表明氣候變暖及相關(guān)的環(huán)境事件對熱帶地區(qū)物種和地方性物種的影響更大。
環(huán)南中國海地區(qū)海岸帶沉積環(huán)境演變與史前水稻農(nóng)業(yè)擴張
中山大學(xué)鄭卓教授領(lǐng)銜的研究團隊利用孢粉記錄集成的水稻農(nóng)業(yè)歷史發(fā)展，結(jié)合鉆孔古環(huán)境數(shù)據(jù)重建的華南和東南亞地區(qū)沿海平原擴張過程，揭示出距今3000~2000年是沿海平原快速堆積和擴張的關(guān)鍵階段，并顯示與花粉記錄指示的水稻農(nóng)業(yè)快速擴張同步變化。距今2500年開始是華南地區(qū)水稻農(nóng)業(yè)快速發(fā)展和向東南亞擴散的主要過渡階段。
破解謎題：該研究證實了環(huán)南中國海周邊地區(qū)海岸帶平原沉積演化的關(guān)鍵過程與亞洲東南部水稻農(nóng)業(yè)的爆發(fā)式擴張存在密切關(guān)系，展示了微體古生物和孢粉學(xué)在發(fā)掘歷史時期人地關(guān)系等問題中不可替代的作用。
澄江動物群“章氏麒麟蝦”的發(fā)現(xiàn)揭秘節(jié)肢動物的起源
中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所朱茂炎研究員領(lǐng)導(dǎo)的“寒武紀(jì)大爆發(fā)”研究團隊在云南約5.18億前的寒武紀(jì)澄江動物群中，發(fā)現(xiàn)了解答“節(jié)肢動物起源之謎”的關(guān)鍵過渡型化石——章氏麒麟蝦。章氏麒麟蝦嵌合了真節(jié)肢動物和奇蝦類等多種節(jié)肢動物祖先類型的形態(tài)特征。
破解謎題：蝦等節(jié)肢動物是地球上物種多樣性和個體數(shù)量最高的動物門類。這項發(fā)現(xiàn)填補了節(jié)肢動物起源過程中的核心缺失環(huán)節(jié)，為節(jié)肢動物主要演化創(chuàng)新的起源提供了重要參考點。
寒武紀(jì)大爆發(fā)時期發(fā)現(xiàn)最早包殼竊食寄宿關(guān)系化石
西北大學(xué)張志飛教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊對寒武紀(jì)大爆發(fā)時期海洋生物寄生現(xiàn)象起源進行了深入研究。此前古生物學(xué)家記述的寒武紀(jì)或更早的化石記錄僅以少數(shù)幾個化石或者印痕為依據(jù)，提出了竊食寄生是地球上最早出現(xiàn)的寄生現(xiàn)象；發(fā)現(xiàn)成群礦化蟲管附著在成層原位生活的腕足動物殼體上，代表地球最早的包殼介殼記錄，將包殼生態(tài)追隨到寒武紀(jì)早期，向前推進至少3000萬年。
破解謎題：地球生物界中，寄生蟲無處不在，但追溯地球最早的寄生現(xiàn)象卻并不容易。本研究首次以大量化石統(tǒng)計為基礎(chǔ)，從宿主個體病理學(xué)的角度論證了地球上最早的專性寄生關(guān)系。
青藏高原中部中始新世濕潤低地的亞熱帶“香格里拉”生態(tài)系統(tǒng)
中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園蘇濤研究員、周浙昆研究員，中國科學(xué)院古人類與古脊椎動物研究所吳飛翔副研究員聯(lián)合國內(nèi)外專家，深入研究了青藏高原中部中始新世濕潤低地的亞熱帶生態(tài)系統(tǒng)。該研究揭示高原中部4700萬年前存在亞熱帶森林，證明青藏高原在當(dāng)時和北半球其他地區(qū)有著密切的植物區(qū)系交流，并且對北半球現(xiàn)代植物多樣性分布格局有著重要貢獻。此外，古植物證據(jù)結(jié)合模型模擬表明，中始新世青藏高原中部存在溫暖濕潤的季風(fēng)氣候，具有一個海拔不超過1500米的東西向中央谷地，直到中新世才逐漸形成現(xiàn)在的高原。
破解謎題：該項研究成果發(fā)現(xiàn)了青藏高原迄今物種最為豐富的新生代化石植物群，為認識青藏高原主體在形成初期時的生物多樣性面貌及其對全球植物區(qū)系交流的貢獻打開了一扇窗口，也為探討高原的形成過程提供了重要的古生物學(xué)依據(jù)。
三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交氣候變化與森林火災(zāi)事件：來自中國華南的化石證據(jù)
中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所王永棟研究員和中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)謝樹成教授領(lǐng)銜的國際合作團隊，在陸相三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交氣候變化與森林火災(zāi)事件研究方面取得創(chuàng)新成果。根據(jù)孢粉化石、分子化石和銀杏植物氣孔參數(shù)等多種方法，首次獲取了川東鄂西地區(qū)晚三疊世到早侏羅世的古植被更替與氣候變化、裂解多環(huán)芳烴(PAHs)與古火災(zāi)事件以及古大氣CO2變化與溫室氣候等重要證據(jù)。
破解謎題：該系列成果不僅是迄今為止東特提斯地區(qū)三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交植被、古氣候、古火災(zāi)事件和古大氣CO2濃度最為翔實的高分辨率記錄，而且首次在東亞地區(qū)揭示了該時期陸地植被、氣候變化與火災(zāi)事件之間的聯(lián)系。這標(biāo)志著我國在三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交重大地質(zhì)事件方面躋身于國際學(xué)術(shù)前沿領(lǐng)域。
學(xué)術(shù)指導(dǎo)：中國古生物學(xué)會
(本報記者 詹媛)
