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          2. 中国科学家发现寒武纪化石宝库清江生物群纪实

            2019-04-14 17:14:39来源: 新华网作者:

            新华社西安4月14日电 遥远的5亿多年前地球上存在过哪些生物曾令达尔文感到困惑的寒武纪生命大爆发到底蕴藏着哪些?#26053;أ?#29983;活在当下的我们该如何看待那个遥远又遥远的地质时代

            近日中国科学家在全球知名的美国科学杂志上发表的论文华南早寒武世布尔吉斯页岩型化石库清江生物群再次引发了圈内圈外对研究地球早期生命演化和动物门类起源话题的广泛关注

            中国西北大学早期生命与环境创新研究团队张兴亮傅东静等首次公布了他们在湖北宜昌长阳地区发现的距今5.18亿年的寒武纪特异埋藏软躯体化石库清江生物群?#34180;?/p>

            科学杂志在给媒体的简介中说?#27778;?#23506;武纪之秘的新宝藏出土了

            英国自然杂志在报道中称清江生物群打开?#26031;?#23519;壮观寒武纪的又一个窗口各?#20013;?#30340;生物类群前所未见

            清江生物群是令人震惊的科学发现瑞士洛桑大学古生物学家艾莉森戴利在科学同期刊发的评论文章中说

            这个引发国际科学界不吝赞美之辞评价的突破性发现到底打开了怎样的新宝藏?#20445;?#20013;国科学家又是如何打开并探究这个宝藏的

            5.18亿年与12年寒武纪化石宝库渐露真容

            2007年的暑假西北大学地质学系教授张兴亮带着傅东静等几名研究生在湖北宜昌长阳地区进行野外踏勘

            这里群山环抱清江在山里静静流?#39318;Q?#19968;天傍晚当他们沿着河边行走时一块石头引起了张兴亮的注意于是他们便拿出地质锤开始敲了起来没想到竟然在石头中发现了拇指长的半只虫化石这个虾状节肢动物正是布尔吉斯页岩型化石库很有代表性的林乔利虫紧接着他们又在这个位置找到了寒武纪早期的无脊椎动物纳罗虫化石

            尽管是一个重大发现但?#37038;?#26089;期生命研究的科学家似乎都特别冷静发现有数亿年久远历史的化石似乎并没让他们一味欢呼雀?#23613;?#22312;与蕴藏着5亿多年前生命信息的林乔利虫化石邂逅之后他们在这片区域的研究?#26377;?#20102;12年

            发现清江生物群的宜昌长阳地处鄂西南山区寒武纪地层分布广泛2007年后西北大学早期生命与环境创新研究团队的研究人员经过记不清多少次野外发掘和大量的研究工作逐渐揭开了这个寒武纪化石宝库的神秘面纱

            刚开?#27982;?#24180;去清江两三次只要听说水位下降河床露出来了我们就去开采化石不论刮风下雨即使下雪也不例外论文第一作者傅东静副教授回忆道

            采集化石的过程异常艰辛工人要用撬杠撬出来1立方米大小的石块科研人员用地质锤顺着页岩的层面劈一边劈一边看直到找到化石然后是整理编号打包再把挖掘的化石背出山带回实验室

            在实验室里每一块标本都要在显微镜下进行前期修复使用扫描电?#21040;沂?#21270;石的超微结构以及元素组?#26705;?#20877;对化石进行高精度三维立体扫描

            就这样他们在湖北大山的石海中搜寻?#39029;?#20102;两万多枚化石标?#23613;?/p>

            科研上的突破是在2014年取得的重要进展那时团队已经采获了上万块化石经过无数次分析比较研究团?#21448;?#20110;做出了这样的判断这是一个能够?#27778;?#23506;武纪大爆发时期动物门类多样性及其演化进程的重要化石宝库

            谈到对清江生物群的命名傅东静说?#29615;?#38754;是因为化石埋藏地是在清江与丹水河的交汇处更重要的一个原因是希望清江生物群与云南澄江生物群日后能够成为享誉世界的中国两江生物群

            90%对1%科学家对寒武纪生命大爆发的探索

            寒武纪生命大爆发?#21271;?#31216;为古生物学和地质学上的一大悬案?#34180;?/p>

            在距今5.4亿年的早寒武世地球生命演化史上出现了一次规模最大影响最深远的生物创新?#24405;?#22312;不到地球生命发展史1%的时间里迅速创生出了90%以上的动物门类寒武纪地层突然出现了门类众多的无脊椎动物和最古老的脊椎动物天下第一鱼昆明鱼目化石但是在更为古老的地层中长期以来没有找到其明显的祖先化石这一现象被称作寒武纪生命大爆发?#20445;?#31616;称寒武纪大爆发

            该如何解释在如此短的时间内突然涌现出如此之多的动物门类一直困扰着学术界于是寒武纪大爆发与生命起源智能起源等一起被列为六大自然科学难题?#34180;?/p>

            要破解寒武纪大爆发的?#26053;أ?#38656;要找到可靠的化石实证而布尔吉斯页岩型化石库则是探索寒武纪大爆发的最佳窗口傅东静说

            布尔吉斯页岩型化石库最早在1909年发现于加拿大落基山脉寒武纪中期的布尔吉斯页岩中并因此命名百余年来这类化石库在全球各地已发现50余个其中加拿大布尔吉斯页岩生物群和1984年发现的我国云南澄江生物群最为著名成为理想的顶级研究目的地?#34180;?/p>

            清江生物群正是顶级的布尔吉斯页岩型化石库后续挖掘研究与保护将有可能为探索寒武纪大爆发这一重大科学难题提供多方面科学依据傅东静说

            据介绍对清江生物群已经采集到的大?#31354;?#36149;化石标本中的4351件进行初步研究后已分类鉴定出109个属其中53%为此前?#28216;?#26377;过记录的全新属种而?#36965;?#28165;江生物群中软躯体生物居多已发现的后生动物属中85%不具有矿化骨骼绝大多数为水母海葵等没有骨骼的基础动物?#34180;?/p>

            更令科学家惊喜的是清江生物群的化石形态保真?#32676;?#39640;各类群动物保存栩栩如生动物的眼睛神经内脏等软体组织和器官的形态结构清晰可见

            生物统计学的稀疏度曲线分析显示清江生物群的物种多样性将?#22411;?#36229;过已知所有寒武纪软躯体化石库

            清江生物群的特色和优势主要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形态保真度最优原生有机?#23454;?#22475;藏保存最好具有?#23721;?#20272;量的研究潜力傅东静说

            国外的专家也非常认同中国科学家的研究成果(清江生物群)化石丰?#27426;取?#22810;样性和保真度世界一流科学价值巨大后续研究将?#22411;?#22635;补我们?#26434;?#23506;武纪大爆发的?#29616;?#31354;白并解决动物门类起源演化方面一系列科学问题艾莉森戴利说

            已知和未知三幕式寒武纪大爆发假说和更多的?#26053;?/strong>

            近年来西北大学早期生命与环境创新研究团队在中国科学院?#33743;?#33298;德干的带领下对澄江生物群及寒武纪大爆发进行了长期探索取得了系统的创新成果

            团队在达尔文提出的地球生命呈树形演化猜想基础上通过数十年的研究与实证提出了三幕式寒武纪大爆发假说?#20445;?#21246;勒出了寒武纪生命大爆发分三阶?#25105;?#27425;创生了基础动物原口动物后口动物三大枝系的动物大树的基本轮廓进而首次构建了完整的早期动物谱系树框架图

            随着日后研究工作的展开和深入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?#21448;?#25454;舒德干?#33743;?#35828;

            清江生物群距离澄江生物群化石产地1050公里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位于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出现的鼎盛时期两者的科学研究价值具有很强的互补性论文通讯作者张兴亮教授说

            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一点从其超过半数以上的新属种可以证实因此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?#31232;?#24352;兴?#20102;?/p>

            更令中国科学家感?#20581;以ˡ?#30340;是目前全球两个保真度最高的布尔吉斯页岩型化石库布尔吉斯和澄江在埋藏之后分别经历了高温变质风化作用等?#29616;?#30340;地质改造其样本已无法用于深入开展埋藏学研究而在清江生物群发现的软躯体化石奇迹般地以原生碳?#26102;?#33180;?#38382;?#20445;存了原始的有机质

            因此不仅在古生物学研究领域清江生物群的发现?#26434;?#36827;化生物学系统发生学以?#22885;?#34255;学古生态学地球化学等交叉学科前沿研究方向也具有非常特殊的价值

            清江生物群将为开展埋藏学和地球化学研究进而开展深入的古环境研究提供理想素材困扰学术界多年的动物软体结?#22266;?#27530;埋藏机制问题或将在清江生物群得到破解张兴?#20102;?/p>

            可以期待随着交叉学科研究的推进中国的清江生物群会带给我们更多生发更多的问题破解更多的?#26053;ء?/p>

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