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“独一无二”鸟类化石填补7000万年空白

未来的研究可能会揭示Navaornis如何与环境交互，回答鸟类认知进化方面的更广泛问题。在动物王国，现代鸟类拥有高级认知能力，甚至可以与一些哺乳动物媲美。而鸟类独特的大脑和智力是如何进化的，一直是脊椎动物进化领域的谜团之一。近日，英国剑桥大学和美国洛杉矶县自然历史博物馆的研究人员在《自然》发表论文，报道了一个“独一无二”的鸟类化石，填补了从1.5亿年前的始祖鸟到现代鸟类进化过程中的7000万年的认知空白，有望成为确定现代鸟类大脑进化起源的“罗塞塔石碑”。↑ 图片来源：论文这块保存完好的中生代鸟类化石，是巴西马里利亚古生物博物馆馆长William Nava于2016年在普鲁登特总统城发现的。研究人员将其命名为Navaornis hestiae。这只鸟像椋鸟那么大，生活在约8000万年前的巴西。那时，导致所有非鸟类恐龙灭绝的大灭绝事件尚未发生。这块化石之所以如此重要，是因为其头骨几乎完好无损地保存下来。这在任何鸟类化石中都是非常罕见的，尤其是对于如此古老的鸟类而言，这使得它成为同类化石中最重大的发现之一。而立体、完美的头骨，使研究人员能够利用先进的显微计算机断层扫描技术，以数字方式重建这只鸟的大脑。研究人员发现，Navaornis的大脑比始祖鸟大，表明它有更高级的认知能力。但是Navaornis大脑的大部分区域，如小脑等的发育程度较低，表明它尚未进化出现代鸟类复杂的飞行控制系统。“Navaornis的大脑结构几乎介于始祖鸟和现代鸟类之间，完美契合了缺失的部分。”研究论文作者、剑桥大学的Guillermo Navalón说。在这一发现之前，关于始祖鸟和现代鸟类大脑之间的进化过渡认知几乎是空白。有学者认为，Navaornis代表了处于鸟类认知进化旅程中间点的物种。高级认知能力可能使其在寻找食物或栖息地方面具有优势，并能够进行复杂的求偶展示或开展其他社会行为。研究人员表示，上述研究只是了解鸟类智力进化的第一步。未来的研究可能会揭示Navaornis如何与环境交互，回答鸟类认知进化方面的更广泛问题。相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-08114-4编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-11-15
中国最大甲龙类恐龙获得新命名

这个新的甲龙类属种，命名为“兽纹华夏胄龙”。近日，云南大学和江西省博物馆合作研究的一件来自江西省抚州市广昌县晚白垩世（大约8400万年至7200万年前）的甲龙类标本，被认定为一个新的甲龙类属种，命名为“兽纹华夏胄龙”。1986年5月4日，江西省抚州市广昌县甘竹镇龙溪村的村民在进行农活时发现了一具甲龙类化石，当地有关部门随即对其进行抢救性挖掘。由于化石的体型巨大且保存十分完整，当时便被誉为“中华之最——广昌甲龙”，随后标本被送去上海修复，之后转送至江西省博物馆。2023年，江西省博物馆与云南大学生命科学学院脊椎动物演化研究团队进行合作研究。研究显示，华夏胄龙的体长超过6米，是目前在中国发现的体型最大的甲龙类。华夏胄龙身体粗壮、四肢有力，体表布满密密麻麻的甲片，还有甲龙科恐龙标志性的用于保护自己的尾锤。相比于其他甲龙，华夏胄龙也有一些独有特征，比如它的坐骨中段和远端扩张，等等。系统发育分析显示，华夏胄龙属于甲龙科的基干成员，它具有许多基干的特征，而这些特征在其他的甲龙类中则不存在。华夏胄龙是继达泰龙之后，江西省第二个被正式命名的甲龙类，其生存年代晚于达泰龙（约1.13亿—1亿年前），且二者位于不同的演化位置。华夏胄龙的发现进一步增加了晚白垩世中国江西地区甲龙类的物种多样性。云南大学生命科学学院脊椎动物演化研究中心的朱子恒和江西省博物馆的吴洁是共同第一作者，云南大学生命科学学院脊椎动物演化研究中心、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的徐星院士为通讯作者，共同作者还包括江西省博物馆游越、郏颖丽、陈楚娇、云南大学姚熙和浙江自然博物馆郑文杰。该研究得到云南省“兴滇英才支持计划”和国家自然科学基金支持。编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-11-14
关于恐龙，科学家有了新发现！

这项研究对于我们认识生物演化包括人类的演化也具有很强的启示作用。近日，中国地质大学（武汉）地球科学学院副教授韩凤禄研究团队，联合中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、云南大学、南京古生物博物馆以及美国乔治华盛顿大学的研究人员，通过对早期角龙类恐龙的颅腔形态学进行深入研究发现，随着体型的增大，角龙类恐龙在听觉、嗅觉和聪明程度等方面出现了退化。相关论文已于近日在国际知名期刊《古生物学》上发表。尽管科学家们对恐龙的外部形态有了深入的了解，但对它们的内部结构，尤其是大脑和感觉器官的了解却相对有限，虽然有恐龙的脑部软组织化石保存下来，但是非常罕见。传统的方法是通过向恐龙头骨内部填充树脂等材料来铸造颅腔的物理模型，从而对恐龙大脑进行研究。而现代研究人员大多采用计算机断层扫描技术（显微CT扫描）来扫描恐龙的头骨，重建恐龙的颅腔模型，并作为其大脑的代替。角龙类恐龙是一类生活在侏罗纪和白垩纪的植食性恐龙。早期角龙类恐龙两足行走、体型较小，只有1-2米，还没有长角，如隐龙和鹦鹉嘴龙。但是到了白垩纪晚期，经过了近亿年的演化，角龙类恐龙已经成为四足行走、体型巨大（体长可达9米），可以和霸王龙争锋的有角恐龙，如著名的三角龙。与巨大的体型相伴随的身体特征的变化，一直是古生物学者希望解开的谜团。早在1996年，本研究的合作者之一凯萨琳·佛斯特就对三角龙的脑腔开展研究。近几年，研究者们重建了三角龙的颅腔三维模型（图1）。这些研究发现三角龙的大脑相对头骨比较小，头部运动缓慢，头部习惯于向下倾斜，这有助于它们展示头部的角和颈盾，更适应听一些低频率的声音。因此研究人员推断三角龙并不是很聪明。图1：早期角龙（隐龙，左侧）和晚期角龙类（三角龙，右侧）体型和脑腔对比那么早期的角龙类是什么样子的呢？研究团队利用微计算机断层扫描（CT）技术和三维模型重建方法，详细分析了发现于中国的三种早期角龙类恐龙的颅腔结构，包括晚侏罗世的当氏隐龙、早白垩世的辽角龙和鹦鹉嘴龙。发现它们具有发育的嗅球、明显的视叶、略微突出的小脑绒叶、相对较长的耳蜗管和长且高的前半规管，据此推断早期角龙类恐龙具有比较发达的嗅觉和听觉，与晚期角龙类恐龙（如三角龙）的较低嗅觉和听觉形成对比。另外，早期角龙类恐龙的大脑体积相对其头骨较大，其聪明程度（脑商指数）显著高于三角龙，甚至高于现存的大多数爬行动物。研究人员对所有已知的角龙类和鸟脚类恐龙脑腔和内耳演化进行了统计分析，认为角龙类在进化的过程中聪明程度、听觉和嗅觉均出现了退化的现象（图2）。图2：角龙类恐龙脑颅和内耳的演化图研究人员还探讨了角龙类演化过程中头部姿势的转变，发现早期的角龙类头部更加灵活，而晚期角龙如三角龙头主要向下倾斜，这种姿势的转化很有可能和它们的取食方式有关（图3）。图3：角龙类头部姿势演化“这些发现很有意思。为什么角龙类恐龙演化过程中一些器官功能会退化？这很有可能与它们体型的增大相关。早期的角龙类体型较小，需要时刻警惕捕食者的攻击，因此在听觉、嗅觉等方面表现优异，晚期角龙类演化出巨大的体型和锋利的骨角，这对捕食者本身就有很强的威慑，因此在其它方面功能可能被弱化了。”韩凤禄说：“这项研究对于我们认识生物演化包括人类的演化也具有很强的启示作用。”编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-11-11
古人类DNA揭秘碳水令人上瘾的原因

人类对碳水化合物的渴望，可能深深植根于我们的基因中。米饭、面包、面条……你是不是也很难抵挡碳水的诱惑？碳水不仅能为身体提供能量，还能带来心理上的满足感。近期发表在美国《科学》杂志的新研究，揭示了一个有趣的事实：人类对碳水化合物的渴望，可能深深植根于我们的基因中。《生命时报》结合新研究及专家观点，解读为什么碳水会让人上瘾，并教你科学吃碳水。人类可能“天生”爱碳水这项研究显示，存在于人类口腔中，并能分解复杂碳水化合物（如米饭、面包和面条）的关键基因——唾液淀粉酶基因（AMY1），在人体内的最初复制，可能早在80多万年前就已经发生，远远早于农业的出现。研究人员分析了包括尼安德特人和丹尼索瓦人在内的68个古人类基因组，发现当时的狩猎者就已经拥有4到8个AMY1基因副本。正是AMY1基因的复制，为人类的身体消化大量淀粉类食物打好了基础。这意味着，在开始种植小麦和水稻之前，人类就已经在基因层面上为碳水做好了准备。摄入富含淀粉的食物时，唾液中的淀粉酶会开始发挥作用，将其分解为葡萄糖，为身体提供动力。AMY1基因的存在和变异，使得身体能够更高效地处理这些碳水化合物。当人类开始种植小麦和水稻时，携带更多AMY1基因副本的人能更好地适应新的饮食模式，这些人不仅能更有效地消化富含淀粉的食物，还可能因此有更强壮的体魄去繁衍后代。因此，现在人们对碳水的热爱，或许是基因在起作用。碳水，太多太少都不好碳水化合物是神经系统和心脏的主要能源，也是肌肉活动的主要燃料，可在肠道中水解成可被人体吸收利用的葡萄糖。此外，碳水化合物还参与机体细胞的组成和多种活动，并具有调节血糖、节约蛋白质和抗生酮等重要作用。蛋白质、脂肪等都不能替代碳水发挥作用。碳水化合物不能毫无节制地摄入，尤其是白糖、糖果、甜品、蜂蜜等含单糖、双糖较多的食物，否则容易出现肥胖、龋齿等。但如果碳水摄入不足，神经递质易发生紊乱，出现神经系统功能方面的问题，如情绪沮丧、思维能力下降、失眠、抑郁等。长期缺乏，可能出现耐力差、工作效率降低、精力不充沛、酮症酸中毒等症状，甚至缩短寿命。碳水的推荐摄入量目前各国营养专家所推荐的碳水化合物摄入量，大约占一日能量需要的一半或一多半，我国的推荐范围是50%~65%。如果一个成年人每日需要2000千卡的能量，那么他应当摄入250~300克左右的碳水化合物。这个量相当于每餐70~100克的主食原料（生重），可以换算成每天2~3满碗的熟米饭，或者每餐吃一小碗米饭再加少量水果。需要注意的是，这些碳水化合物最好来自多种天然食物，包括粗粮、豆类、薯类、水果等，而不能顿顿是白米饭或白馒头等单一食物。其中，膳食纤维的摄入量为每天25~30克，添加糖每日不超过50克，最好限制在25克以内。什么是高质量碳水高质量碳水，又叫“优质碳水”“好碳水”，结构相对复杂，食用后在胃肠停留时间长，饱腹感强，升糖指数低，并能提供更多的维生素、矿物质以及植物化学物等有益健康的物质。吴阶平医学基金会营养学部委员刘明表示，饮食中，高质量碳水主要有以下5大来源，建议多吃。1.全谷物与精米白面等精制谷物相比，全谷物富含膳食纤维、B族维生素和维生素E、矿物质、不饱和脂肪酸等，包括糙米、全麦粉、燕麦、薏米、荞麦、玉米等。2.薯类同等重量下，薯类比米饭热量低，但膳食纤维含量高，相同热量下比米饭饱腹感更强，还能延缓血糖上升。土豆、红薯、芋头、山药等薯类可以补充精米白面里缺乏的维生素C、B族维生素、钾、β胡萝卜素等。3.杂豆红豆、芸豆、绿豆、豌豆等杂豆蛋白质含量约20％，与谷类食物搭配食用，可以起到蛋白质互补作用。杂豆中B族维生素含量也较高，同时富含钙、钾、镁等矿物质。4.高淀粉蔬菜南瓜、藕、荸荠等蔬菜含有大量有益健康的多糖，多酚类抗氧化物质和维生素C也比较丰富。5.水果水果含有大量果糖、葡萄糖等，还有膳食纤维，适量吃对血糖影响不大。此外还含有丰富的维生素C、胡萝卜素和少量B族维生素、钾、镁等矿物质，以及类黄酮等多种植物化学物，总体来说有益健康，被归为“好碳水”。与高质量碳水相对应的是低质量碳水，又叫“劣质碳水”“简单碳水”“坏碳水”。这类碳水结构简单，大多营养价值很低，容易让血糖快速升高，刺激胰岛素大量分泌，增加肥胖和多种慢性病风险。主要有三大来源：一是白米饭、白馒头、白面条、白米粥等；二是奶茶、果茶等甜饮料；三是蛋糕、甜甜圈、马卡龙等甜品。原标题：《「碳水」为什么让人上瘾？新研究找到了科学依据》编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-11-07
科研人员发现复杂形态促进菊石新生和灭绝速率

这项研究探究了生物形态复杂度与演化速率的关系，加深了对地球生命演化规律的认识。记者5日从中国地质大学(武汉)获悉，该校宋海军团队与法国、德国等国家学者联合完成的一项研究发现，形态复杂的菊石具有更高演化速率，为理解形态复杂度在宏观进化中的作用提供新视角。相关成果于近日发表在国际期刊《Current Biology》。生物演化速率的快慢是宏观进化中的一个关键问题。地球历史上，生物新生和灭绝速率不仅受气候、地理等环境因素影响，也与生物内在因素有关，比如生物形态特征。菊石作为一种复杂的海洋动物类群，具有极高演化速率，且其复杂形态的分支往往多样化显著，是研究形态与演化速率关系的理想对象。此项研究中，宋海军团队利用一种新度量方法——二维壳饰指数，研究了菊石的形态复杂度与新生、灭绝速率的关系，揭示了形态复杂度在菊石进化过程中的作用。研究发现，相较于光滑或简单形态，具有复杂形态的菊石同时具有更高的新生和灭绝速率。特别是在地质历史时期发生的海洋缺氧事件中，复杂形态的菊石更容易灭绝，表明复杂度在生物演化中可能既是推动力，也是一种负担。“复杂形态菊石具有较高灭绝率，可能与其高能量需求和生存环境有关。”宋海军认为，复杂形态的菊石需要更多能量来维持其复杂的外壳结构，因此更容易在资源贫乏的环境中灭绝。此外，复杂形态物种在形态分化方面具有更高变异性，从而加快其进化速率，但在极端环境变化下，多样形态也更容易被筛选淘汰遭到灭绝。据介绍，这项研究不仅探究了生物形态复杂度与演化速率的关系，加深了对地球生命演化规律的认识，也为理解现代生物在气候变化和环境污染压力下的生态策略提供借鉴。编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-11-06
你被草划伤过手吗？2.5亿年前的植物就有了这个能力

这些2.5亿年前的卷柏已经具有了很强的‘硅生物矿化’能力。不少人都有被草划伤的经历，手一旦被某些植物叶片划到，就像被锋利的小刀割到一样疼痛。近日古生物学家通过研究发现，2.5亿年前的植物已经具有了这种名为“硅生物矿化”的能力。云南大学古生物研究院研究员冯卓介绍，自然界中，卷柏、木贼、禾本科、莎草科及一些蕨类植物都具有很强的“硅生物矿化”能力，它们在叶片里沉淀了大量微型的“玻璃碴”，这些锋利的“玻璃碴”就是植物矿化作用代谢后的产物——植硅体。有了植硅体，植物叶片的韧性和强度大大增强，抗倒伏、抗病虫害能力也会显著提高。冯卓团队通过形态学、解剖学及原位元素能谱分析等方法，研究了云南曲靖富源地区出土的距今2.5亿年的卷柏化石。云南富源发现的2.5亿年前的卷柏叶片化石。（冯卓摄）卷柏化石以角质层的方式保存，在传统研究中，为了加快实验进度，角质层保存类型的化石多是通过高浓度的强酸、强碱等试剂处理后进行研究。但由于二氧化硅极易溶于氢氟酸，所以这种传统方法无法获得原位保存的植硅体标本。在研究过程中，团队创新性地使用盐酸浸泡样品，并采取对样品进行加热处理的方法研究，虽然实验周期较长，但却获得了完整的原位保存的植硅体标本。能谱分析揭示卷柏叶片化石原位保存的植硅体。（冯卓摄）“我们结合现生卷柏，可以证实，这些2.5亿年前的卷柏已经具有了很强的‘硅生物矿化’能力。”冯卓说。光学显微镜下的2.5亿年前卷柏叶片化石原位保存的植硅体。（冯卓摄）该项成果已于近日发表在学术期刊《国家科学评论》上。原标题：《远古发现丨你被草划伤过手吗？2.5亿年前的植物就有了这个能力》编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-11-06
东亚地区人类演化新认知——巨颅人

总体来讲,东亚地区晚第四纪时期的古人类化石形态复杂多样，存在多种谱系的人种成员。迄今中国境内出土的古人类化石，主要包括距今40万年前的直立人、距今12-10万年以内的现代智人（早期现代人），以及体质特征处于两者之间的距今30-10万年的“非直立人古老型人类”。基于“多地区进化说”观点，这些中间类型的古人类长期以来被认为是现代智人的直接祖先，因而被命名为“早期智人”或者“古老型智人”。持“走出非洲说”观点的学者认为，智人30万年前在非洲地区就已经出现，经过西亚、以色列向欧亚地区扩散后取代了所有“土著居民”;按照这种观点，中国境内所有中间类型的古人类都被非洲来的智人取代了。近年来越来越多的学者提出，这两种假说的结合更能解释现代人的起源，即欧亚大陆上的现代智人很可能是分散和渐渗事件共同作用的结果。21世纪以来，中国地区陆续发现或报道了澎湖、许昌、华龙洞、夏河、哈尔滨等 “非直立人古老型人类”。在中国的周边地区，也相继发现了一些新的古人类成员:北亚出现了丹尼索瓦人群;东南亚出现了弗洛勒斯人（Homo floresiensis）和吕宋人（H。 luzonensis）两种新的人种谱系。相关发现引发了学术界对中国境内“非直立人古老型人类” 演化分类的关注。基于特殊的形态特征，许昌人曾经被认为是未知的新型古老型人类;基于古蛋白的研究结果，夏河人下颌骨被纳入了丹尼索瓦人群;基于“标本-种群”为单元的系统分析结果，哈尔滨人、大荔人、金牛山人、华龙洞人和夏河人被认为是智人的姊妹群。图1。东亚晚第四纪（距今约30-5万年）古人类化石的分布及其分类单元（吴秀杰供图）2024年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所吴秀杰研究员与美国夏威夷大学Chris Bae合作，在《Nature Communications》、《PaleoAnthropology》和《人类学学报》发表系列文章，提出许家窑人可能代表了中更新世晚期-晚更新世早期东亚境内生存的一种新的人种谱系——巨颅人（H。 juluensis）。图2。许家窑遗址发现的16个个体的人类化石（吴秀杰供图）许家窑人类化石1976-1979年发现于山西省和河北省交界处的许家窑遗址（又名，侯家窑遗址）。人类化石共计20件，包括1件儿童左侧上颌骨、3颗游离臼齿、2块枕骨、1件上颌支残段和13块顶骨碎片，代表约16个个体，生存年代为距今20-10万年。长期以来，许家窑人的演化地位一直存有争议。虽然许家窑人与中国境内发现的其他古人类化石都具有原始和现代混合的形态特征，但许家窑人的牙齿、下颌骨和头盖骨又具有明显区别于东亚更新世古人类、欧洲中更新世人类以及同时代的早期现代人、尼安德特人的形态特点，是一类形态非常特殊的群体。许家窑6号和许昌1号头骨具有较多的相似特征，包括:巨大的颅容量、低而宽的头骨形状、无矢状脊、乳突小且内收、较弱的枕圆枕、较高的颞鳞等，特别是二者都具有尼安德特人的内耳迷路模式，这在其他的中国古人类化石中还没有发现。基于二者巨大的颅容量，许家窑人和许昌人被命名为“巨颅人”。类似于许家窑人巨大的牙齿，丹尼索瓦、澎湖和夏河保留下来的牙齿也都很大，且都不具有典型的尼安德特人牙齿特点，推测也属于巨颅人的谱系。目前，在欧洲和非洲发现的中更新世晚期人类化石，被分别归入了海德堡人（有争论）、尼安德特人、智人以及分类地位不确定的古人类成员;北亚的丹尼索瓦人，因缺乏形态学意义，目前还没有明确的物种名称;东亚和东南亚地区，存在许多体质形态不同的古人类种群，其中一些被赋予了特定的名称，如弗洛勒斯人，吕宋人。总体来讲，东亚地区晚第四纪时期的古人类化石形态复杂多样，存在多种谱系的人种成员，以往统一命名的 “早期智人”、“古老型智人”概念，相当于广义上的“东亚地区中更新世非直立人古老型人群”，并不代表其演化分类上的物种单元。相关研究得到国家自然科学基金经费支持。文章链接:https://www。nature。com/articles/s41467-024-53918-7https://paleoanthropology。org/ojs/index。php/paleo/libraryFiles/downloadPublic/18https://www。anthropol。ac。cn/CN/10。16359/j。1000-3193/AAS。2023。0044编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-11-05
原位微区分析揭示10亿年前的神秘化石为真核藻类

在低品位变质岩中的ICIs中可以对关键的新陈代谢副产物进行原位检测，为了解早期地球生态系统打开了一扇新窗口。研究背景与科学问题获得光合作用的能力是真核生物演化的关键一步。然而，在前寒武纪的记录中，几乎没有明确识别出光营养生物。对单个微化石中的代谢副产物进行原位微区分析是直接鉴定其代谢的关键，但迄今为止仍难以实现。在这些分子中，叶绿素和庚烷等四吡咯类化合物是细胞代谢的基本成分。这些分子通常会在埋藏和成岩的早期阶段降解，但在有利条件下也可能转化为地卟啉。地卟啉常见于新生代沉积岩的大量溶剂萃取物中，但在前寒武纪却极为罕见。目前的全岩分析方法无法将检测到的卟啉与单体化石直接联系起来，而且这种分析方法也无法应用在过成熟的岩石样品，因为即使是200°C左右相对温和的热蚀，也会影响游离生物标记物的保存。因此，如何在前寒武纪化石样品中检测到卟啉成为关键。科学内涵为了识别前寒武纪微体化石中残留的代谢产物，比利时列日大学Sforna等科学家对刚果盆地姆布吉-马伊超群中神秘的Arctacellularia tetragonala化石标本进行了原位微区分析，综合利用形态学、化学和超微结构分析与同步加速器X射线荧光（SR-XRF）和X射线吸收光谱（SR-XAS）等多种分析方法，发现了A. tetragonala细胞中与镍结合的四吡咯，确定四吡咯分子为叶绿素衍生物，说明A. tetragonala为最早的多细胞藻类之一。这一新方法适用于亿万年前的过成熟岩石，为前寒武纪真核生物光营养体的演化和早期生态系统中初级生产者的多样化提供了新的约束条件。A. tetragonala普遍出现在西伯利亚、加拿大、非洲、中国和印度的中元古代到新元古代地层中，是一种很容易辨认的微化石，由桶形细胞的无鞘链（丝状）组成，细胞之间有明显的界线，细胞末端有披针形褶皱（图1）内部还存在细胞内包裹体（intracellular inclusions，ICI）（图1b, d, h, i）。此前，A. tetragonala曾被初步解释为蓝细菌Gloeotrichia spp. 的异细胞或同源体，以及子囊菌 Fractisporonites的孢子。A. tetragonala出现真正的二歧分支、节细胞、多层壁和多细胞丝中的大型同源细胞，这一套复杂形态组合表明，A. tetragonala是真核生物，而在原核生物中，这种特征组合是从未见过的。基于这些证据，A. tetragonala属于Gloetrichia类蓝细菌的假说被排除。与此相反，在浮游藻类和底栖藻类（Stramenopiles 和 Archaeplastida，红藻门和绿藻门）的不同支系中，已知有分支多细胞丝状形态。仅从形态特征来看，不能排除其与子囊菌纲的亲缘关系。不过，据报道Fractisporonites没有分枝。是否属于其他子囊菌目也值得怀疑，因为孢子通常由外鞘组成，而在这些标本中没有观察到这种外鞘。图1 A. tetragonala 标本的显微照片。a-g 带有节细胞、等直径分枝、披针形褶皱（lf）和胞内包裹体（ICI）的分枝标本。 h, i 微化石的单列细丝 j, A. tetragonala 的草图，显示微化石的主要特征。黑星代表经过 SR-μXRF 分析的标本。为了测试A. tetragonala的生物亲和性，科学家对提取的15个标本（共163个细胞）进行了同步辐射 X 射线荧光分析（SR-µXRF）。结果表明，主要金属元素（铁、镍、±铜、±锌、±钙和±S）和一些微量元素（钛、钒、锰和铬）均匀地分布在微化石壁中，褶皱处和微化石边缘的浓度较高，这是因为这些区域的厚度较大（图 2）。钾主要与小的方形氟化物有关（图 2），这些氟化物是在脱矿后的贮存溶液干燥过程中新形成的。钙总是存在于这些氟化物中，铁、镍、铜和锌偶尔也会出现。金属还可以形成附着在微化石表面的小热点，可能是在氧化物或硫化物中（图 2）。图2 细胞内包含镍的特异性富集。a、g 所研究样本的显微照片。b-f 在 SLS（b、c 像素：1 μm，200 ms/px）、SS（d、e 像素：400 nm，100 ms/px）和相关复合图像（f，R：Fe，B：Ni）上获得的铁和镍 SR-μXRF 图谱。h-j 在 SLS（h，i 像素：1 μm，1 s/px）和相关合成图像（j，R：Fe，B：Ni）中获得的 Fe 和 Ni SR-μXRF 图谱。这些地图显示，一些 ICI 也可能富含铁，但铁在 ICI 中以小热点的形式存在，而镍则主要均匀分布。色标对应于归一化计数。(s.) 代表硫化物，(fl.) 代表附着在化石表面的氟化物。注：瑞士光源（SLS；microXAS-X05LA 光束线，瑞士维利根）和同步辐射太阳光源（SS；Nanoscopium 光束线，法国伊维特河畔吉夫）。图3 细胞内包含物的 XANES 分析凸显了四吡咯分子的存在。a 所研究标本的显微照片。b, c 在SLS 上获得的铁和镍 SR-μXRF 图谱（像素：1.5 μm，200 ms/px）显示了细胞内包裹体 (ICI) 镍和铁的富集情况。d 在铁含量较低的区域（灰色圆圈）中对 4 个 ICI 的Ni K-edge 进行的XANES 光谱及其线性组合拟合（红线），以及两种镍卟啉（NiTPP：Ni(II)-四苯基卟啉，NiOEP：Ni(II)-八乙基卟啉）、沥青和氧化镍标准的 XANES 光谱。肩部和光谱线形状是结合镍卟啉物种中配位 (IV) 镍的典型特征。拟合光谱与数据之间的差异来自于拟合所用标准物质与角质中的四吡咯分子之间的分子异质性。注：瑞士光源（SLS；microXAS-X05LA光束线，瑞士维利根）。与细胞壁相比，ICIs 中的镍特别富集（ICIs 中的镍含量是细胞壁的1.5至17倍），而细胞壁中的镍与其他金属的分布模式相同。富含镍的ICIs中铁元素含量有限（图2）。在单个化石碎片的不同细胞中，ICIs的镍和铁含量各不相同。一些ICIs可能不含铁，而其他 ICIs 则显示出不同的铁富集。高分辨率SR-µXRF显示，当铁存在时，它并不与镍直接伴生，而是形成小块随机分布在ICI中（图2）。相反，镍则广泛而均匀地分布在ICI中。XANES 数据证实了镍在四吡咯复合物中的积累。整体光谱形状以及A、B、C和D带的位置与镍卟啉标准（如镍八乙基卟啉[NiOEP] 和镍四苯基卟啉[NiTPP]）中观察到的卟啉型方阵N配位中的镍（II）一致（图3d）。这也得到了镍K-edge XANES光谱的线性组合拟合（LCF）的支持，LCF估计镍总量的90% 以上都处于这种配位中（图3d）。相比之下，光谱与石墨碳和腐殖酸配体中随机占据空位的镍原子以及NiN2O、NiN2S和NiN3复合物中配位的镍不一致。与游离卟啉相比，ICIs中镍的XANES光谱显示某些光谱特征变宽，相对强度和肩部位置也略有不同（图3d）。这种变化归因于卟啉中Ni(II)的配位发生了畸变，这些卟啉与大分子网络结合在一起，例如在沥青中观察到的畸变。值得注意的是，共价结合的四吡咯复合物的典型 XANES光谱在加热到高达480至565°C的沥青焦化残渣中得以保留，这证明了它们良好的热稳定性，也解释了为什么在经历了显著变质作用的亿万年前的化石中保留了镍-四吡咯分子。化石细胞内金属结合分子的XANES提供了一种新的方法，可以揭示经历变质作用的有机物质中的降解卟啉。这种方法为追踪卟啉以及光营养提供了可能，其可以追溯到更久远的年代。事实上，XANES能够检测与不溶性有机物结合的四吡咯结构，从而降低了样品污染的风险，并可将结合的卟啉衍生物归类到单个微化石中。研究结果表明，在低品位变质岩中的ICIs中可以对关键的新陈代谢副产物进行原位检测，为破译个别神秘微化石的生物特征提供了一种全新的方法，并为了解早期地球生态系统打开了一扇新窗口。原文来源：Sforna M C, Loron C C, Demoulin C F et al. 2022. Intracellular bound chlorophyll residues identify 1 Gyr-old fossils as eukaryotic algae. Nature Communications, 13, 146.https://doi.org/10.1038/s41467-021-27810-7.编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-11-04
国际最新研究发现1.61亿年前蝌蚪化石已知最古老或助蛙蟾演化研究

蝌蚪体型结构的关键特征在无尾目演化早期已经出现，这意味着大约在1.61亿年前，无尾目已经出现了明显变态的二阶段生命周期。国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇演化研究论文称，研究人员在南美发现一个1.61亿年前的蝌蚪化石，这是迄今已知的最古老的蝌蚪，可为蛙和蟾的演化带来新见解。本项研究发现的1.61亿年前蝌蚪化石的生态复原图。施普林格·自然/供图该论文介绍，蛙和蟾属于两栖动物无尾目，它们都有典型的二阶段生命周期，水生的蝌蚪幼体会经历变态成为成体。成体蛙化石记录可追溯至晚三叠纪(约2.17亿—2.13亿年前)，但尚未发现过白垩纪前(1.45亿年前)的蝌蚪记录。论文第一作者兼通讯作者、阿根廷迈蒙尼德大学Mariana Chuliver和同事及中国科学院古脊椎动物与古人类研究所合作者一起，研究发现一件保存完好的化石蝌蚪，化石来自中侏罗纪(约1.68亿—1.61亿年前)的巴塔哥尼亚。其头部、大部分身体和部分尾部可见，眼睛、神经和一个前肢亦清晰可见，表明这只蝌蚪已在变态的最后阶段。论文作者指出，该化石的这些形态共同表明，今日蝌蚪的主要特征如滤食系统，是在约1.61亿年前的早期无尾目中就已经演化出来。这一化石蝌蚪体长据估近16厘米，非常巨大。过去在同一地点曾有记录的许多成年蛙也被认为体型巨大。大体型在无尾目历史中曾多次演化出来，但本项研究表明，这个物种是少数几种蝌蚪和成体都很大的蛙之一。论文作者总结认为，他们对蝌蚪化石新样本的研究表明，蝌蚪体型结构的关键特征在无尾目演化早期已经出现，这意味着大约在1.61亿年前，无尾目已经出现了明显变态的二阶段生命周期。编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-11-04
晚奥陶世大灭绝后腕足动物古生态与古地理研究取得系列进展

全球分布的Hirnantia腕足动物群在纬度和经度上都表现出同质性，且生态多样性低。晚奥陶世大灭绝事件（Late Ordovician Mass Extinction,LOME）后，已有的研究一般认为此时环境相对单调，全球分布的Hirnantia腕足动物群在纬度和经度上都表现出同质性，且生态多样性低。近年来，科研人员识别到在该事件的两幕之后相继发育两套完全不同的腕足动物群，分别是Hirnantia动物群以及其后的Edgewood-Cathay动物群。但是，关于两套动物群的古生态与古地理的异质性探索一直相对有限。相关问题对理解LOME的生态及古地理效应非常关键。此外，LOME之后复苏与再辐射期间古生物地理变化也有助于了解该次生物事件的复杂效应。近期中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄冰，中国科学院院士、南京古生物所研究员戎嘉余，硕士研究生石开彦与美英等国科研人员合作，对上述问题展开系列研究，并取得如下成果。（1）华南Hirnantia动物群的古生态地理的异质性。科研人员利用积累了半个多世纪的来自华南该动物群的多样性和丰度数据，首次揭示Hirnantia动物群的古生态地理分布格局。华南Hirnantia动物群的分布被分为三个区域：深水区、较浅水区和极浅水区。这些区域间底栖生物群落的明显差异揭示了多样化的环境，大致呈现出向西变浅，以及向北和东南方向延伸变深的趋势。↑ 图1 华南赫南特期Hirnantia动物群的古生态地理分布格局（Huang and Rong,2024）科研人员对8个来自相同底栖组合的采样进行的物种丰度模型分析，结果显示，尽管它们所属环境和地理位置接近，但最佳拟合的模型各不相同，表明生态竞争或区域隔离的存在。最终，该研究认为华南Hirnantia动物群的古生态地理分布主要受到华夏古陆的扩张和黔中隆起的影响，这导致了华南Hirnantia动物群在LOME两幕间的异质性繁荣（Huang and Rong,2024）。↑ 图2，华南具有相同底栖组合环境的Hirnantia动物群丰度模型分析（Huang and Rong,2024）（2）挪威Edgewood-Cathay动物群的异质性。挪威Oslo地区非常独特，其赫南特早期腕足动物群之后出现了一套较深水的动物群。该研究明显区分了赫南特早期动物群和Edgewood-Cathay动物群，并发现后者尤其具有异质性，认为最有可能是由于LOME第二幕后缺氧的水体阻碍了Edgewood-Cathay动物群的横向扩散（Baarli,Huang and Johnson,2024）。↑ 图3. 挪威Oslo地区及全球代表性赫南特期腕足动物群的网络分析（Baarli,Huang and Johnson,2024）（3）华南LOME后复苏腕足动物群落演替的启示。科研人员基于云南东北部镇雄地区湾子剖面牛场组（鲁丹晚期，基于系统的笔石分带意见）的腕足动物群的系统采集、鉴定及分析，发现其组成与Edgewood-Cathay动物群相比存在明显差异，并更具典型志留纪特征，特别是该动物群中极具特色的大型五房贝类Sinostricklandiella是目前华南最早出现的记录，表明这一支系在华南地区早期就开始了多样化。↑ 图4. 云南镇雄湾子剖面地层柱状图，及笔石与腕足动物的延限图（Huang et al.,2024）该群落更替指示的环境变化暗示出该时期全球海侵和区域性黔中隆起之间达到了平衡，为腕足动物的恢复提供了稳定的环境（Huang et al.,2024）。（4）全球腕足动物在LOME后复苏与再辐射期古生物地理与多样性演变的耦合性。长期以来，关于LOME导致的古生物地理分布与生物多样性动态之间的相互作用仍然未知。该研究从古生物学数据库（PBDB）中提取了LOME前后五个时期的腕足动物出现数据，经Fossil brush处理，等经纬度划分古地理单元，应用SQS多样性分析及bootstrap重采样等方法，对LOME前后腕足动物的古生物地理连通性（biogeographic connectedness,BC）进行了研究。↑ 图5. 全球腕足动物广布分子与地方性分子在LOME后，多样性与起源灭绝率的差异性反应（Shi and Huang,2024）最终表明，与广布分子相比，地方性分子对LOME及其后的复苏与再辐射过程更为敏感。两类分子古地理分布变化与SQS多样性波动之间存在一定程度的耦合性。腕足动物在前后生物多样性变化和古生物地理连通性变化趋势表现出时间对称性，然而，对称轴并非预期的灭绝峰值，而是灭绝后的残存期。上述这些认识表明，造成的生态损失相对有限，因而也展示出了复杂的灭绝后效应。↑ 图6. 全球腕足动物在LOME前后的古地理分布及古生物地理连通性变化（右上）（Shi and Huang,2024）本次研究得到国家自然科学基金和国家重点研发计划的支持。成果已于近日正式发表在《古生物学》（Palaeontology）、《古地理学、古气候学、古生态学》（Palaeogeography,Palaeoclimatology,Palaeoecology）、《古生物学杂志》（Journal of Paleontology）等期刊。论文相关信息：Huang B.,Rong J.Y.,2024. Heterogeneous palaeo-ecogeography of brachiopods during the Late Ordovician mass extinction in South China. Palaeontology, Vol. 67,e12728. https://doi.org/10.1111/pala.12728.Shi K.Y.,Huang B.,2024. Is there synchronicity between brachiopod diversity changes and palaeobiogeographical shifts across the Late Ordovician mass extinction?Palaeontology,Vol. 67,e12730. https://doi.org/10.1111/pala.12730.Baarli B.G.,Huang B.,Johnson M.E.,2024. The deep-water,high-diversity Edgewood-Cathay brachiopod Fauna and its Hirnantian counterpart. Palaeogeography,Palaeoclimatology,Palaeoecology 642,112153. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2024.112153.Huang B.,Candela Y.,Shi K.Y.,Rong J.Y.,2024. A new post-LOME (Late Ordovician Mass Extinction) recovery brachiopod fauna from South China. Journal of Paleontology，Vol. 98: 366-377.https://doi.org/10.1017/jpa.2024.14.编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-10-31

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