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国际最新研究发现2.8亿年前巨大蝾螈类动物化石同类体型最大

这次化石新发现命名中，Gaiasia jennyae的种名jennyae旨在纪念一位已故的古生物学家先驱Jennifer A. Clack(1947-2020年)。国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇古生物学研究论文称，研究人员在纳米比亚地区新发现一种生活在约2.8亿年前的二叠纪早期的巨大蝾螈类动物化石，将其命名为Gaiasia jennyae。据研究人员估计，新发现化石这种捕食动物头骨长约60厘米，可能是蝾螈类动物中体型最大的。这项研究发现填补了该类动物化石记录的一项空白，表明早期四足动物比此前认为的分布更为广泛。↑ 本次研究的Gaiasia　jennyae化石，其经过准备和整理后几乎完整的关节骨架。(图片来自C.Marsicano)。施普林格·自然/供图该论文介绍，关于四足动物(拥有四肢的陆生脊椎动物，如两栖动物、爬行动物、哺乳动物和鸟类)早期演化的大多数见解，都来自如今欧洲和北美洲大片产煤的古代赤道湿地发现的化石。本项研究的Gaiasia jennyae发现于纳米比亚西北部，来自更遥远的南方，它们生活在约南纬55度的超大陆冈瓦纳古陆南部。↑ 本次研究的Gaiasia　jennyae艺术复原图(图片作者Gabriel　Lio)。施普林格·自然/供图论文第一作者兼共同通讯作者、阿根廷布宜诺斯艾利斯大学Claudia A. Marsicano和合作者表示，这次研究分类基于至少4个不完整个体的蝾螈类动物化石，包括头骨碎片和一个不完整的脊椎骨。他们估计头骨基部长约60厘米，这比其欧洲和北美近亲要大得多。头骨和下颌结构表明，Gaiasia jennyae咬力很强，能够捕捉大猎物。在《自然》同期发表的一篇“新闻与观点”文章里，同行专家指出，证据表明，Gaiasia jennyae全身长度超过2.5米。↑ 本次研究在野外发现的Gaiasia　jennyae完整化石标本(图片来自Roger　M.H.Smith)。施普林格·自然/供图论文作者认为，Gaiasia jennyae这种古代生物和已灭绝的两栖样动物圆螈类(colosteid)有亲缘关系，后者具备一些更早时期的特征，被认为在约3.07亿年前的石炭纪晚期被更现代的两栖和爬行动物取代。据了解，这次化石新发现命名中，Gaiasia jennyae的种名jennyae旨在纪念一位已故的古生物学家先驱Jennifer A. Clack(1947-2020年)，其工作改变了人们对四足动物早期演化的看法。来源：中新网作者：孙自法编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-07-05
Nature：夏河丹尼索瓦人在青藏高原持续生存到距今约4万年前

此项研究首次揭示了丹人在青藏高原生存过程中的动物资源利用策略，为认识早期人类在青藏高原活动的历史提供了可靠证据。2024年7月3日，国际学术杂志Nature再次发表中国科学院青藏高原研究所陈发虎院士领衔的团队关于青藏高原夏河丹尼索瓦古老型人类（简称“夏河人”）的研究成果，论文题为“Middle and Late Pleistocene Denisovan subsistence at Baishiya Karst Cave”。这是Nature、Science杂志发表的该团队的第三篇白石崖溶洞考古遗址的环境考古研究成果。陈发虎院士等为通讯作者，陈发虎院士在兰州大学培养的夏欢博士为论文第一作者。在考古学、动物考古学、年代学、环境变化等研究的基础上，该研究结合新发展起来的古蛋白质分析技术，对研究团队在白石崖溶洞遗址发掘出土的2500余件动物化石遗存进行了系统的种属鉴定、部位鉴定、骨骼表面痕迹等分析。白石崖溶洞遗址位于青藏高原东北部甘南高原的甘肃省夏河县甘加盆地，自2018年以来，研究团队对该遗址开展了连续多年的发掘工作，收集了上万件石器和几千件动物骨骼。该遗址的文化层堆积厚达3米，年代从距今至少约20万年延续到历史时期。该成果是基于白石崖溶洞T2和T3探方2018-2019年发掘材料的部分研究成果。↑ 白石崖溶洞遗址洞口此项研究通过对2000余件缺乏形态鉴定特征的碎骨进行质谱动物考古学（ZooMS）快速筛选，确定出土于第3层（形成于距今约4.8-3.2万年）的一件肋骨标本属于人类化石。通过古蛋白质组学分析进一步确认该化石属于丹尼索瓦人，此发现为晚更新世晚期白石崖溶洞遗址的丹人活动提供了确凿的人类化石证据。2020年，该团队在Science杂志发表了白石崖溶洞遗址年代学和沉积物古DNA的研究成果，报道了在距今10万、6万以及可能晚至4.5万年的地层中提取到的丹人线粒体DNA，结合团队于2019年在Nature杂志发表的距今至少16万年的丹人下颌骨的研究成果，证明丹人在中更新世晚期至晚更新世曾长期生活在青藏高原。此次新发现，为白石崖溶洞遗址的晚更新世晚期丹人活动提供了确凿的人类化石证据，也将丹人最晚的生存时间延伸至距今约4万年，为丹人体质和遗传特征、活动历史及其高海拔环境适应研究提供了宝贵新材料，也为丹人与早期现代人在东亚的共存及其基因和文化交流等研究提供了关键新线索。↑ 新发现的丹尼索瓦人肋骨化石同时，此项研究还系统阐释了白石崖溶洞丹人的动物资源利用策略。研究工作共鉴定出包括已灭绝物种、青藏高原特有物种以及现今广泛存在的物种等的20余个脊椎动物类别，包括了岩羊、盘羊、野牦牛、马鹿、藏原羚、麝、野马、披毛犀等大中型食草动物，以及斑鬣狗、豹、鼬、石貂、狼、藏狐等食肉动物，雉鸡、金雕、鹑等鸟类动物，以及高原兔、鼠兔、沟牙鼯鼠、旱獭、田鼠、豪猪、甘肃鼢鼠等小型哺乳动物，首次揭示了青藏高原中更新世晚期至晚更新世晚期的脊椎动物群情况。综合分析显示，白石崖溶洞的丹人生活在以草原景观为主的自然环境里，周围可能分布有零星的森林资源斑块，他们利用了多样性的动物资源，具有较广的食谱，充分利用了动物资源，在该洞穴进行了剥皮、肢解、剔肉、敲骨吸髓等动物资源加工和消费行为，并且还尝试利用骨骼制作简易工具。此项研究通过古蛋白组学和动物考古学的综合分析，首次揭示了丹人在青藏高原生存过程中（距今约22.4-3.2万年）的动物资源利用策略，为认识早期人类在青藏高原活动的历史提供了可靠证据。↑ 白石崖溶洞遗址不同地层中主要动物类别变化和权宜性骨质工具延伸阅读：白石崖溶洞遗址（海拔3282米），位于甘肃省甘南藏族自治州夏河县甘加乡，是藏传佛教寺院白石崖寺的进修洞及夏河县著名的旅游景点。上个世纪80年代，当地僧人在白石崖溶洞中发现一块人类右侧下颌骨化石，几经周转，由陈发虎院士保管研究。由于化石在洞穴内的具体出土位置不详，在最初十几年里并未形成完善的研究方案，只能选择将化石进行妥善保存，并在甘加盆地进行广泛考古调查，试图寻找其他有潜力的洞穴和确定化石在白石崖溶洞的具体出土位置和层位。2016年，陈发虎院士在兰州大学招收博士生夏欢，并确定由已博士毕业并留校工作的张东菊共同指导，主攻甘肃省夏河县甘加盆地的旧石器环境考古研究。研究团队首先对甘加盆地开展了系统的野外考察和考古学调查，结果显示在所有调查过的十几个洞穴中，白石崖溶洞是最适合古人类生活的地点，并且在2016年调查时在白石崖溶洞近地表发现几件石制品和古动物骨骼，首次确定该溶洞保存有史前文化堆积。自2018年起，兰州大学旧石器环境考古团队负责人张东菊教授作为领队，兰州大学联合甘肃省文物考古研究所，对白石崖溶洞遗址进行了三次小面积的正式考古发掘，系统采集了丰富的石制品和动物骨骼以及各类沉积物样品。为对人类下颌骨化石开展全面研究，2016年，由陈发虎院士领衔的团队制定了该化石的综合研究方案，组建了一支国际化的专门研究队伍，具体由张东菊教授组织实施。化石的综合研究包括年代测定、体质人类学分析、古DNA分析、古蛋白质分析及其它指标测试等多项工作。年代学分析结果显示，该化石形成于距今至少16万年前，从而将青藏高原的最早人类活动记录从距今4万年推早至距今至少16万年，揭示青藏高原有较长的史前人类活动历史；体质人类学分析结果显示，该化石属于位置的中更新世古人类，而进一步的古蛋白质分析结果显示该化石属于丹人，我们将其称为“夏河丹尼索瓦人”，简称“夏河人”。因此，这件下颌骨化石是距今至少16万年的丹人化石，是除西伯利亚丹尼索瓦洞以外发现的首例丹人化石，为深入研究丹人的体质形态特征、时空分布、生存环境及其在东亚古人类演化历史中的重要意义提供了关键证据。此项研究成果于2019年发表在国际顶级学术杂志Nature上，在国内外古人类学界和考古学界引起较大反响，得到同行专家的广泛肯定和支持，并入选科技部评选的2019年“中国科学十大进展”、Science杂志评选的2019年“世界十大科学突破”、Archaeology杂志评选的2019年“世界十大考古发现”、Science News杂志评选的2019年“世界十大科技新闻”等。2020年，研究团队再次联合国内外多家研究机构在Science杂志发表了白石崖溶洞遗址的最新研究成果。这项研究，主要基于白石崖溶洞遗址的发掘工作，开展了遗址的年代学﹑考古学、沉积学和沉积物DNA分析，重建了白石崖溶洞已发掘地层距今约19-3万年的古人类活动历史，并且在距今10万、6万以及晚至4.5万年的地层中成功提取到丹人线粒体DNA，证明丹人在中更新世晚期至晚更新世曾长期生活在青藏高原。同时，这项成果还是青藏高原旧石器人群古DNA信息的首次报道，对于理解高原早期人群活动历史具有重要意义。此外，这项还研究还提及了该遗址初步的动物考古学鉴定结果，结合遗址沉积物DNA分析结果中的动物种属信息，初步揭示白石崖溶洞的丹人在活动期间曾利用了洞穴所在区域丰富的动物资源，包括部分已灭绝物种。此项研究成果发表另一国际顶级学术杂志Science。此项研究成果入选了国际权威研究机构美国史密森研究院评选的2020年“人类起源研究十大新认知”名单和中国地理学会评选的2020年“中国地理科学十大研究进展”。陈发虎院士于上世纪九十年代中期在兰州大学开始组建环境考古团队，后在中国科学院青藏高原研究所组建了古生态与人类适应研究团队。随后，中国科学院青藏高原研究所和兰州大学从事环境考古的力量联合组成新的环境考古联合研究团队。综合研究团队围绕旧石器渔猎时代、新石器早期农牧业时代和历史时期等不同阶段，深入研究了人与环境之间的相互作用，以理解人类演化、文明发展、气候变化对人类社会的影响以及人类活动导致的生态环境变化。目前，联合研究团队已经形成了覆盖旧石器时代、新石器时代和历史时期环境考古等多个研究方向的综合研究体系，已在Nature和Science杂志上发表了五篇重要学术成果（Chen FH等，Science，2015；Zhang DJ等，Science，2017；Chen FH等，Nature，2019；Zhang DJ等，Science，2020；Xia H等，Nature，2024），期待今后产出有更大引领性的研究成果。论文链接：Xia, H., Zhang, D. J. et al., 2024. Middle and Late Pleistocene Denisovan subsistence at Baishiya Karst Cave. Nature, https://doi.org/10.1038/s41586-024-07612-9.其他相关论文： 1. Zhang, D. J. et al., 2020. Denisovan DNA in Late Pleistocene sediments from Baishiya Karst Cave on the Tibetan Plateau. Science, 370, 584-587. 2. Chen, F. H. et al., 2019. A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau. Nature, 569, 409-412.3. Zhang, D. J. et al., 2017. Comment on “Permanent human occupation of the central Tibetan Plateau in the early Holocene”. Science 352, eaam8273 (2017). 4. Chen, F. H. et al. 2015. Agriculture facilitated permanent human occupation of the Tibetan Plateau after 3600 B.P. Science 347, 248-250.来源：中国科学院青藏高原研究所官网编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-07-04
迄今最详细三叶虫3D模型刷新认知

新化石中的细节将为揭示其他灭绝和现存的生物提供线索，比如更好地了解节肢动物的早期进化历程。↑ 保存完好的三叶虫化石模型揭示了非常精细的结构，包括细小的腿毛。图片来源：ARNAUDMAZURIER/普瓦提埃大学研究人员在寒武纪的“庞贝城”发现了一批保存完美的生物化石。在一项6月27日发表于《科学》的研究中，他们对这些化石进行了成像，绘制了迄今最详细的三叶虫3D解剖模型。这些生物死于5.15亿年前的一次火山爆发。火山灰覆盖了今天非洲西北部摩洛哥阿特拉斯山脉的浅海，掩埋了生活在海底软泥中的无脊椎动物，并在数小时内与海水中的化学物质发生反应，硬化并形成了这些保存十分完整的化石。2015年，前往阿特拉斯山脉收集火山灰的研究人员发现了许多无脊椎动物化石。6年后，法国普瓦提埃大学地质生物学家和地球化学家Abderrazak ElAlbani组织了实地调查，并在那里收集了更多的样本。这些完好留存下来的化石中就有三叶虫。这种多足节肢动物在古生代海洋中分布广泛，作为标志性的、已灭绝的无脊椎动物，它是最为人们熟知、最受科学家和业余爱好者欢迎的古生物之一。研究人员此前已经详细研究了三叶虫的外骨骼化石，但它们的软组织，包括脆弱的腿和消化道，却很少被保存下来。在这项研究中，ElAlbani团队在实验室中分析了样品。他们假设，火山灰进入海水后形成浑浊层，使海底无脊椎动物窒息。此外，细火山灰颗粒会覆盖在它们身上，在变硬的过程中形成一个模子。这与公元79年维苏威火山爆发时庞贝城居民的遭遇很像。这种快速埋葬和动物的厌氧腐烂为生物结构的保存创造了一个理想环境。研究人员在火山灰样本中找到了部分化石，通过X射线微断层扫描观察了样本内部并进行了成像，以创建虚拟模型。最终，他们制作了这些化石的3D模型。每个化石都有小指指甲大小，其中包括2015年发现的化石，现在被明确为三叶虫。这些3D模型揭示了4种三叶虫的精细结构。ElAlbani说，3D解剖模型揭示了三叶虫腿部和消化系统的未知细节，包括它的触角和细小的腿毛。研究人员甚至可以识别出当三叶虫被埋葬时，附着在其头部的1毫米长的共生腕足类动物。这些发现可能有助于解决几十年来关于三叶虫解剖结构和生活方式的争议问题。去年，一项对4.65亿年前三叶虫肠道内容物的研究帮助科学家了解了三叶虫以什么为食。而上述新研究则揭示了它们的进食方式——三叶虫有一个特殊的嘴部结构和一个狭长的“嘴巴”。此外，新化石中的细节将为揭示其他灭绝和现存的生物提供线索，比如更好地了解节肢动物的早期进化历程。相关论文信息：https://doi.org/10.1126/science.adl4540来源：中国科学报作者：徐锐编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-07-03
寒武纪SPICE事件中古海水氧含量的下降驱动了三叶虫动物群的重大演替

研究首次清晰地揭示SPICE事件期间的局部生态压力对三叶虫动物集群演替造成了直接影响。近日，中国科学院南京地质古生物研究所地球-生命系统早期演化团队研究员朱茂炎、陈波，南京大学地球科学与工程学院副教授杨爱华，以及山东省地质科学院、河海大学、中国科学院海洋研究所、南非开普敦大学等国内外同行合作对华北地台寒武纪SPICE（Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion）事件与动物的演化相关性进行了深入研究，发现寒武纪晚期SPICE事件期间海水的缺氧是驱动三叶虫动物面貌发生重要演替的原因。该成果于近期在线发表在著名国际地学期刊《地质学》（Geology）上。SPICE事件发生在寒武纪中晚期之交（距今约4.95亿年前），以全球海水碳酸盐碳同位素值（δ13Ccarb）正漂移为主要特征（幅度~6‰ VPDB，持续时间约3个百万年），并伴随着硫同位素的同步正漂移，是显生宙历史上最显著的一次碳-硫循环耦合波动事件。已有研究认为，SPICE事件的开始伴随着以三叶虫为代表的生物灭绝事件；SPICE事件结束后，随着有机碳和黄铁矿大规模埋藏，促进了大气中氧气含量的快速增加，可能为海洋生物在奥陶纪发生大辐射创造了条件。因此，SPICE事件被认为是寒武纪大爆发至奥陶纪生物大辐射之间最为关键的地质事件之一，备受学界关注。然而，SPICE事件期间海水缺氧和生物灭绝之间的直接因果联系一直缺乏定量化石多样性证据的支持，尤其缺乏来自同一沉积盆地内高分辨率化石多样性数据和区域性氧化还原方面的证据。因此，精细刻画SPICE事件在不同区域发生过程，对揭示其与同期三叶虫动物灭绝事件之间因果关系及其全球普遍性规律有重要意义。我国华北地台寒武纪地层出露良好，生物地层学，特别是三叶虫生物地层学研究程度高，是开展这一研究的理想地区。本次研究选取了华北地台浅水相山东九龙山剖面和相对深水相辽宁西山剖面，开展了系统的碳酸盐碳同位素和铈元素地球化学（铈是一种氧化还原敏感稀土元素，是重建盆地尺度的海洋氧化还原条件的重要指标，以Ce/Ce*表示）研究，并在此基础上重新厘定了整个华北地台从古丈阶到排碧阶界线附近三叶虫化石多样性数据。↑ 晚寒武SPICE期间碳同位素铈异常、三叶虫动物多样性之间的相关性结果显示，SPICE事件中碳同位素与铈异常数据存在紧密的耦合变化，随着碳循环波动开始，海水的含氧量明显下降，这一耦合变化可能与海平面下降导致的大陆风化和营养元素供应增加所推动的海洋初级生产力提高有关。大量新增有机碳的再矿化过程消耗海水中的氧气，从而导致了海水氧含量的下降。通过分析三叶虫动物化石多样性数据，发现SPICE事件之前三叶虫动物属种以区域性分布的徳氏虫类为主；但随着碳同位素正漂移和海水氧含量下降，化石属种多样性并未发生明显变化，但三叶虫动物属种成分发生重大更替，徳氏虫类完全被斜坡栖息的三叶虫类（例如Fenguanella、Proceratopyge、Prochuaia和Paracoosia）所取代。该现象与在北美大陆发现的同期Marjumian末灭绝事件中三叶虫的演替模式相一致，即浅水栖息的三叶虫动物群被更加缺氧耐受的深水三叶虫动物群所替代，表明这种三叶虫动物演替是一种全球性现象。↑ 古海水氧含量下降驱动三叶虫动物面貌在SPICE事件中发生重大演替研究首次清晰地揭示SPICE事件期间的局部生态压力对三叶虫动物集群演替造成了直接影响。值得一提的是，新的铈异常数据还表明，尽管海水含氧量下降，但并未降到完全缺氧状态（海水溶解氧含量 = 0），这一结果也很好地解释前人发现的矛盾，即在SPICE事件期间底栖动物群的大量出现与地球化学数据指示的海水完全缺氧之间冲突。南京古生物所研究员陈吉涛、高级工程师吕苗、博士孙智新、博士胡春林参与了本项研究。研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等的资助。研究前期工作得到了山东省地质科学研究院的《山东省张夏-崮山地区台地相寒武系-奥陶系界线层型剖面研究》课题支持，研究所有实验分析工作均在南京古生物所公共技术实验中心完成。论文相关信息：Aihua Yang, Bo Chen*, Zhixin Sun, Rosalie Tostevin, Tianchen He, Xi Chen, Jitao Chen, Miao Lu, Chunlin Hu, Shengxian Du, Jun Chen, Wenjun Jiao, Maoyan Zhu; Shallow ocean deoxygenation drove trilobite turnover during the late Cambrian SPICE event. Geology 2024; https://doi.org/10.1130/G52200.1.来源：中国科学院南京地质古生物研究所官网编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-07-02
山西一新型柏型植物树木化石获国际命名

该化石保存在二叠系中部上石盒子组地层底部的河流沉积砂岩中，显示埋藏在河漫滩的远古环境。28日，山西省自然资源厅传来消息，山西一新型柏型植物树木化石获国际命名。国际期刊《古植物学和孢粉学评论(英文)》6月发表的一项科研成果显示，山西省阳泉市发现的二叠系上石盒子组植物木化石为新型的裸子植物矿化木材，属于原始柏型木属。中国科学院科研人员用发现者白志君的姓氏，将这一化石命名为“白氏原始柏型木”，拉丁文国际通用名称为“Protocupressinoxylonbaiisp.nov.”。该成果由中国科学院南京地质古生物研究所的研究人员蒋凯歌、王柯寓、王军、万明礼共同研究。科研人员经过测量、采样、磨片观察和对比发现，远古树木生活在距今2.83亿年至2.73亿年的早二叠世晚期，该木化石的发现丰富了我国二叠纪时期对华夏植物群裸子植物多样性的了解。白氏原始柏型木化石标本在树木管胞和射线薄壁细胞中保存有完好的真菌残留物，其中一些是典型的锁状联合结构，显示出真菌与植物关联的现象。白氏原始柏型木管胞细胞间中间层的缺失表明木质素优先被降解，与选择性脱木质素的现代白腐病相当。通过解剖，科研人员发现白氏原始柏型木生长过程中受到重复干扰的生长中断现象，与阳泉石炭系本溪组和二叠系下部太原组近海三角洲的埋藏环境不同。该化石保存在二叠系中部上石盒子组地层底部的河流沉积砂岩中，显示埋藏在河漫滩的远古环境。树木重复生长中断反映了间歇性的干旱引起的地下水位波动。来源：中新网作者：任丽娜编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-07-01
数据分析揭示泥盆纪植物传播模式

推断认为，陆生植物自隐孢子阶段可能已由洋流、风等因素驱动，开始了全球传播过程。植物通过孢子、种子等途径散播、定植在不同的生境，塑造了不同的植物地理分区。传播现象广泛存在于现生植物中，如漫天飞舞的柳絮，蒲公英种子随风飘扬等都代表了现代植物的传播现象。在地质历史时期，植物是如何散播的呢？目前，植物传播的研究主要集中于被子植物，且更关注于百年尺度内的植物传播现象，而对于地质历史时期植物的传播知之甚少。因此，全球化石记录数据成为识别地质历史时期的植物传播的独特证据。近期，中国科学院南京地质古生物研究所早期陆生植物演化研究团队研究员徐洪河、黄冰，博士研究生刘炳材、王凯、白姣，联合曲阜师范大学博士汪瑶，构建了全球泥盆纪植物化石记录数据集，对泥盆纪植物化石记录数据进行了选取和梳理，并开展了时空分布、网络、多样性、和古地理方面的综合分析，识别出了泥盆纪植物的传播模式和古植物地理分区。研究成果发表于国际古生物领域专业期刊《古生物学》（Palaeontology）。研究表明，草本石松和前裸子植物多样性在中泥盆世吉维特期到达了顶峰。其经、纬度分布显示，草本石松早泥盆世时期主要集中分布在南半球中高纬度地区，随后在中—晚泥盆世分别向北、向东扩散到北半球，最终全球分布；前裸子植物自中泥盆世到晚泥盆世也呈现出向东扩散的趋势。随着泥盆纪植物的全球扩散，其植物地理分区也逐渐形成，通过网络分析和聚类分析等定量手段，华南植物大区和欧美—西伯利亚植物大区在中泥盆世时期已经形成，并被识别出来。基于泥盆纪植物的时空分布模型，草本石松、前裸子植物和不同孢型在泥盆纪时期的全球扩散存在两种传播路径。路径1呈顺时针方向，由南美或北美等地开始，经波罗的海大区、哈萨克斯坦、准噶尔等板块，到达西伯利亚板块；路径2呈逆时针方向，由南美或北美等地开始，经由冈瓦纳大陆北缘传播至澳大利亚或华南板块。这两条路径的形成与泥盆纪时期的海陆分布具有密切联系。↑ 泥盆纪植物时空分布与传播路线研究团队还基于泥盆纪植物的传播，识别出了深时植物的两种传播模式：陆内传播和陆间传播。陆间传播依靠风、洋流等因素驱动，泥盆纪时期准噶尔一系列火山岛弧为典型的陆间传播塑造了路径。陆内传播则是由植物根系、风、淡水或动物等为传播媒介，比如，泥盆纪时期植物沿冈瓦纳大陆北缘的传播即为该模式。↑ 地史时期植物传播模式图研究团队系统总结了深时植物传播的演变过程，推断认为，陆生植物自隐孢子阶段可能已由洋流、风等因素驱动，开始了全球传播过程，随着植物繁殖体的不断演化，以及传播媒介多样性和复杂性不断增加，共同促进了植物定植生境的扩大和多样性的增加。↑ 基于化石记录的植物繁殖体与传播媒介演化本研究得到了国家重点研发计划专项支持，也是深时数字地球（Deep-time Digital Earth, DDE）国际大科学计划的系列研究成果之一。论文相关信息：Liu, B. C., Wang, K., Bai, J., Wang, Y., Huang, B., & Xu, H. H. (2024). Plant dispersal in the Devonian world (c. 419–359 Ma). Palaeontology, 67(3), e12699. https://doi.org/10.1111/pala.12699.来源：中国科学院南京地质古生物研究所官网编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-07-01
铁质鲕粒矿物分异和成因机制研究新进展

周期性的环境变化是圈层形成的决定因素，而与不同沉积过程相关的氧化还原波动则造成了不同类型铁质鲕粒类型间的矿物分异，或受微生物如微需氧铁细菌和铁还原细菌等的生命活动控制和影响。铁质鲕粒是指与碳酸盐鲕粒类似，但是以铁氧化物或鲕绿泥石等含铁矿物为包壳，以同心纹层结构为主的球形、椭球形沉积颗粒，是鲕铁岩及铁建造等铁质沉积（铁含量超过15wt%）中最特征的组分，也广泛发育在碳酸盐岩和碎屑岩等非铁质沉积中。对铁质鲕粒的研究关系到深入认识地史时期的铁质沉积，具有重要经济价值以及古气候、古海洋和构造运动指示意义，但是目前对其关键控制因素和成因机制仍存在许多分歧。↑ 华南上扬子区中奥陶统铁质鲕粒的形貌、矿物组成和赋存岩性中奥陶世晚期，铁质鲕粒沉积广泛发育在川西南、川南、滇东北、黔北以及陕南等地区，在宁南华弹一带富集，被称为“宁南式”铁矿，在非富集区则以透镜状或层状产出于砂岩、粉砂岩和灰岩中，其良好的出露和多样化的赋存岩性为了解铁质鲕粒的形成机制提供了契机。↑ 赤铁矿类型鲕粒的显微结构和组成近期，中国科学院南京地质古生物研究所助理研究员栾晓聪和研究员詹仁斌，与加拿大萨斯喀彻温大学及西安大略大学的科研人员合作，在广泛踏勘和实测华南上扬区中–上奥陶统的基础上，对不同古地理位置的铁质鲕粒及地层序列开展了沉积学和岩石矿物学的研究。研究成果先后分别发表于国内地学核心期刊《地层学杂志》、国际沉积学领域专业期刊《沉积学》（Sedimentology）。研究发现，该套铁质鲕粒沉积时代主要为达瑞威尔中–晚期（中奥陶世），见于华南上扬子区中–上奥陶统华弹组和十字铺组等；代表的是呈“马赛克”状的浅海环境，由局限和半局限潟湖相、开阔海潮下带相以及滨岸相组成。不同相区的铁质鲕粒具有结构和矿物组成上的分异，在川滇交界至川西南以鲕铁岩、砂页岩、灰岩形式产出，含铁矿物以赤铁矿（3价铁氧化物）为特征；而在滇东北–川南–黔北以及陕南川北多为灰岩，含铁矿物以鲕绿泥石（2价3价铁层状硅酸盐）为主。↑ 鲕绿泥石类型鲕粒的显微结构和组成赤铁矿和鲕绿泥石类型的鲕粒均形成于海平面快速上升时的环境转变期，区别在于受控于不同沉积过程，前者的沉积环境由局限环境向开阔环境变化，伴随着氧化还原波动相关的静止和侵蚀交替期，而后者形成于长期凝缩的半局限环境，具有交替出现的相对富氧状态和富营养化驱动的缺氧状态。研究结果表示，周期性的环境变化是圈层形成的决定因素，而与不同沉积过程相关的氧化还原波动则造成了不同类型铁质鲕粒类型间的矿物分异，或受微生物如微需氧铁细菌和铁还原细菌等的生命活动控制和影响。↑ 赤铁矿和鲕绿泥石类型鲕粒成因模式示意图该研究得到了国家自然科学基金委项目和中国科学院先导专项等的共同资助。论文相关信息：栾晓聪，吴荣昌，王光旭，魏鑫，詹仁斌. 2022. 浅谈华南上扬子区中奥陶统铁质鲕粒沉积. 地层学杂志 46(1): 23-39. https://doi.org/10.19839/j.cnki.dcxzz.2021.0043.LUAN， Xiaocong， SPROAT， Colin D.， JIN， Jisuo， ZHAN， Renbin. 2024. Depositional environments， hematite–chamosite differentiation and origins of Middle Ordovician iron ooids in the Upper Yangtze region， South China. Sedimentology. https://doi.org/10.1111/sed.13213.来源：中国科学院南京地质古生物研究所官网编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-07-01
一名可能患有唐氏综合征的尼安德特儿童活到了6岁，表明旧石器时代存在群体性照料

这表明“照顾和合作养育同时出现于尼安德特人，这两种亲社会行为都属于（与我们人类本身非常相似的）高选择价值的更广泛性社会适应的一部分。”根据一项本周最新发表于Science Advances的研究显示，某一尼安德特儿童的耳朵化石碎片具有与唐氏综合征相符的先天畸形。但是，这个孩子活过了六岁——这一寿命很可能得益于其所处的旧石器时代的社区内对其的群体性照料和合作养育。众所周知，古人类和尼安德特人都会照顾他们中的患病同伴。有一种理论认为，照料是参与者之间的一种利己性契约，因为参与者可以用同样的行为进行回报；而另一种假设则认为，原始人类的照料行为纯属不期望回报的利他行为。史前的患有先天性疾病和受伤的儿童能否活到成年是个未知数，因此照顾他们的人无法指望得到相应的回报。因此，这些患病/受伤儿童的寿命可以揭示相应的原始人社区如何看待“照顾行为”。Mercedes Conde-Valverde研究团队在新研究中分享的证据提示，原始人照顾行为的动机是出于同情，而不是为了得到回报。他们描述了一名患有严重先天性耳部病变的儿童的内耳骨化石，这种病变与如今的唐氏综合征密切相关。这些遗骸在1989年出土于西班牙瓦伦西亚省的科瓦内格拉（Cova Negra）考古遗址，他们具有与尼安德特人相关的特征和原始人类六岁多时的发育构造。遗骸还显示出病理变化迹象，其中包括较小的耳蜗和最短耳道（称为外骨半规管，或LSC）特有的异常，这些异常共同导致了听力丧失和失能性眩晕。↑ 图：CN-46700的原始化石和3D模型Conde-Valverde等人写道：“唯一与遗骸中存在的所有畸形相符的综合征是唐氏综合征。”他们还提到，在旧石器时代，孩子的母亲在应对日常觅食生活挑战的同时再照顾孩子是非常艰难的。因此，研究团队推断，这表明“照顾和合作养育同时出现于尼安德特人，这两种亲社会行为都属于（与我们人类本身非常相似的）高选择价值的更广泛性社会适应的一部分。”来源： ScienceAAAS公众号编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-06-28
利用银杏叶片化石追踪古大气汞浓度的变化

研究结果表明银杏叶片化石角质层可以作为追溯古大气汞含量变化的有效参数，为古气候和古环境研究提供更多来自古植物化石材料的关键信息。植被是大气汞循环中重要的汇（Sink）之一。在植被参与的大气汞循环中，叶片通过对大气气态汞（Hg0）的吸收与积累作用，将汞元素贮存在叶片组织内部。研究表明，现生植物地上组织中所含的汞元素大多来源于大气，其总量的80%被贮存在叶片中。由于植物叶片与大气汞之间存在着紧密的联系，因此植物叶片被认为是记录大气汞浓度变化的良好指标之一。在地质历史时期，大气中的汞异常通常由古火山活动、古火灾事件等引发。同时期的植物会吸收大气中过量的汞元素，并将这些汞异常变化的信息保存在化石中。然而，大气汞元素含量的波动变化是否能在远古时期的植物叶片角质层中保存并记录下来，仍是目前亟待研究的领域之一。近期，中国科学院南京地质古生物研究所研究员王永栋和爱尔兰都柏林大学博士Micha Ruhl研究团队，针对上述问题开展了交叉创新合作研究，提出银杏植物叶片化石可以作为追溯地质历史时期大气汞含量变化的有效参数。该研究成果发表在国际学术期刊《古地理，古气候，古生态》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。研究人员通过测量现生银杏（Ginkgo biloba）在逐月生长期内的叶片角质层样品，以及在中国10个不同地区采集的叶片样品的总汞浓度，研究了可能影响现代银杏叶片汞浓度变化的因素，认为区域环境中的气态汞浓度背景值可能是影响银杏植物叶片汞浓度的主要因素之一。↑ 植物叶片形成化石过程中影响化石角质层汞浓度的主要因素此外，研究人员根据青海柴达木盆地大煤沟地区早–中侏罗世银杏类化石叶片角质层的总汞浓度，观察到化石样品中的汞浓度（585.5 ng⋅g-1）显著高于现代银杏叶片样品（61 ng⋅g-1）以及相同层位的沉积物样品（113 ng⋅g-1）。据此推测化石样品中高浓度的汞含量，可能是由于在叶片生长过程中吸收并存储了过量的气态汞所导致，并在后续化石形成过程中被保留下来。这很可能与早侏罗世开鲁-菲拉（Karoo-Ferrar）大火成岩省事件造成的全球大气气态汞浓度的变化有关，并影响了同时期银杏类植物叶片中的汞含量。↑ 柴达木盆地下−中侏罗统古植物角质层与沉积地球化学等古气候环境指标的变化本项目研究旨在探索“孑遗植物”银杏类化石叶片的地球化学元素特征对气候变化的响应及其在古环境变化研究中应用。研究结果表明银杏叶片化石角质层可以作为追溯古大气汞含量变化的有效参数，为古气候和古环境研究提供更多来自古植物化石材料的关键信息。南京古生物所博士后张立为论文第一作者，王永栋和Micha Ruhl为共同通讯作者。此项研究得到了国家自然科学基金委、中国科学院战略性先导科技专项（B类）以及国家留学基金委等项目的资助。论文相关信息：Zhang Li, Wang Yongdong*, Ruhl Micha*, Kovács EB, Xu Yuanyuan, Zhu Yanbin, Lu Ning, Chen Hongyu, 2024. Plant cuticle as a possible palaeo-Hg proxy: Implications from Hg concentration data of extant Ginkgo L. and extinct ginkgoaleans. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 647, 112214. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2024.112214.来源：中国科学院南京地质古生物研究所官网编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-06-28
秀丽郝氏翼龙研究取得新进展

此次研究发现热河生物群年代较早的义县组也存在包括郝氏翼龙在内的不同类型的帆翼龙形类成员。近日，国际学术期刊《白垩纪研究》(Cretaceous Research)在线发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所汪筱林团队的最新研究进展，对热河生物群著名的北票四合屯化石地点发现的第一件翼龙化石——秀丽郝氏翼龙(Haopterus gracilis)进行了再研究，并将其归入无齿翼龙超科的帆翼龙形类。热河生物群是世界上翼龙化石数量最丰富、物种多样性最高的化石宝库之一，目前已经命名了超过40种翼龙。热河生物群中的翼龙发现始于上世纪90年代末，最早于1997年和1998年分别报道了主要保存头后骨骼的古翼手龙类成员东方翼龙，以及原始的非翼手龙类(蛙嘴龙科)的树翼龙。1998年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所辽西队在辽宁北票四合屯距今约1.25亿年的下白垩统义县组湖相沉积中发现了这件翼龙化石，在专业技术人员室内精细修理下，一具几乎完整的骨架呈现在研究人员面前。这是辽西队发现的首个翼龙，也是热河生物群中发现的首个较完整(包含近完整头骨)的翼手龙类化石。最早的研究成果于2001年发表，将其命名为秀丽郝氏翼龙，属名献给我国著名的古生物学家、教育家郝诒纯院士，以纪念她从微体古生物化石研究角度，对界定热河生物群年代属于早白垩世做出的重要贡献，而种本名意指该标本保存精美，后足娇小。↑ 图1.秀丽郝氏翼龙正型标本和线条图(徐亦知供图)在初次报道时，研究人员认为郝氏翼龙与德国晚侏罗世索伦霍芬的翼手龙存在一定相似性，将其归入翼手龙科。然而，这一归属在后续研究中受到了很大争议，如一些研究者将郝氏翼龙归入鸟掌翼龙科，而另外一些研究者根据较短小的牙齿，认为是一种原始的帆翼龙科成员。在翼龙的系统发育研究中，郝氏翼龙的位置争议也很大，部分结果显示郝氏翼龙属于无齿翼龙超科，而另外一些结果则认为郝氏翼龙位于翼手龙类中更基干的位置。↑ 图2.秀丽郝氏翼龙头骨CL平板扫描结构A,鼻眶前孔后缘结构;B,眶后骨和顶骨;C,腭面后部结构;D,齿列(徐亦知供图)本次重点利用CL平板扫描技术对郝氏翼龙化石进行了详细的形态学研究。结果发现郝氏翼龙正型标本为一幼年个体，翼展约1.35米，具备一系列典型的无齿翼龙超科成员特征，包括乌喙骨长于肩胛骨、胸骨在胸骨乌喙骨关节之后存在收缩、肱骨三角肌嵴大体呈梯形、肱骨中轴收缩等。在郝氏翼龙最早研究报道时提出的鉴定特征中，有许多根据后续的翼龙研究发现在无齿翼龙超科或更大的分类群中广泛存在，故这次研究将郝氏翼龙的鉴定特征修订为:齿根前后向收缩;头骨长而低，吻部较长约占颌关节前头骨长度的一半;上下颌前端尖;齿列较长，延伸至鼻眶前孔中部;肱骨三角肌嵴前缘较圆润。↑ 图3.翼手龙类系统发育图,标星号为秀丽郝氏翼龙(徐亦知供图)为解决郝氏翼龙系统发育位置的争议，研究者合并了前人系统发育矩阵，获得目前翼手龙类系统发育研究特征数目最多的矩阵来进行系统发育分析，包含104个物种和418个特征。结果支持郝氏翼龙属于翼手龙类的无齿翼龙超科，可进一步归入帆翼龙形类。帆翼龙形类是一类生存于白垩纪的具有较短小牙齿的翼龙，该类主要包含了具有独特的强烈侧扁的三角形牙齿、被推测为食腐的帆翼龙科，以及其他一些相近的成员。之前已知的帆翼龙形类成员除少数报道见于英国和黎巴嫩外，其余均发现于我国热河生物群中年代较晚的九佛堂组。此次研究通过形态学对比，以及整理前人报道的零散翼龙化石记录，发现热河生物群年代较早的义县组也存在包括郝氏翼龙在内的不同类型的帆翼龙形类成员。该研究第一作者为中国科学院古脊椎动物与古人类研究所博士研究生徐亦知，共同通讯作者为蒋顺兴副研究员和汪筱林研究员。本研究得到了国家自然科学基金面上项目和基础科学中心项目“克拉通破坏与陆地生物演化”、中国科学院战略先导专项(B)、中国科学院青年创新促进会等的资助。论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cretres.2024.105933来源：中国科学院古脊椎动物与古人类研究所官网编辑：诸鹏飞审核：盛捷

2024-06-28

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