进展八古-中生代之交大气CO2浓度升高与陆地生态系统扰动 研究重大地质转折期生物与环境的相互作用和协同演变能够为预测当代全球变化趋势提供科学参考。中国地质大学(武汉)主导的合作研究团队通过解析我国陆相地质记录中的生物与环境信息,揭示了古-中生代之交大气二氧化碳浓度(pCO2)升高背景下的陆地生态系统扰动过程。该团队重建了二叠纪-三叠纪之交pCO2的连续变化趋势,发现pCO2由灭绝前的420 ppmv升高到2500 ppmv,温室气体的剧增引起升温和季节性干旱,伴随着植物的灭绝发生了频繁而高强度的野火事件。此外,在重金属元素富集层位发现了石松类孢子四分体含量急剧升高的现象。该成果有助于全面认识古-中生代之交气候演变和陆相生物灭绝以及生理学响应之间的联系,同时对定量研究地质历史时期的地球气候敏感性有着重要意义。 二叠纪-三叠纪之交陆相地层中的石松类孢子四分体,来自岩心ZK4703(楚道亮 供图) 二叠纪-三叠纪之交大气二氧化碳浓度连续变化趋势和植物碎屑材料(楚道亮、吴玉样供图) 研究团队部分成员野外合影,由左至右依次为楚道亮、田力、Jacopo Dal Corso、宋海军、宋虎跃(楚道亮供图) 进展九中国发现晚更新世一个新人种:龙人及其独立第三演化支序 龙人(Homo longi sp. nov.)因在中国东北哈尔滨市发现的更新世古人类头骨化石而命名,距今15~31万年,为研究智人起源和人类演化提供了至关重要的证据。该成果由河北地质大学季强教授等领衔的国际合作研究团队完成,三篇成果发表在《The Innovation》杂志。龙人以及陕西大荔人、辽宁金牛山人、安徽华龙洞人、青藏高原夏河人等古人类构成了东亚地区特有的一个独立的演化支系(第三演化支系),与智人支系为姊妹群关系,即二者有一个共同的祖先。 季强教授、倪喜军教授和Chris Stringer教授 龙人头骨照片(正侧面) 龙人生态复原图(赵闯绘) 进展十青藏高原柴达木盆地典型埃迪卡拉化石的发现及其古地理意义 埃迪卡拉化石是寒武纪大爆发前夕非常重要的一类宏体软躯体生物化石。由中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队领衔,和北京大学、成都理工大学组成的合作研究团队于2021年10月1日在《地质学》(Geology)上报道了第二次青藏科考的过程中在柴达木盆地发现的典型埃迪卡拉化石。这是在中国西北地区首次发现的埃迪卡拉生物群产地,也是迄今为止在青藏高原发现的最古老的化石生物群。全吉山地区元古宙地层序列的综合分析对比为探讨柴达木板块和华北板块在前寒武纪末期的古地理关系及当时全球古地理格局提供了重要的证据。 野外发现第一块埃迪卡拉化石 全吉山生物群的代表性埃迪卡拉化石恰尼虫(A-C)、盾盘虫(D)和陕西迹(E-G) 2020年联合考察队伍在全吉山 相关报道:南京古生物所三项成果入选2021年度中国古生物学十大进展 (神秘的地球uux.cn报道)据中国科学院南京地质古生物研究所:2022年3月10日,中国古生物学会在南京发布“2021年度中国古生物学十大进展”评选结果。来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、中国科学院南京地质古生物研究所、北京大学、西北大学、中国地质大学(武汉)、河北地质大学等科研院所和高校领衔完成的一批具有国际水平的科研成果入选。其中,由南京古生物所领衔完成的三项成果入选2021年度中国古生物学十大进展。 本次入选十大进展的成果包括:1)解锁东亚长时间尺度下古人群动态演变和适应性基因演化;2)化石证据揭示苔藓动物门起源于寒武纪早期;3)热河哺乳形动物的挖掘趋同演化与脊柱的演化发育意义;4)内蒙古早白垩世新化石揭示被子植物起源之谜;5)古生物脂类对不同古气候因子的重建和示踪;6)晚古生代化石宝库“植物庞贝城”系统研究;7)雪球地球冰期结束后全球古海洋环境的精细刻画;8)古-中生代之交大气CO2浓度升高与陆地生态系统扰动;9)中国发现晚更新世一个新人种:龙人及其独立第三演化支序;10)青藏高原柴达木盆地典型埃迪卡拉化石的发现及其古地理意义。 由南京古生物所领衔完成的三项成果包括:史恭乐研究员领衔的国际研究团队完成的“内蒙古早白垩世新化石揭示被子植物起源之谜”,王军研究员主持完成的“晚古生代化石宝库‘植物庞贝城’系统研究”,以及庞科副研究员领衔的早期生命团队完成的“青藏高原柴达木盆地典型埃迪卡拉化石的发现及其古地理意义”。 中国古生物学十大进展的评选活动旨在激发古生物学者的科研热情,宣传我国科技工作者在古生物学各个分支方向上所取得的具有国际影响力的高水平创新研究成果,同时,促进我国古生物学的科学普及,推动古生物学研究、科学传播和化石保护工作。 中国古生物学会成立于1929年,至今已有90余年的历史,是国内成立最早的自然科学学术团体之一。自2017年始,“中国古生物学年度十大进展”的评选和发布工作已举办六届,每次评选受均到学界、社会广泛关注,极大促进了我国古生物学的发展。 三项入选成果信息: 内蒙古早白垩世新化石揭示被子植物起源之谜 中国科学院南京地质古生物研究所史恭乐研究员领衔的国际研究团队,2021年5月在《自然》杂志发表了有关被子植物起源的最新研究。被子植物起源是演化生物学最重要的科学问题之一。化石记录显示被子植物在早白垩世突然大量出现,达尔文对此困惑不解,称之为“讨厌之谜”。研究团体在我国内蒙发现了一个早白垩世硅化植物群。植物群中一种新的绝灭种子植物,其包裹种子的弯曲托斗类似被子植物原始类群倒生胚珠的外珠被。谱系发育分析显示内蒙具托斗植物和具有相似弯曲托斗的绝灭种子植物是被子植物的近亲。这一大类被子植物近亲类群可追溯至晚二叠世,表明被子植物的祖先类群在距今约2.6亿年就已经出现。 SHI Gongle*, HERRERA Fabiany., HERENDEEN Patrick S., CLARK Elizabeth G., CRANE Peter R., 2021. Mesozoic cupules and the origin of the angiosperm second integument. Nature 594, 223–226. (corresponding author) . https://doi.org/10.1038/s41586-021-03598-w 晚古生代化石宝库“植物庞贝城”系统研究 煤作为一种植物化石能源,被誉为黑色的金子、工业的粮食,是18世纪以来人类使用的主要能源之一。那么,形成煤的远古森林包括哪些植物?森林的面貌是怎样的呢? 中国科学院南京地质古生物研究所王军研究员带领研究团队开展“植物庞贝城”的研究工作,“植物庞贝城”是位于中国内蒙古乌达煤田一座珍贵的早二叠世沼泽森林化石宝库,对它的研究,揭示了石炭-二叠纪成煤沼泽森林的物种构成和森林实际面貌。特别是,其中对于华夏植物群特色分子瓢叶目植物的相关研究,明确了其属于前裸子植物的系统分类位置,解决了一个困扰古植物学界200年的难题。 Jun Wang, Jason Hilton, Hermann W. Pfefferkorn, Shijun Wang, Yi Zhang, Jiri Bek, 2021a. Ancient noeggerathialean reveals the seed plant sister group diversified alongside the primary seed plant radiation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 118: e2013442118. https://doi.org/10.1073/pnas.2013442118. 青藏高原柴达木盆地典型埃迪卡拉化石的发现及其古地理意义 埃迪卡拉化石是寒武纪大爆发前夕非常重要的一类宏体软躯体生物化石。由中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队领衔,和北京大学、成都理工大学组成的合作研究团队于2021年10月1日在《地质学》(Geology)上报道了第二次青藏科考的过程中在柴达木盆地发现的典型埃迪卡拉化石。这是在中国西北地区首次发现的埃迪卡拉生物群产地,也是迄今为止在青藏高原发现的最古老的化石生物群。全吉山地区元古宙地层序列的综合分析对比为探讨柴达木板块和华北板块在前寒武纪末期的古地理关系及当时全球古地理格局提供了重要的证据。 PANG Ke*, WU Chengxi, SUN Yunpeng, OUYANG Qing, YUAN Xunlai, SHEN Bing, LANG Xianguo, WANG Ruimin, CHEN Zhe*, ZHOU Chuanming*. 2021. New Ediacara-type fossils and late Ediacaran stratigraphy from the northern Qaidam Basin (China): paleogeographic implications. Geology, 49(10): 1160–1164. DOI: 10.1130/G48842.1. (corresponding authors). https://doi.org/10.1130/G48842.1. 相关报道:西北大学张志飞团队成果入选“2021年度中国古生物学十大进展” (神秘的地球uux.cn报道)据西北大学:3月10日,中国古生物学会在南京发布“2021年度中国古生物学十大进展”评选结果。西北大学早期生命研究团队张志飞教授带领的国际团队发现的地球已知最早的苔藓动物(苔藓虫)化石,入选本次古生物学十大进展。 另悉,由西北大学校友付巧妹、王军分别率领团队完成的 “解锁东亚长时间尺度下古人群动态演变和适应性基因演化”和“晚古生代化石宝库‘植物庞贝城’系统研究”两项成果也入选了本次“中国古生物学年度十大进展”。 “2021年度中国古生物学十大进展”1) 解锁东亚长时间尺度下古人群动态演变和适应性基因演化;2) 化石证据揭示苔藓动物门起源于寒武纪早期;3) 热河哺乳形动物的挖掘趋同演化与脊柱的演化发育意义;4) 内蒙古早白垩世新化石揭示被子植物起源之谜;5) 古生物脂类对不同古气候因子的重建和示踪;6) 晚古生代化石宝库“植物庞贝城”系统研究;7) 雪球地球冰期结束后全球古海洋环境的精细刻画;8) 古-中生代之交大气CO2浓度升高与陆地生态系统扰动;9) 中国发现晚更新世一个新人种:龙人及其独立第三演化支序;10)青藏高原柴达木盆地典型埃迪卡拉化石的发现及其古地理意义。化石证据揭示苔藓动物门起源于寒武纪早期 寒武纪大爆发是地球上已知的最为宏伟的两侧动物生命爆发事件,在5.3亿年前后的地层中,突然爆发性地出现了包括脊椎动物在内的几乎所有的现生动物的早期祖先代表。其中包括了大型的捕食者和奇异的各种动物类型。但地质历史中非常重要的动物门类—苔藓动物门,在寒武纪却一直缺乏确凿的化石记录。该门类个体微小,群体生活,模块化生长,生态复杂,因此被认为是奥陶纪大辐射的产物。 早期生命研究团队张志飞教授带领的国际科研小组,通过酸蚀处理技术在陕南镇巴县小洋镇小洋坝剖面灯影组西蒿坪段,发现了地球已知最早的苔藓动物(苔藓虫)化石,研究发现两侧动物模块化生长和群落分布比想象的要早得多,表明现代苔藓虫可能起源于群居的祖先类型而不是单体生活祖先。 该化石的发现进一步支持了舒德干院士团队提出的“地球动物树成型和三幕式寒武纪大爆发”假说,完善了寒武纪地球动物树历时四千万年的构建过程,有效地衔接了地球动物三大亚界(基础动物、原口动物和后口动物)爆发性、分阶段出现的化石证据链。这一发现将苔藓动物门的地质历史从奥陶纪前推到寒武纪大爆发早期,前推至少5000万年。相关成果发表在《自然》(Nature)杂志上。 西北大学地质学系近几年围绕世界一流学科建设,持续深化改革,创新科研组织方式,推行揭榜挂帅制度,在科学原始创新方面取得系列重大突破,相关成果在Nature、Science等世界顶级刊物上发表。“十三五”期间,学校共有四项成果先后入选“中国古生物学年度十大进展”,此次是该团队研究成果第五次入选,实现“十四五”良好开局。 “中国古生物学年度十大进展”始于2017年,每年评选一次,由中国古生物学会负责发布。该评选旨在激发古生物学者的科研热情,宣传我国科技工作者在古生物学各个分支方向上所取得的具有国际影响力的高水平创新研究成果,同时,促进我国古生物学的科学普及,推动古生物学研究、科学传播和化石保护工作。 该评选工作至今已举办六届,每次评选均受到学界、社会广泛关注,极大促进了我国古生物学的发展。每年入选的成果集中体现了我国科学家和我国科研机构在过去的一年中,在古生物学及相关研究领域所取得的具有国际影响力的高水平重大科学成果,对于探究生命起源和演化的奥秘,加强科学传播力和社会影响力具有举足轻重的作用。 相关报道:我校早期生命研究团队成果入选“2021年度中国古生物学十大进展” (神秘的地球uux.cn报道)据西北大学科技处:3月10日,中国古生物学会在南京发布“2021年度中国古生物学十大进展”评选结果。西北大学早期生命研究团队张志飞教授带领的国际团队发现的地球已知最早的苔藓动物(苔藓虫)化石,入选本次古生物学十大进展。 另悉,由西北大学校友付巧妹、王军分别率领团队完成的 “解锁东亚长时间尺度下古人群动态演变和适应性基因演化”和“晚古生代化石宝库‘植物庞贝城’系统研究”两项成果也入选了本次“中国古生物学年度十大进展”。 寒武纪大爆发是地球上已知的最为宏伟的两侧动物生命爆发事件,在5.3亿年前后的地层中,突然爆发性地出现了包括脊椎动物在内的几乎所有的现生动物的早期祖先代表。其中包括了大型的捕食者和奇异的各种动物类型。但地质历史中非常重要的动物门类—苔藓动物门,在寒武纪却一直缺乏确凿的化石记录。该门类个体微小,群体生活,模块化生长,生态复杂,因此被认为是奥陶纪大辐射的产物。 早期生命研究团队张志飞教授带领的国际科研小组,通过酸蚀处理技术在陕南镇巴县小洋镇小洋坝剖面灯影组西蒿坪段,发现了地球已知最早的苔藓动物(苔藓虫)化石,研究发现两侧动物模块化生长和群落分布比想象的要早得多,表明现代苔藓虫可能起源于群居的祖先类型而不是单体生活祖先。该化石的发现进一步支持了舒德干院士团队提出的“地球动物树成型和三幕式寒武纪大爆发”假说,完善了寒武纪地球动物树历时四千万年的构建过程,有效地衔接了地球动物三大亚界(基础动物、原口动物和后口动物)爆发性、分阶段出现的化石证据链。这一发现将苔藓动物门的地质历史从奥陶纪前推到寒武纪大爆发早期,前推至少5000万年。相关成果发表在《自然》(Nature)杂志上。 学校近几年围绕世界一流学科建设,持续深化改革,创新科研组织方式,推行揭榜挂帅制度,在科学原始创新方面取得系列重大突破,相关成果在Nature、Science等世界顶级刊物上发表。“十三五”期间,学校共有四项成果先后入选“中国古生物学年度十大进展”,此次是该团队研究成果第五次入选,实现“十四五”良好开局。