化 石

云南澄江發(fā)現(xiàn)奇蝦類演化樹根部成員

奇蝦類動物（anomalocarids）是最早稱霸海洋的大型掠食動物和頂級捕食者。它們在寒武紀早期的出現(xiàn)，標志著寒武紀大爆發(fā)時期金字塔式食物鏈的存在以及復雜生態(tài)系統(tǒng)的建立。奇蝦類由最早發(fā)現(xiàn)的奇蝦屬（Anomalocaris）而得名，在分類學上歸屬于射齒目（Radiodonta）。到目前為止，奇蝦類最早的化石記錄可追溯至約5.2 億年前的寒武紀早期，最晚延續(xù)至約4.0 億年前的早泥盆世。它們的演化歷史至少有1.2 億年之久，足跡遍布全球。奇蝦類所在的射齒目已發(fā)現(xiàn)20 多個屬，其中包括30 多個種。這些已發(fā)現(xiàn)的屬種分屬于四個科一級分類單元，即：奇蝦科（Anomalocarididae）、抱 怪 蟲 科（Amplectobeluidae）、 篩 蝦 科（Tamisiocarididae）和赫德蝦科（Hurdiidae）。最早發(fā)現(xiàn)于云南澄江帽天山的寒武紀早期澄江動物群，是獨一無二的化石寶庫和世界自然遺產(chǎn)。澄江動物群不僅具有奇蝦類確切的最早化石記錄，也是迄今保存奇蝦類物種多樣性最高的化石群。1994 年，由中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所陳均遠研究員領銜的研究團隊，在美國《科學》雜志上發(fā)表了包括兩塊完整標本在內(nèi)的澄江動物群奇蝦類化石，在學術界和社會大眾中引起了轟動。其中一塊在1990 年采集于帽天山的奇蝦類標本，已成為澄江動物群的標志性符號之一。近期，科學家對包括這塊完整的奇蝦類標本在內(nèi)的相關化石進行了精細的形態(tài)解剖研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這塊經(jīng)典的奇蝦類化石標本在前附肢形態(tài)、槳狀葉數(shù)量、尾扇組成等特征上均不同于其他已命名的奇蝦類屬種，應屬于一個新屬新種。研究者以這塊化石標本為正模式標本，將其命名為帽天山開拓蝦（Innovatiocaris maotianshanensis）， 以紀念陳均遠先生開拓創(chuàng)新的科學精神和對澄江動物群與寒武紀大爆發(fā)研究的貢獻。系統(tǒng)發(fā)生分析表明，帽天山開拓蝦不屬于已知奇蝦類四個科中的任何一個，其演化位置位于非赫德蝦類的基部或赫德蝦科的基部，靠近赫德蝦科和非赫德蝦類的分異點，即接近奇蝦類演化樹的根部。因此，帽天山開拓蝦為奇蝦類的起源和演化提供了一個重要參考點。（Journal of the Geological Society, 2022, jgs2021-164）

中國志留紀魚類化石填補有頜類演化史空白

包括人類在內(nèi)，地球上現(xiàn)存99.8%的脊椎動物都具有頜骨（上頜與下巴），統(tǒng)稱為有頜脊椎動物或有頜類。有頜類的出現(xiàn)與崛起是“從魚到人”的脊椎動物演化史上最關鍵的躍升之一，人類的很多重要器官與身體構(gòu)型都可追溯到有頜類演化之初。較完善的有頜類化石記錄一度只能追溯到志留紀晚期（4.25 億年前），而分子鐘推斷的有頜類起源時間不晚于奧陶紀晚期（4.5 億年前），這兩者之間存在一段至少綿延三千萬年的橫跨整個志留紀的巨大空白。近十年來，我國的古生物學家踏遍國內(nèi)志留紀地層可能含魚的二百多個地點，終于在華南志留紀早期地層中發(fā)現(xiàn)“重慶特異埋藏化石庫”和“貴州石阡化石庫”，覓得大量特異埋藏保存的完整志留紀早期魚類化石，找到了破解有頜類最初崛起與輻射分化之謎的鑰匙?！百F州石阡化石庫”時代為蘭多維列世（志留紀早期）埃隆期最晚期，約4.39 億年前，含有數(shù)量多、保存好的有頜類微體化石。其中，雙列黔齒魚（Qianodus duplicis）的齒旋代表最古老的有頜類牙齒，將牙齒最早化石證據(jù)前推了1400 萬年。而新塑梵凈山魚（Fanjingshania renovata）棘刺的發(fā)現(xiàn)顯示，早在志留紀早期，原始軟骨魚類已經(jīng)演化出典型的柵棘魚形態(tài)，同時具有硬骨魚類的組織學特征。上述進展也讓奧陶紀、志留紀魚類鱗片和棘刺化石分類位置的長期爭論塵埃落定。“重慶特異埋藏化石庫”時代為蘭多維列世特列奇期，約4.36 億年前，是目前世界上唯一保存志留紀早期完整有頜類化石的特異埋藏化石庫，堪稱“魚類的黎明”，將完整有頜類的化石記錄前推了1100 萬年，將若干人類身體結(jié)構(gòu)的起源追溯到4.36 億年前的化石魚類中。其中，無頜的盔甲魚類靈動土家魚（Tujiaaspis vividus）為脊椎動物成對附肢起源提供了關鍵化石證據(jù)；有頜的蠕紋沈氏棘魚（Shenacanthus vermiformis）是迄今所知最早的保存完好的軟骨魚，確證了鯊魚是從“披盔戴甲”的祖先演化而來。而另一種有頜魚類奇跡秀山魚（Xiushanosteus mirabilis）則糅合了多個盾皮魚大類的特征，為探究有頜類生命之樹根部主要類群的起源和脊椎動物頭骨演化提供了珍貴資料。（Nature, 2022, 609,7929）

牙結(jié)石透露東亞最早現(xiàn)代人食譜

了解人類的食物來源是揭示現(xiàn)代人起源和演化的關鍵一環(huán)。人類演化的成功在很大程度上可以歸功于我們獲得和消費各種食物的能力。東亞作為人類起源和演化關鍵區(qū)域，至今仍缺少能反映早期現(xiàn)代人食物來源（尤其是植物類食物）的直接化石證據(jù)。近日，國內(nèi)的古生物學家對湖南道縣福巖洞出土的東亞最早現(xiàn)代人（12 萬—8 萬年前）進行了牙結(jié)石的提取與分析，發(fā)現(xiàn)牙結(jié)石中包含橡子、塊根、塊莖等多種植物產(chǎn)生的淀粉粒。該研究首次提供了東亞早期現(xiàn)代人對富含碳水化合物植物資源消費的直接證據(jù)，反映了早期現(xiàn)代人的生存策略及其對環(huán)境的適應。此外，研究者還在牙結(jié)石內(nèi)發(fā)現(xiàn)了來自針葉植物的具緣紋孔管胞，并在牙齒上觀察到許多細小且平行的劃痕。這些發(fā)現(xiàn)與之前學者報道過的西班牙4.9 萬年前尼安德特人牙結(jié)石中的植物殘存及劃痕一致。這表明，福巖洞道縣人與尼安德特人一樣習慣用松柏類摩擦牙齒，說明東亞早期現(xiàn)代人就已存在可能的剔牙行為。（Frontiers in Plant Science, 2022, 13: 989308）

恐龍蛋化石揭示恐龍滅絕新機制

恐龍自2.35億年前的晚三疊世出現(xiàn)以來，隨著地球環(huán)境的更替，屬種不斷演化，在地球上繁衍了1.7 億年之久。它們于6600 萬年前從地球上消失，其滅絕之謎是世人所關注的熱點問題?？铸垖儆诼焉鷦游铮铸埖暗姆趸晒β手苯記Q定了恐龍種群的繁盛與否，而恐龍蛋的孵化需要合適的溫度、濕度甚至二氧化碳濃度。因此，恐龍蛋作為恐龍在地球上繁衍生息的主要載體，不僅可以反映恐龍的繁殖習性，同時其在地層中的富集埋藏規(guī)律也能反映恐龍生存時期的古環(huán)境特征。陜西山陽盆地是我國為數(shù)不多的可用于研究晚白堊世－古新世恐龍滅絕之謎的陸相盆地。科學家在山陽盆地晚白堊世山陽組中系統(tǒng)采集了1000 多件原位埋藏的恐龍蛋和蛋殼標本，恐龍蛋類型主要為瑤屯巨形蛋、長形長形蛋和坪嶺疊層蛋，其母體恐龍分別為竊蛋龍類和鴨嘴龍類，這與山陽盆地恐龍骨骼化石所代表的恐龍類型十分吻合，另外該盆地內(nèi)還產(chǎn)有少量的暴龍類骨骼?？铸埖昂涂铸埞趋辣砻鳟敃r盆地內(nèi)的恐龍多樣性處于一個相對較低的水平。年代學結(jié)果顯示山陽盆地恐龍化石分布的時限是6824 萬—6638 萬年前，表明山陽盆地內(nèi)的恐龍多樣性在其滅絕前的約200 萬年間一直處于比較低的水平。綜合秦嶺東部其他晚白堊世盆地以及山東萊陽、廣東南雄等地發(fā)現(xiàn)的恐龍化石，研究人員發(fā)現(xiàn)在7200 萬年前左右中國的恐龍多樣性有一個明顯的降低趨勢，這與北美西部的恐龍化石分布特征有相似之處。因此，由該研究可推測：在晚白堊世時期，隨著自然生態(tài)系統(tǒng)和恐龍自身的協(xié)同演化，全球的恐龍多樣性發(fā)生了持續(xù)性衰退，降低了恐龍這個類群的環(huán)境適應能力，并導致其無法從由德干火山爆發(fā)或小行星撞擊等重大災害事件所引起的環(huán)境劇變中生存和復蘇，從而最終走向滅絕。（PNAS, 2022, 119:e2211234119）

云南發(fā)現(xiàn)最早的長臂猿化石

長臂猿科現(xiàn)存20 種，主要生活在中南半島的熱帶、亞熱帶地區(qū)，包括我國華南和東南亞。在我國境內(nèi)現(xiàn)存僅4—6 種。然而，此類化石非常稀少，多數(shù)發(fā)現(xiàn)于華南和東南亞不老于200 萬年前的洞穴地點中。云南元謀新發(fā)現(xiàn)的被命名為元謀小猿（Yuanmoupithecus xiaoyuan）的小型猿類，被中國科學家團隊確定為迄今發(fā)現(xiàn)的最早的長臂猿，這一發(fā)現(xiàn)將長臂猿化石記錄向前推至距今800 萬—700 萬年前的晚中新世時期。元謀小猿牙齒和新發(fā)現(xiàn)的不完整的左下側(cè)面骨化石的形態(tài)特征，與現(xiàn)生長臂猿尤其是冠長臂猿類非常相似，但有些特征更原始，指示其可能為所有現(xiàn)生長臂猿的祖先。根據(jù)元謀小猿牙齒大小計算，元謀小猿與現(xiàn)生長臂猿的平均體重相近，大約為6 千克左右。盡管元謀小猿標本非常稀少，但經(jīng)過細致的分析對比研究，最終可以證實元謀小猿是現(xiàn)生長臂猿最可能的直接祖先。而此前發(fā)現(xiàn)于印度中中新世（距今1380 萬—1250 萬年）的一枚下第三臼齒（被命名為Kapi ramnagarensis）則不是原研究者所聲稱的更早的長臂猿，而是與現(xiàn)生猿類沒有密切關系的更原始的靈長類，可能與印度晚中新世古猿有親緣關系。元謀小猿的發(fā)現(xiàn)填補了東亞小型猿類進化史的一段空白。遺傳學研究表明，長臂猿大約是在距今2200 萬—1700 萬年之間從人和猿共同祖先的支系分化出來的，而冠長臂猿類祖先分化的時間大約為800 萬年前。此次發(fā)現(xiàn)和之前云南昭通發(fā)現(xiàn)的金絲猴最早的祖先——中猴化石的證據(jù)表明，分子證據(jù)與化石證據(jù)推斷的物種起源時間基本吻合，古生物形態(tài)學和分子生物學研究結(jié)果可以相互印證。然而，關于長臂猿科的演化，目前還有1000多萬年的“缺環(huán)”有待發(fā)現(xiàn)，在華南和東南半島持續(xù)的野外科考可能發(fā)現(xiàn)有關長臂猿進化史的更多關鍵證據(jù)。距今600 萬—200 萬年間的空白時段尤其值得關注，因為這個時段正是古老型靈長類動物群和現(xiàn)代型靈長類動物群交替的關鍵時期。（Journal of Human Evolution,2022, 171: 103251）