现代丰年虾卵的腐解实验——对早期化石胚胎研究的启示

早寒武世和埃迪卡拉纪中的球状化石,一些已被归入可能的后生动物胚胎化石,由于具较为完好的三维保存方式以及近乎完美的胚胎发育序列,为早期后生动物的起源、分类、谱系演化及发育生物学提供了难得的实证材料。然而随着研究的深入,多数寒武纪胚胎的生物学分类位置未定;而数量异常巨大、又有独自的保存方式的晚元古代陡山沱组胚胎的真伪和生物学归属,更是争议未消。通过对现生生物胚胎的实验埋藏研究,可以揭示出各类生物胚胎在腐解、埋藏各阶段的保存潜力,而现代胚胎在各实验埋藏阶段形态、结构的变化,也能为化石胚胎的研究提供重要的实证材料。本文就是通过对虾卵胚胎各发育阶段腐解保存潜力的实验模拟研究,试图为球状化石的形成机制和化石归属提供一些实验室依据。     

微生物硅化作用模拟实验

硅化保存微体化石结构的识别和鉴定一直存在争议,现代人工模拟生物硅化实验有助于对硅化作用保真度(silicification fidelity)等问题的理解。本实验通过人工配置浓度为1000ppm的硅溶液模拟自然硅化环境,观察杆状细菌(bacillus)在该环境中的早期硅化作用。实验发现这种细菌可以在该硅化环境中快速硅化,并较好地保存其形态。硅化细菌表面硅质微颗粒(nano-spheres)沉积明显分两层,紧密规则的内层硅质微颗粒较好地保存了细菌表面结构,外层硅质微颗粒仅保存细菌轮廓。实验结果期望能为硅质细菌类微体化石的鉴别提供有益参考,并为其成因探讨提供更多实证依据。     

弱硅化腕足类化石酸处理方法的改进

本文介绍了一种获取灰岩中弱硅化腕足类化石的酸处理方法。以四川省布拖县浪珠乡万吨山剖面上奥陶统铁足菲克组近顶部的生屑灰岩为实验对象, 通过准备样品、悬吊样品、配酸解液、酸解样品等实验流程, 配合遮盖液(如二乙酸纤维素丙酮溶液)的使用, 可获得保存精美的、弱硅化的腕足类实体化石, 且该化石保存有主突起、铰齿和匙形台等重要的细小结构。相较于传统方法, 该方法可获取硅化程度更低的壳相化石。该方法为灰岩中其他多门类弱硅化保存的化石之酸解分析提供了新思路和参考。     

华南埃迪卡拉纪化石保存方式及其时空分布

埃迪卡拉纪化石保存方式具有多样性,包括:磷酸盐化、有机碳质压膜、黄铁矿化、硅化、以及粘土矿物交代。文中综述了以上各种化石保存方式在地层中的时代分布规律、埋藏特征和形成机理,并分析了这些类型的化石库在我国埃迪卡拉纪地层中的地理分布规律和埋藏学意义。分析结果表明:华南埃迪卡拉纪化石库的保存方式主要以有机碳质压膜为主;磷酸盐化和硅化保存方式分布较广;黄铁矿化和粘土矿物交代方式在中国埃迪卡拉纪地层保存较少。有机碳质压膜、黄铁矿化多见于粉砂岩、泥岩中;磷酸盐化、硅化多出现于磷块岩、燧石层或碳酸盐岩的磷质、硅质结核中,化石多为微体化石。另外,多种化石保存方式常常同时出现在同一化石库中,形成复合式的保存模式。     

分离弱硅化化石苔虫材料的酸处理方法

文中介绍一种处理具弱硅化化石的碳酸盐岩的酸处理方法。以湖北松滋市刘家场洈水镇响水洞剖面下奥陶统南津关组底部生屑灰岩为实验对象,通过对醋酸浓度(1%)、酸泡与清洗流程(静水条件下早晚两次/天)等实验条件的优化与控制,可从碳酸盐岩中得到保存非常精美的、弱硅化的苔虫化石。这种新方法的应用可为深入探索苔藓动物的起源与早期演化提供重要的实证材料。     

磷酸盐化球状化石研究述评

磷酸盐化球状化石是近 2 0年来才相继发现的一类微体化石 ,主要产于下寒武统梅树村阶和震旦系陡山沱组的含磷地层。研究初期其生物亲缘就存在动植物之争 ,但多数专家将其作为分类位置未定的球状化石。近年来 ,由于一些学者研究发现部分磷酸盐化球状化石具有后生动物胚胎发育序列的特征 ,认为它们可能是刺细胞动物或两侧对称动物的胚胎化石 ,从而引起了国内外众多学者 ,尤其是藻类和疑源类专家的关注和热烈讨论。本文在总结球状化石研究进程的基础上 ,对其当前的研究焦点 ,如归属问题、后生动物胚胎化石、保存机制及分类命名 ,进行了简略的评述 ;同时 ,简要介绍了其研究意义。     

氢氟酸浸解法研究华南陡山沱组燧石结核中硅化疑源类初探

华南埃迪卡拉系陡山沱组燧石结核中保存丰富的疑源类化石,对它们的研究一直以岩石切片为手段,这在很大程度上影响到对其三维形态的恢复、系统分类的讨论,以及不同埋藏相下化石组成的对比。本研究尝试用氢氟酸浸解燧石结核来获取立体保存的疑源类标本。本实验使用4%(体积分数)的稀氢氟酸配合20目和400目尼龙筛网,以每2-3小时一次的频率收集酸浸解残余,从来自宜昌地区晓峰河和五指山剖面的陡山沱组二段燧石结核中获得了一些硅质标本,包括立体保存的球状疑源类和疑似化石的片状标本。其中,球状疑源类保存了膜壳塑性变形、膜壳外板片状装饰、内部小球体等结构特征,与从燧石结核岩石薄片中获得的标本和从磷块岩中酸浸解获得的立体磷酸盐化标本完全可以对比;它们的保存状态显示多数标本为疑源类的硅质铸模。本研究表明,作为岩石薄片法的重要补充,氢氟酸浸解法在分离和研究埃迪卡拉系燧石中保存的硅化疑源类上有较大潜力。     

节肢动物肠道及腹神经索的降解实验*

节肢动物的内部器官组织, 如消化系统和神经系统等精细结构在寒武纪化石中的保存特征对探索早期生命和地球环境的演化具有重要意义。近年来, 其原始形态与保存机理被广泛讨论, 说明此类型软躯体组织的保存行为还需多方面的实验和理论探索。实验埋藏学作为埋藏学的分支, 为解释生物化石化过程中解剖结构的变化及相应特异埋藏化石库的形成提供了重要理论支撑和实验技术手段。本文以节肢动物南美白对虾的肠道和腹神经索为材料, 在不同温度及组合条件下进行埋藏学实验, 以观察此类生物软组织的降解过程。实验结果显示, 肠道和腹神经索在不同温度下的降解趋势相似, 但降解速率不同: 肠道和腹神经索在25℃条件下的降解速率和降解程度明显大于其在10℃条件。同一温度条件下, 肠道与腹神经索的降解程度存在早期差异; 10℃条件下, 反应产生的微生物膜形态及规模有所不同, 肠道-腹神经索组合产生的微生物膜规模远大于肠道、腹神经索的单独处理组, 且难以辨认。由此可见, 温度是影响肠道和腹神经索降解速度和程度的重要因素。此外, 微生物在生物内部器官组织降解过程中起到了重要的生化作用。生物器官组织的降解过程, 以及不同条件下微生物膜的形成对化石的形态特征尤其是内部精细结构的保存解释具有重要影响。     

陕南寒武系宽川铺组具多级四分体细胞结构的微体化石*

我国华南扬子板块埃迪卡拉纪—寒武纪的含磷地层中产有丰富的呈现分裂特征的多细胞球状化石。由于有效信息的缺乏,长期以来,这些球状化石的生物属性及分类存在争议。我们在陕南寒武系宽川铺组获得的一些保存精美的分裂型球状化石,具有明显的多级四分体结构,通过与同层位产出的动物卵裂期胚胎化石、瓮安生物群中四分体结构的藻类化石对比,结果表明这些分裂球形化石很可能为多细胞藻类。     

陕西宁强早寒武世磷酸盐化具星状表饰胚胎化石研究

后生动物胚胎化石研究对了解寒武纪大爆发中生命的个体及系统发育具有十分重要的意义。陕南早寒武世灯影组宽川铺段发现大量磷酸盐化的球状化石标本,其中的一些为保存有十分精细的星状表饰的胚胎化石,目前发现至少3种具星状纹饰的胚胎化石:圆球状胚胎、具中央收缩带的球状胚胎和表面具“拉伸构造”的花生状胚胎,其中后者为新类型。研究表明,此新类型在演化序列上处于圆球状胚胎、具中央收缩带的球状胚胎发育阶段之后,是胚胎向成体演化的一个重要中间过渡环节,这一发现为研究早寒武世早期后生动物胚胎及个体发育提供了新线索。