动物的起源和寒武纪大爆发:来自中国的化石证据

近30年来,中国埃迪卡拉纪—寒武纪发现了包括瓮安生物群和澄江动物群在内一系列重要化石群,为揭示动物的起源和寒武纪大爆发过程提供了全球独一无二的古生物学证据。文中全面而简洁地介绍发现于华南埃迪卡拉纪—寒武纪的所有化石群和重要动物化石发现,总结其中特异化石群保存类型和埋藏环境。其中,陡山沱型磷酸盐化胚胎化石群、庙河型宏体碳质膜化石群和牛蹄塘型海绵动物群,以及陡山沱组硅化的动物休眠胚胎化石和宽川铺动物群中"rsten"型化石均是全球这一时期华南独有的特异埋藏化石群。从时空两方面对化石群进行综合分析认为,动物可靠的最早化石记录发现于埃迪卡拉纪早期,成冰纪及其以前的动物化石均存在疑问。动物的起源和寒武纪大爆发经历了从浅水逐步向深水迁移,以及阶段性辐射和灭绝的过程。首先动物经历了在埃迪卡拉纪早期的隐形微体动物早期演化阶段,之后经过以埃迪卡拉型生物为代表的大型复杂化演化阶段,在寒武纪初期发生以梅树村动物群为代表的两侧对称动物和生物骨骼矿化的大爆发,并随后又被以澄江动物群为代表的寒武纪动物群所替代,在筇竹寺期达到了动物造型和生态系统复杂化的高峰。     

埃迪卡拉纪高家山生物群球状化石新材料

埃迪卡拉纪晚期高家山生物群的多门类骨骼化石组合,在后生动物起源及早期生命演化方面具有极其重要的意义。在对高家山生物群中的研究中,新发现了大量的磷酸盐化球状化石,包括单体球类、二分球类及三分球类等。这些磷酸盐化球状化石在形态结构方面与"瓮安生物群"、"宽川铺生物群"中报道的球状化石有着一定的相似性。高家山生物群中球状化石新材料的发现不仅丰富了高家山生物群的多样性,为早期生命演化提供了可靠的材料,也揭示了前寒武纪-寒武纪生物之间可能存在着一定的连续性。     

贵州江口桃映埃迪卡拉系陡山沱组中的三叶脊动物化石

本文描述的三叶脊类化石于2004年采自贵州东北部江口县桃映镇翁会村埃迪卡拉系陡山沱组上部庙河生物群,共2新属2新种:中国三射盘(新属新种)Triactindiscus sinensisgen.et sp.nov.及不规则似三角形盘(新属新种)Quasitriagondiscus irregularisgen.et sp.nov.。前者为大型盘状化石,具有3个呈碳质薄膜的长三角形叶脊,自盘体中央向边缘呈三辐射伸展,没有其它生物构造;后者为小型盘状化石,3条不规则叶脊在盘体中部形成似三角形并以此不同于其它三叶脊化石。庙河生物群2个三叶脊化石属相似于俄罗斯白海生物群的Albumares,Anfesta,Tribrachidium和澳大利亚埃迪卡拉生物群中的Tribrachidium,它们细节上有差异,但均属于埃迪卡拉系中三辐射对称的三叶动物。新的发现表明三叶动物在埃迪卡拉纪广泛分布于全球各地,也显示埃迪卡拉纪生物分异度比较高,辐射、两侧及三侧对称的动物均匀代表。贵州东北部江口桃映翁会庙河生物群含有丰富的宏观藻类及动物化石,如Protoconites,Cucullus,Sinospongia,Eoandromeda octobrachiata及新发现的2属三叶脊动物化石。江口庙河生物群组成上很相似峡东庙河生物群,也都位于陡山沱组上部黑色页岩中。江口庙河生物群不仅是整个庙河生物群的重要组成部分,也是埃迪卡拉纪生物演化的重要窗口。     

奇虾类前附肢化石在河北唐山地区寒武系馒头组的发现

奇虾类是寒武纪海洋中的大型捕食动物,广泛发现于世界各地的寒武纪地层,但是多为前附肢或口器的标本。我国扬子地台云南、贵州一带的寒武纪特异埋藏动物群中都发现了奇虾化石,如澄江动物群、牛蹄塘动物群、关山动物群、凯里动物群等。但在华北地台,寒武纪特异埋藏动物化石目前为止只有零星报道,包括一些大型双瓣壳节肢动物、古蠕虫类等。本文描述一枚发现于河北省唐山市丰润区左家坞一带馒头组(毛庄期)紫红色页岩中的奇虾类前附肢化石,可能代表了一个新类型。这枚化石的发现丰富了奇虾类的古地理分布,也为在华北地台边缘地区寻找特异埋藏动物化石提供了线索。     

贵州下寒武统牛蹄塘生物群中的双孔钱包海绵Crumillospongia biporosa

下寒武统澄江生物群、中寒武统布尔吉斯页岩生物群及下寒武统牛蹄塘生物群均产有Crumillospongiabi-porosa,由于产C.biporosa的牛蹄塘生物群下部层位低于澄江生物群,贵州遵义松林可能是C.biporosa的最低层位及发源地。本文描述了贵州遵义下寒武统牛蹄塘生物群的C.biporosa,为C.biporosa的发生、演化及古地理分布提供了重要的信息和证据。     

球形小壳化石在贵州金沙寒武系牛蹄塘组的首次发现

贵州金沙岩孔剖面的寒武系牛蹄塘组为跨阶地层,以镍钼矿层为分界面,其上部属于筇竹寺阶,下部为梅树村阶。近期,作者利用15%左右的醋酸浸泡金沙岩孔剖面牛蹄塘组底部(梅树村阶)的岩样,发现了以球形化石为主的单胞、多胞球形类小壳动物化石,包括Olivooides pearformis和其余两类未确定的球形化石。此次球形化石的发现不仅丰富了牛蹄塘生物群的生物面貌,而且为解译早期后生动物的起源和演化、胚胎生物学提供了化石资料。     

湖北三峡地区纽芬兰统岩家河组的宏体藻类化石

文中报道湖北宜昌纽芬兰统岩家河组小壳化石Ⅰ、Ⅱ组合之间的宏体藻类化石:中华细丝藻属Sinocy-lindra,崆岭藻属Konglingphyton,约克那斯藻属Yuknessia和文德带藻属Vendotaenia。通过对宏体藻类化石研究,表明它们无论从保存形式还是形态特征上看,带有庙河生物群的色彩,同时与牛蹄塘生物群和澄江生物群可能也有一定的联系,这为研究宏体藻类的辐射、演化提供了化石依据。     

贵州遵义下寒武统牛蹄塘组早期后生生物群的发现及重要意义*

贵州下寒武统牛蹄塘组生物群由大量的海绵动物和节肢动物、软体动物、刺胞动物、腕足动物、半索动物及藻类等门类化石组成 ,其下部生物群的时代早于澄江生物群。     

贵州早、中寒武世斗篷海绵科(Choiidae)的发现

本文描述了贵州遵义下寒武统牛蹄塘组生物群和台江中寒武世凯里生物群中保存完整的斗篷海绵科(Choiidae)中斗篷海绵(Choia)和小斗篷海绵(Choiaella)化石标本,共计2属2种2未定种：Choia zunyiensis sp.nov.,Choia sp.,Choiaella avata sp.nov.和Choiaella sp.。Choia分布很广．在我国下寒武统澄江生物群及北美中寒武统的四大生物群中均有产出。Choiaella原仅产于我国澄江生物群,凯里生物群中Choiaella的发现使其时代上延至中寒武世。贵州早、中寒武世斗篷海绵科的发现及研究为海绵动物的早期演化及古地理学等方面的研究提供了重要的新材料。     

"古生物王国"的明珠——贵州关岭动物群

贵州号称“古生物王国” ,有丰富的古生物化石资源。最近几年又发现了一些具重要意义的生物群化石 ,如６亿年前的瓮安生物群、比“澄江动物群”还早的“清镇动物群”和“遵义牛蹄塘生物群” ,５ ２亿年前的“凯里生物群”和２ １５亿年前的“关岭动物群”等等。这是贵州古生物化石宝库 ,是中华民族和世界文化的宝库 ,是解开寒武纪大爆发等生命起源和演化的重要材料。大约在１９９０年 ,一些贵州的奇石收藏者为了获得精美的海百合化石标本 ,他们来到了贵州省关岭县新铺乡一带 ,进行大规模的海百合化石采集。随着采集规模的扩大 ,一个意想不到…     

龙凤山藻在澄江早寒武世生物群中的发现

主要报道了产自云南昆明海口耳材村早寒武世筇竹寺组玉案山段澄江生物群中可能为漂浮生长的宏观藻类化石-心型龙凤山藻（新种）（Longfengshania cordata sp.nov.)和中华豆芽藻（新属、新种）（lantulaformis sinensis gen.et sp.nov)。这些化石的发现进一步显示了澄江生物群种物多样性,为揭示该生物群爆发性演化提供了新的证据。通过对龙凤山藻属亲缘关系的深入比较研究,进一步证明该类化石应归属宏观藻类以及它们遗传上的稳定性、演化上的保守性和环境上的适应性。     

龙凤山藻在澄江早寒武世生物群中的发现

主要报道了产自云南昆明海口耳材村早寒武世筇竹寺组玉案山段澄江生物群中可能为自由漂浮生长的宏观藻类化石--心型龙凤山藻(新种)(Longfengshania cordata sp. nov.)和中华豆芽藻(新属、新种)(Plantulaformis sinensis gen. et sp. nov.).这些化石的发现进一步显示了澄江生物群物种多样性,为揭示该生物群爆发性演化提供了新的证据.通过对龙凤山藻属亲缘关系的深入比较研究,进一步证明该类化石应归属宏观藻类以及它们遗传上的稳定性、演化上的保守性和环境上的适应性.     

贵州凯里生物群中软舌螺的初步研究

本文描述了采自贵州台江县革东镇八郎中寒武世凯里生物群中的软舌螺化石,计有1种,3相似种和1个未定种。即：Ambrolinevitus cf.ventricosus,Glossolites?sp..Haplophrentis?cf.carinatus,Linevitus opimus,Hyolithes?cf.cariniferus.凯里生物群中软舌螺特点是：1)壳体通常较大,呈宽锥形;2)背、腹壳区分明显,常具中槽或中脊;3)特别是以软舌螺目中的软舌螺科和线带螺科的软舌螺保存数量最多。完全与欧洲、北美相当层位中出现的软舌螺组合面貌相似;并与澄江动物群中的软舌螺在演化特征上是可衔接的。凯里生物群中的软舌螺除具有世界性属种外。还具地区特有的属种。这对研究软舌螺的地理分布、演化进程以及与凯里生物群组合关系有重要意义。     

云南海口早寒武世褐藻化石新知

主要报道了产自云南海口耳材村早寒武世筇竹寺组玉案山段澄江生物群中的褐藻化石－拟点叶藻（Punctariopsis latifolia gen.et sp.nov.)简单拟点叶藻（Punctariopsis simplex gen.etsp.nov.)和古德带藻（Vendotaenia cf.antiqua Gnilovskaya)3种。这些化石丰富了澄江生物群物种的多样性,为研究该群生物爆发性演化提供了新的证据。同时通过对现生褐藻和褐藻化石形态学的比较研究,表明化石属和现代属在系统演化上可能有较密切的亲缘关系,并进一步证明了澄江生物群在云南海口地区发生于一个潮间带和亚潮带的海水环境。     

New Discoveries of Phaeophycean Fossils in the Early Cambrian, Haikou,Kunming,Yunnan,Southwest China

The paper deals with the new phaeophycean fossils in the Early Cambrian from Chengjiang Biota at Ercai Village of Haikou, Kunming, Yunnan, Southwest China. Three new taxa, Punctariopsis latifolia gen. et sp. nov., P.simplex gen. et sp. nov. and Vendotaenia cf. antiqua Gnilovskaya are described here in detail. These new findings show that the Chengjiang Biota is high in species diversity of fossil algae and might offer new evidence for a better understanding of the Cambrian explosive biological evolution. The fossil genus described here is found to have a close relationship with the living Punctaria based on similar morphology. The results suggest that the Chengjiang Biota in Haikou area of Kunming was living in an intertidal and subtidal seawater environment.     

Ediacaran–Cambrian bioturbation did not extensively oxygenate sediments in shallow marine ecosystems

The radiation of bioturbation during the Ediacaran–Cambrian transition has long been hypothesized to have oxygenated sediments, triggering an expansion of the habitable benthic zone and promoting increased infaunal tiering in early Paleozoic benthic communities. However, the effects of bioturbation on sediment oxygen are underexplored with respect to the importance of biomixing and bioirrigation, two bioturbation processes which can have opposite effects on sediment redox chemistry. We categorized trace fossils from the Ediacaran and Terreneuvian as biomixing or bioirrigation fossils and integrated sedimentological proxies for bioturbation intensity with biogeochemical modeling to simulate oxygen penetration depths through the Ediacaran–Cambrian transition. Ultimately, we find that despite dramatic increases in ichnodiversity in the Terreneuvian, biomixing remains the dominant bioturbation behavior, and in contrast to traditional assumptions, Ediacaran–Cambrian bioturbation was unlikely to have resulted in extensive oxygenation of shallow marine sediments globally.     

贵州剑河中寒武世中期甲劳组水母状化石的发现

贵州剑河革东镇八郎村南甲劳组中部钙质白云岩中新近发现的具有粗强放射状辐管的水母状化石和其下凯里组中具细辐管及同心环的拟轮盘水母(Pararotadiscus)有明显区别,属于伊尔东钵科(Eldoniidae)。其层位晚于中寒武世早期凯里生物群中拟轮盘水母(Pararotadiscus)层位1个化石带,属中寒武世中期,是该类化石在中国的最高层位,相当于北美布尔吉斯页岩生物群中Eldonia化石层位。     

寒武纪大爆发———早期后生动物辐射之谜:序言*

<正>随着中国经济的持续、稳定发展和国家政府对基础研究的日趋重视,我国科技投入力度正在逐年加大,包括古生物学在内的地球科学基础研究近十年来取得长足的进步和发展。近些年,我国的古生物学已开始在多门类起源、系统演化和环境背景研究中处于国际领先,在部分研究方向开始发挥重要国际引领作用。加之华南、华北保存的化石材料优势和若干国家重大项目的稳定、持续支持(Zhu et al.,2016a;Zhu and Li,2017),使我国在科研队伍、