多足动物亚门主要类群的谱系发生与谱系年代分析——基于形态、化石和分子的综合数据

多足动物可能是最早入侵陆地环境的无脊椎动物之一。随着泛甲壳动物大类的确立,多足动物亚门的谱系发生问题已成为节肢动物研究中的焦点。基于表型性状的系统学研究中,多足动物亚门在节肢动物门中的系统分类和单系性等问题一直存在争议;化石记录的稀少又使多足动物的起源及演化历史变得迷雾重重。近年来分子系统学的进展为深入探讨多足动物谱系发生问题开辟了新的途径;分子定年的应用为探讨多足动物起源、登陆等早期演化问题提供了新的手段。谱系年代学综合了化石记录和分子定年两方面的优势,为更加精确地讨论多足动物起源、内部类群分歧时间及其地质背景奠定了基础。谱系年代分析显示,多足动物类起源于寒武纪晚期或更早;多足动物内部类群的分歧不晚于奥陶纪;而化石证据显示,多足动物的登陆事件也可能发生在这一时期,多足动物内部类群的分歧事件(及食性分化)可能与登陆过程有关。精确的多足动物亚门谱系发生关系以及谱系年代学细节还有待于进一步综合系统学、多基因和多重化石参照点的合理分析加以深入和完善,进而为早期陆地复杂生态系统的建立提供新的证据。     

云南腾冲新近纪两种被子植物化石的角质层构造及其古环境意义

重点描述云南腾冲晚第三纪两种被子植物化石Betula mioluminifera Hu et Chaney,Carpinus subcordata Nathorst的角质层构造,并分析它们的现存最近亲缘种B.luminifera Winkler和C.cordata B1.var.mollis Cheng et Chen的表皮特征。实验分析证明：化石叶片的气孔参数可以推测地质历史时期大气CO2的浓度,并进而分析古环境的变化。C．subcordata Nathorst叶片能作为大气CO2浓度的生物指标。     

精确重建古大气CO2浓度的气孔方法

为了更好地理解大气CO2浓度与气候之间的耦合关系,维护自然与人类社会的可持续发展,精确重建古大气CO2浓度的变化尤为重要。在众多研究古大气CO2浓度的方法中,化石植物叶片气孔方法已被证明是一种比较精确和理想的方法。文章介绍了气孔方法恢复古大气CO2浓度的概念、方法以及最新应用,用气孔比率法恢复了中国西北地区早、中侏罗世的大气CO2浓度变化。其趋势为：从早侏罗世普林斯巴赫期一中侏罗世阿林期一巴柔期,大气CO2浓度先是下降,而后持续上升,整个时期的大气CO2浓度在1000—1500ppmv之间,这种趋势与Bernet的碳平衡模型基本一致,并指出恢复的古大气CO2浓度低于碳平衡模型值可能是由于海拔引起的。最后提出了几个方面的研究前景。     

云南虫的埋藏学研究——兼论云南虫的分类位置

云南虫是澄江生物群中最具争议的动物之一,其系统位置目前至少有6种不同的观点,不同研究组曾分别将其解释为分类位置不定的原口动物、头索动物、半索动物、有头类、后口动物的干支类群,或者两侧对称动物的基部类群等.争论的焦点主要集中在一些关键形态特征的解释,如轴部构造、背部分节以及鳃等.澄江生物群不同地区云南虫标本的详细对比显示,相同地点云南虫的保存有明显共性,而不同地点云南虫的保存特征差异很大.云南虫争议的主要根源在于不同研究组所研究标本的产地不同,标本保存特征不同,同时又缺少不同地点云南虫埋藏学的对比研究所致.埋藏学的初步研究表明,目前云南虫许多性状特征(尤其是关键的分类特征)的解释都存有疑问.背部发生叠覆和扭曲的标本显示云南虫的背部分节和肌节特征并不相同;腮腔外囊状突起的发现更对云南虫头部结构的推测提出质疑.进一步的生物学特性分析表明云南虫身体结构的同源性还远没有定论,云南虫系统分类有待于埋藏学、沉积学、地球化学以及分子系统学等多学科的综合研究.     

谱系年代研究进展

谱系年代学是结合化石记录和分子钟方法计算"生命树"(Tree of Life)上各分歧点时间的一个新兴交叉学术领域.由于化石记录的不完整性,各类生物的起源年代和支系分化时间的确定可借助于部分化石记录和通过计算现生生物类群之间的遗传距离转换得出的相对分歧时间相结合的办法进行讨论.化石记录可代表部分生物类群起源时间的保守估计值,而分子钟方法可为那些不易保存为化石的生物类群与其姊妹群的分化时间提供依据.如果使用得当的话,两者可进行相互验证.在分子谱系年代分析中,正确使用化石校准方案是获得准确分歧时间的关键,这需要:1)正确确定化石物种在谱系树上的位置;2)正确解释化石记录所代表的时间含义(最小值、确定值、最大值及其标准差).分子钟估算分歧时间的技术在不断改进,目前常用的分子分歧时间估算法(宽松分子钟法,如贝叶斯法、补偿性似然法等)包容分子演化速率在谱系间和随时间的变化.随着谱系年代研究的不断深入,长期困扰人们的化石记录时间与分子钟计算结果悬殊的问题正在逐渐趋于和谐并得到正确诠释.文中还讨论了有关动物起源与早期分化时间以及早期陆生节肢动物的谱系年代学研究进展.我们强调,化石记录和分子钟分析可以优势互补,两者的整合无疑将提高生物演化历史时间格架的准确度和精度,以利更好地将生命演化事件置于地球系统科学及地球环境演化史之中.     

昆明地区下寒武统沧浪铺组古虫动物新发现

文中详细描述昆明地区下寒武统沧浪铺组乌龙箐段古虫动物新种Vetulicola longbaoshanensis sp.nov.,并与相关属种作比较和讨论。古虫动物主要产于下寒武统筇竹寺组玉案山段的澄江动物群中,沧浪铺组乌龙箐段的地质年代较澄江动物群晚,该发现对研究古虫动物的演化具有重要意义。古虫动物的分类位置至今难以确定,争论的焦点多集中在古虫动物前体鳃囊的构造解释上。新材料鳃囊保存得完整清晰,为研究古虫动物的分类位置提供了新证据。