陕南早寒武世早期Quadrapyrgites再研究

处于"寒武纪生命大爆发"序幕阶段的梅树村期,生物类群大规模辐射,身体构型快速革新,与前寒武纪生物群面貌明显不同.最近在陕南宁强宽川铺地区梅树村期地层中发现了大量五辐射Punctatus及部分四辐射四方塔形壳属Quadrapyrgites,其中包括1个新种Quadrnpyrgites undulatuscostalis sp.nov..在此基础上对Quadrapyrgites进行了属征补充.双胚层腔肠动物的出现标志着地球生命史的真后生动物演化开端,在生物起源演化历程上占据着关键的位置.本文为研究真后生动物起源演化、生物辐射、体型构建提供了重要实证.     

生命的历程系列讲座(五) 寒武纪大爆发动物器官的创新浪潮

正地球生命自距今38亿年前诞生以来,历经三十多亿年的漫长演化,直至5.41亿年寒武纪之初的崭新时代,迎来了生命演化史上最激动人心的时刻——寒武纪生命大爆发。毫无疑义,它是生命演化中物种形成最迅猛、高级分类阶元诞生最频繁、功能形态悬殊度最显著、生物结构造型可塑性最强的特大型生物大辐射事件。     

再论寒武纪大爆发与动物树成型

显动宙(也译为显生宙)创新大爆发导致了动物门类的幕式出现,并非"瞬间"或"同时发生".狭义寒武纪大爆发代表三胚层动物的首次大辐射,包括2大幕(不宜定义为"序幕"和"主幕"):第一幕为"小壳幕",规模较大.基本完成了原口动物亚界中触手担轮类和蜕皮类两大谱系的轮廓构建;第二幕以澄江动物群为代表,它既延续并扩展了前期海绵类、双胚层动物和原口动物的兴旺,更诞生了后口动物亚界完整的"5+1类群":即全部五大现生类群(棘皮类、半索类、头索类、尾索类、脊椎类)的原始代表和"遗失了"的古虫动物门.至此,随着多数动物门类的陆续面世,大爆发宣告基本终结.该爆发的前奏即"埃迪卡拉幕","试验性"地创造了各种成功的和不成功的基础动物和原口动物的少数先驱.寒武纪爆发与其前奏之间并无实质性间断,可合称为显动宙早期创新大爆发,它导致了整棵动物形态树的框架成型.     

【特约论文】寒武纪大爆发的过去、现在与未来

人类探索认识寒武纪大爆发的过程先后经历了神创论、渐变论和爆发式演化思想的影响, 形成了越来越接近真理的重要科学认识。寒武纪大爆发本质上是动物门类的大爆发, 同时伴随着属种多样性的增长、体型增大、生物矿化以及海洋生态系统的重大变革。寒武纪大爆发是多因素制衡的自然历史过程, 任何单因素的内、外因驱动假说都不足以解释寒武纪大爆发的复杂过程。分子遗传基础和宜居环境分别是寒武纪大爆发的内在和外在必要条件, 但不是必要充分条件。因此, 寒武纪大爆发, 与其他所有生命演化事件一样, 必须通过生态作用实现。寒武纪大爆发是在氧气和其他资源不太受限、环境多变、生态荒芜的外在条件下, 基因发育调控系统预先高配的内在条件下, 发生的动物门类大爆发。在埃迪卡拉纪晚期, 多细胞的文德生物与动物采取了不同的体型发育策略和演化途径, 共享海底两千万年后, 文德生物灭绝。此后, 动物在寒武纪最初的两千万年间快速分异演化, 产生了大量演化结局各不相同的动物门类, 生态适应策略同步分化, 形成了以动物为主导的海洋生态系统, 踏上显生宙的演化征程。目前对寒武纪大爆发的探索和研究存在着偏向性或局限性, 主要关注动物门类演化和生存环境氧化还原条件, 没有将海洋生态系统作为统一整体开展全面系统的研究工作。未来探索有必要在全球范围内开展广泛全面的研究工作, 揭示寒武纪大爆发时期海洋生态系统的时空演变。     

寒武纪早期岩家河生物群:研究进展和展望*

埃迪卡拉纪-寒武纪转换时期动物的起源、演化和"寒武纪大爆发"一直是国际古生物学界研究的热点问题,其中寒武纪早期小壳化石群与埃迪卡拉纪化石群和寒武纪早期澄江化石库之间的内在关系是古生物学界研究的难题,其主要原因是寒武纪早期与小壳化石群伴生的宏体动、植物化石的缺乏。发现于峡东地区的寒武纪早期岩家河生物群填补了这一缺失环节,该生物群包含宏体动物、宏观藻类、小壳化石、球形化石(可能的胚胎化石)、微古植物和蓝菌类等化石,部分宏体化石显示了从埃迪卡拉纪向寒武纪过渡色彩。化石保存方式有碳质膜、黄铁矿化、磷酸盐化、硅化。因此对岩家河生物群生物多样性和埋藏学进行综合研究,将可提供纽芬兰世(梅树村期)碳酸盐台地—碳酸盐台地内部的局部凹陷盆地相的一个较完整的生物景观图,对探索"寒武纪大爆发主幕"前夕生物的辐射、演化模式及保存机制具有重要的科学意义。     

寒武纪大爆发的过去、现在与未来

人类探索认识寒武纪大爆发的过程先后经历了神创论、渐变论和爆发式演化思想的影响,形成了越来越接近真理的重要科学认识.寒武纪大爆发本质上是动物门类的大爆发,同时伴随着属种多样性的增长、体型增大、生物矿化以及海洋生态系统的重大变革.寒武纪大爆发是多因素制衡的自然历史过程,任何单因素的内、外因驱动假说都不足以解释寒武纪大爆发的...     

寒武纪大爆发——来自贵州的化石证据*

寒武纪展示了生物演化和生态创新最为关键的一段历史, 在此期间发生了后生动物快速的辐射性演化事件, 被称为“寒武纪大爆发”。近四十年来, 基于寒武纪特异埋藏生物群的大量研究为解密寒武纪大爆发具体过程、主要动物类群起源与生态演化作出了重要贡献。贵州素有古生物王国之称, 在寒武系地层中不仅保存了大量解剖学细节精美的化石资源, 也在多个地区产出时间连续的生物组合演化序列, 在探讨动物起源与演化、全球地层对比及群落古生态学等方面具有极其重要的科研价值。近年来, 以小壳动物群、牛蹄塘生物群、杷榔生物群、剑河生物群、凯里生物群等多个生物群在贵州的发现提供了早期后生生物的新信息, 加密了中国乃至全球早期后生生物特异埋藏化石群的演化链, 为全面揭示寒武纪生物群落面貌、早期多门类后生动物的辐射演化和海洋生物群落演替提供了独特的意义, 最终为深入解读寒武纪大爆发的过程与发生机制提供重要实证。本文简要总结了贵州地区在该领域的主要学术贡献, 结合全球研究进展, 对目前存在的问题和未来研究方向提出展望。     

陕南早寒武世早期磷酸盐化Punctatus奇异星状口盘的发现及其形态功能分析

早寒武世最早期梅树村期处于“寒武纪大爆发”序幕阶段。在这一时期,生物类群发生了大规模辐射演化及其身体构型的快速革新,形成与前寒武纪生物群明显不同的生物组合面貌。最近在陕南宽川铺地区早寒武世早期灯影组宽川铺段地层中发现了数十枚呈三维立体精美保存的磷酸盐化奇异星状生物化石标本,通过形态功能分析及与其共生的Punctatus的口盘类比表明,该奇异星状生物很可能属于腔肠动物Punctatus的口盘,星状体的中心为该生物的口部。而腔肠动物的出现标志着真后生动物的开始,在生物起源演化历程上占据着极其关键的位置。本文报道的奇异星状生物可能代表了初具原始触手的腔肠动物早期演化类型,为研究真后生动物起源演化、功能进化提供了新的实证材料。     

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。     

动物的起源和寒武纪大爆发：来自中国的化石证据北大核心

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。     

陕南寒武纪西乡生物群中Anabarites对称性演化研究

阿纳巴管(Anabarites)是寒武纪早期一类形态独特的管栖生物,其横切面的轮廓多样,但所有形态都是"3"的倍数。陕南梅树村期西乡生物群产出大量磷质Anabarites,根据管体上纵槽出现的数目和级别,确认Anabarites可分辨出三种对称类型:A型为仅具有三条一级纵槽的三辐射对称类型、B型具有三条一级纵槽和一条二级纵槽类型、C型具有三条一级纵槽和两条二级纵槽。其中B型、C型是从三辐射到六辐射对称之间的过渡类型,为新发现的对称形式。本文以上述三种类型Anabarites为研究材料,对Anabarites对称性演化途径进行了探索性研究,对寒武纪大爆发之初动物的对称性起源演化研究提供了重要证据。     

【专辑序言】动物起源和寒武纪大爆发——序 言

动物起源和寒武纪大爆发是生命史上重要的演化创新事件。为展示相关领域的最新进展, 特组织主题为“动物起源和寒武纪大爆发”的论文专辑。作为专辑序言, 本文概述了动物起源和寒武纪大爆发领域的科学意义和当前研究趋势, 并简要介绍了本专辑的内容。专辑包含了来自13个研究单位共42位作者的12篇论文, 包括特约综述论文1篇和研究论文11篇。专辑不仅评述了相关领域的现状和未来发展趋势, 也展示了我国学者在该领域取得的部分新进展。这些进展涉及华南和华北数个特异埋藏化石库, 比如埃迪卡拉纪石板滩生物群、寒武纪宽川铺生物群和寒武纪凯里生物群等, 并涵盖了海绵动物、刺细胞动物、腕足动物、三叶虫和双瓣壳类节肢动物以及分类位置尚不明确的疑难动物化石等诸多类群。     

名刊封面

澄江动物群和寒武纪大爆发研究 中国学者的文章首次登上本杂志封面,报道了南京地质古生物研究所澄江动物群和寒武纪大爆发研究取得的成果。针对澄江动物群的埋藏机制和生态群落特征问题,该研究不仅定量论证了节肢动物是澄江动物群的优势类群,还识别了两个重要的化石埋藏相,证实了同一群落经过不同埋藏过程是导致两种埋藏相内化石群落差异的丰兽原因。     

名刊封面

澄江动物群和寒武纪大爆发研究 中国学者的文章首次登上本杂志封面,报道了南京地质古生物研究所澄江动物群和寒武纪大爆发研究取得的成果。针对澄江动物群的埋藏机制和生态群落特征问题,该研究不仅定量论证了节肢动物是澄江动物群的优势类群,还识别了两个重要的化石埋藏相,证实了同一群落经过不同埋藏过程是导致两种埋藏相内化石群落差异的丰兽原因。     

晚白垩世的生物绝灭

发生在白垩纪末期的生物绝灭事件是很显著的,特别引人注目的是,统治了几乎一亿四千万年的恐龙绝灭。然而这次绝灭仅仅是地球历史时期若干大的绝灭中的一幕。科学家根据消失了的生物科的百分比,指出在显生宙(最近五亿七千万年中)有五次大的动物绝灭:寒武纪末期、泥盆纪、二叠纪、三叠纪和白垩纪。有人认为第一次大绝灭是发生在奥陶纪末期而不是寒武纪末期。白垩纪末期是第二个大的绝灭。     

寒武纪生命大爆发新解与地球海洋动物生态系统建立*

寒武纪大爆发是地球历史上唯一的动物门类创生事件, 导致所有现生动物门类几乎同时在寒武纪早期海洋中首现——地球动物树成型。显生宙之后的其他重大地质事件甚至动植物登陆过程中地球再无新的动物门类出现。因此, 寒武纪大爆发既是重大生命事件也是地质事件, 成为地球宜居性演化研究的关键。国内外许多研究团队和学者从不同的视角对寒武纪大爆发做了深入探索和思考, 取得了系列成果和认识。基于生命物质的组织层次(organismal hierarchical level)及其地质背景, 本文提出了地球早期生命宏演化包括分子水平进化、细胞水平进化和组织水平进化三大宏演化阶段。据此, 认为寒武纪大爆发的实质是原生生物细胞群“组织化”的必然结果, 并提出寒武纪动物大爆发组织“拼图”新假说(Lego Blocks Hypothesis)。寒武纪动物大爆发的突发性和爆发性是在现代板块构造体制建立和异养型消费者生态位空缺的背景下, 在全球圈层联动、全球海洋微生物和化学循环的促使下, 部分真核细胞发生“分化和特化”形成原始组织后, 快速“拼图组装”的必然结果。期间, 地球海洋生态空间(生态位)多样性剧增、动物消费者生态位空缺及其导致的古地理和生殖隔离, 成为寒武纪早期动物门类爆发的生态动力和生物发育内在需求。罗迪尼亚超大陆裂解和冈瓦纳大陆形成过程中, 全板块深俯冲为标志的现代板块构造体制的建立, 导致全球圈层联动和全球海洋微生物化学循环, 进一步加速了动物门类的生态扩张。显生宙盘古大陆演化和原、古、新特提斯洋发育过程中全球海洋生态空间多样性阈值的稳定甚至减少, 可能成为寒武纪大爆发后地球海洋再无新的动物门类出现的环境条件和地质背景制约。     

寒武纪生命大爆发探究

1　寒武纪生命大爆发被称为古生物学和地质学上的一大悬案——寒武纪生命大爆发 ,自达尔文以来就一直困扰着进化论等学术界。大约 6亿年前 ,在地质学上称做寒武纪的开始 ,绝大多数无脊椎动物门在几百万年的很短时间内出现了。这种几乎是“同时”地、“突然”地出现在寒武纪地层中门类众多的无脊椎动物化石 (节肢动物、软体动物、腕足动物和环节动物等 ) ,而在寒武纪之前更为古老的地层中长期以来却找不到动物化石的现象 ,被古生物学家称作“寒武纪生命大爆发”,简称“寒武爆发”。达尔文在其《物种起源》的著作中提到了这一事实 ,并大感迷惑…     

动物起源和寒武纪大爆发——序言

动物起源和寒武纪大爆发是生命史上重要的演化创新事件.为展示相关领域的最新进展,特组织主题为"动物起源和寒武纪大爆发"的论文专辑.作为专辑序言,本文概述了动物起源和寒武纪大爆发领域的科学意义和当前研究趋势,并简要介绍了本专辑的内容.专辑包含了来自13个研究单位共42位作者的12篇论文,包括特约综述论文1篇和研究论文11篇...     

寒武纪早期四方塔型壳属的胚胎发育及其系统学意义

寒武纪大爆发是生命演化史上重要的创新事件.我国澄江动物群(距今约5.18亿年)代表了寒武纪大爆发的高潮,而产自寒武系最底部,时代上早于澄江动物群的宽川铺生物群(距今约5.35亿年)则为研究寒武纪大爆发的第一幕提供了重要的埋藏窗口.宽川铺生物群产自陕南宁强、西乡等地寒武系底部宽川铺组钙质磷块岩和磷质碎屑灰岩中,以保存了大...     

苔藓动物的起源与系统发生研究进展—形态学和分子生物学的证据

苔藓动物是后生动物中的一个重要类群。然而,和其它主要后生动物类群相比,长期以来对它的系统学研究却相对滞后。其起源,系统发生地位以及与其它后生物门类之间、其内部各高级分类群间的谱系发生关系一直存在争议。一般认为它是介于原口动物和后口动物之间的过渡类群。但是,近年来的分子系统学研究已经证实了它的原口归属。古生物学资料表明,虽然苔藓动物的大多数类群在奥陶纪已经分化出来,但它在寒武纪却缺乏任何化石记录。另外,苔藓动物起源的时间和方式、其内部各类群间的系统发生关系特别是现生类群和化石类群之间的关系等诸多问题的解决,还有待于大量的形态学和不同的分子数据的进一步积累,并结合其地层分布等各种相关资料进行综合研究。