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。     

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。     

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。     

湖北保康陡山沱组磷酸盐化微体化石组合

中国南方震旦系陡山沱组磷块岩、燧石和页岩中陆续发现的精美保存的化石生物群,为我们提供了一个栩栩如生的新元古代晚期生物演化的图景,表明多细胞真核生物在新元古代冰期之后发生了非常显著的分异。其中磷块岩化石库以生物细胞结构的完好保存而著称。继在贵州瓮安、陕西勉县茶店和江西上饶朝阳之后,湖北保康白竹磷矿陡山沱组磷块岩中也发现了类似的磷酸盐化化石生物群。保康化石组合中包括多细胞藻类Wengania,Paramecia和原地保存的Thallophyca;大型复杂疑源类Meghystrichosphaeridium,Echinosphaeridium和目前仅在保康发现的Bacatisphaera;球状蓝菌化石Archaeophycus,丝状蓝菌化石Siphonophycus和在陡山沱组磷块岩中首次发现的Obruchevella;同时,内部保存不同数量小球体的球状化石在保康也大量产出。古地理分析表明中国南方扬子地台陡山沱组磷块岩中保存的磷酸盐化化石库大都形成于浅水台地边缘地带。     

陕南寒武系底部宽川铺组微体化石人工智能识别

我国陕南寒武纪初期的宽川铺组(距今大约535百万年)以盛产磷酸盐化的微体小壳化石和球状动物胚胎化石而闻名于世,是探索早期动物门类起源和寒武纪生命大爆发研究中的一个非常重要的窗口。在宽川铺组中寻找微体化石新类型主要依赖显微镜下人工挑选的传统方法日趋低效,迫切需要新的技术手段来解决这些问题。而微体化石数量庞大,大小接近,形态简单,非常适合于采用机器学习的手段进行人工智能分类。我们在宽川铺组微体化石中尝试使用机器学习的手段来进行化石图像识别和机器分拣。采用方向梯度直方图来提取化石图像的主要向量特征,并设计了二叉树型多分类识别器进行化石数字分类。目前处理了5 000多张微体化石照片的人工智能识别,已经取得了较高的准确率。     

是胚胎还是藻类？：兼答薛耀松,周传明,唐天福先生

贵州瓮安陡山沱组磷块岩中所产的球状微体化石曾被薛耀松等 ( Xue et al.,1 995)解释为团藻类化石 ,最近被重新解释为早期动物休眠卵和胚胎化石 ( Xiao et al.,1 998)。薛耀松等 ( Xue etal.,1 998;下称薛文 )对动物休眠卵 -胚胎的解释提出六点不同看法 ,并坚持认为这些球状微体化石应为团藻类化石。本文对薛文中所提六点看法进行逐条解答 ,并着重讨论了球状微体化石的大小和丰度 ,磷酸盐化“细胞壁”,生物软体的磷酸盐化过程 ,以及团藻类的生理和生殖特点和陡山沱球状微体化石的不同特征。事实上 ,陡山沱组磷酸盐化动物休眠卵和现代某些甲壳类体眠卵在外表装饰上几乎雌雄难辨 ,陡山沱组球状微体化石的大小、发育过程、卵裂形式以及外层包膜的存在也和动物胚胎的解释相吻合。显然 ,动物休眠卵 -胚胎仍然是对陡山沱球状微体化石的最佳解释。     

湖北保康白竹磷矿埃迪卡拉系陡山沱组微体化石新材料

埃迪卡拉纪(震旦纪)是早期多细胞生物起源与辐射的重要地质时期,磷酸盐化保存的微体化石则是研究该时期生命演化的重要窗口。目前对我国扬子地台埃迪卡拉系陡山沱组磷酸盐化微体化石的研究主要集中于贵州瓮安等地,其他地区的研究偏少。本次研究报道了保存于湖北保康白竹磷矿埃迪卡拉系陡山沱组磷块岩的微体化石。这些微体化石以三维磷酸盐化形式保存,种类丰富,共计14属21种,包括大型带刺疑源类Asterocapsoides sp.,Dicrospinasphaera sp.,Knollisphaeridium sp.,Mengeosphaera chadianensis,Tanarium conoideum,T.digi-tiforme,T.pilosiusculum,Tianzhushania sp.;球状化石Megasphaera inornata;球状蓝藻Archaeophycus yunnanensis,丝状蓝藻Cyanonema majus,Obruchevella minor,Salome sp.,Siphonophycus septatum,S.robustum,S.typicum,S.kestron;以及多细胞藻类Gremiphyca corymbiata,Thallophyca ramosa,Wengania exquisita,W.globosa。这些微体化石的发现,进一步丰富了白竹磷矿陡山沱组的化石组合,为华南扬子地台陡山沱组的生物地层对比提供了新的材料。     

现代鱼卵硅酸盐化模拟实验

扬子地台早寒武世和埃迪卡拉纪陡山沱期的地层中发现了大量保存精美的磷酸盐化球状化石,其中一些球状化石为硅化保存,它们为解释早期生命的起源和演化提供了宝贵的素材。在这些球状化石的种属分类和胚胎真伪等方面,不同的研究人员之间还存在较大的分歧。本文通过设计实验,以团头鲂鱼卵为材料,将团头鲂鱼卵注入不同浓度硅酸盐溶液中,观察鱼卵在不同溶液中的保存状态和硅化潜力。研究结果显示:团头鲂鱼卵硅化非常迅速,鱼卵最有利的保存环境是非碱性条件下的还原条件;在同一实验条件下,同一种属,不同形态的鱼卵和鱼卵的不同部分都可以保存下来。上述实验为球状化石的种属分类和真伪鉴定研究提供了有益参考,并为球状化石形成过程的探索提供了线索和思路。     

我国发现约6亿年前的古老动物 可能为迄今发现的最古老动物

我国古生物学家与美国专家近日对在贵州瓮安发现的胚胎化石研究认为,这个距今约6亿年的动物胚胎化石可能是迄今发现的最古老动物。     

陕南寒武系下部宽川铺组帽球状化石*

陕南寒武纪早期宽川铺组微体球状化石类型多样,如何正确辨别这些球状化石的生物属性是当前早期生命演化古生物学研究中的一个难点。我们在宽川铺组中发现了一类为数众多,具有一个或者多个不规则的帽状隆起结构以及翻边帽沿的帽状化石。研究表明这些帽状化石均为不完整的个体,其完整形态呈不规则的凹球形。根据帽球状化石帽身的数量和相对位置,这类化石可划分为"单帽型"、"双帽型"和"复帽型"三种类型。这些凹球状化石呈双层壳壁,内壁光滑,外壁粗糙。因为凹球状化石形态及其表面小孔与微体藻类、后生动物的胚胎以及壳体化石差异都非常显著,所以推测这类化石可能与带壳原生动物亲缘关系最为紧密。     

新元古代磷酸盐化外包型腔原肠胚化石在瓮安生物群中的发现北大核心

贵州瓮安埃迪卡拉纪陡山沱组(635—551Ma)上磷矿段保存了丰富的磷酸盐化动物胚胎化石,其中绝大多数为早期卵裂胚胎化石,原肠胚化石相对罕见。文中报道瓮安生物群中新发现的一种类似现代两栖动物胚胎的外包型腔原肠胚化石,并依据新的三维立体胚胎化石标本对瓮安陡山沱组原肠胚期动物化石的多样性及其可能的亲缘关系进行初步探讨,认为:1)"外包型腔原肠胚"和已有轴性分化的"外包型实体原肠胚"的发现为证明瓮安生物群中存在两侧对称动物提供了新的化石证据;2)"单极内陷型腔原肠胚"因胚体存在巨大空腔(囊胚腔和原肠腔)而难以被磷酸盐化精细保存,故在瓮安生物群中的化石记录稀少且亲缘关系不明;3)瓮安生物群中的"单极内移型腔原肠胚"和"分层型腔原肠胚"化石的可靠性尚有待更多的标本提供佐证。瓮安生物群中颇具多样性的原肠胚期动物化石为探索后生动物在晚新元古代的胚胎发育模式开拓了思路。     

鄂尔多斯盆地延长组长7段烃源岩中磷酸盐化的浮游绿藻化石

浮游藻类如绿藻、沟鞭藻、疑源类、硅藻等为具有强大初级生产力的营浮游生活的光合自养型原生生物,因其具有极强的生油能力,是主要的成烃生物。鄂尔多斯盆地三叠系延长组长73段是重要的烃源岩,其中的浮游藻类化石一直备受关注。本文使用偏光显微镜、荧光显微镜、扫描电镜及能谱分析仪对来自鄂尔多斯盆地正75GC-1井和高135井中三叠纪延长组长73段的216张烃源岩样品的薄片进行了观察,在其中发现了4种数量丰富的磷酸盐保存的球状微体化石:类型Ⅰ和类型Ⅱ微体化石大小为18～30μm,单核单细胞,化石周围可见较为清晰的膜壳;类型Ⅲ大小为80～120μm,化石周围具有膜壳,膜壳较清晰,内部可见大量2～14μm大小的磷酸盐化小圆球体;类型Ⅳ微体化石大小为90～120μm,具膜壳或不具,内部为大量2～18μm的磷酸盐化微米级群体充填。对化石形态和埋藏学分析认为它们是浮游绿藻化石在胶被结构、细胞结构及细胞群体尚未完全分解前被富含磷酸盐的流体渗透矿化作用形成的。经过与化石绿藻和现生绿藻的广泛对比,将其归属于绿藻门绿藻纲团藻目衣藻科、团藻科以及绿球藻目卵囊藻科,分别建立为4个新属,4个新种:球状拟鞭藻Pseudocar...     

小壳化石型化石在奥陶纪、志留纪的分布规律及其保存特征

小壳化石型(Small Shelly Fossils-style)化石作为产出于寒武纪以后,个体微小、原生或次生矿化(以磷酸盐化为主)的后生动物遗骸,常常以微体内核(microsteinkern)形式保存.它们的保存与寒武纪小壳化石的保存方式相同,可能都与古海洋的环境变化存在密切的联系,为古环境研究提供重要的线索.本文...     

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。     

瓮安陡山沱组磷块岩中球状绿藻化石繁殖机制的发现

贵州瓮安陡山沱组上段含磷地层中产有大量球状微化石,其中一些被鉴定为绿藻类分子。肖书海等认为这些被鉴定为绿藻分子的单细胞和多细胞球状化石中的Megaspharea和Parapandorina两属是动物卵和胚胎发育早期的化石。这一解释引起国际古生物学界的关注。然而,动物胚胎早期几次分裂非常迅速,可能在24小时或更短的时间内即达到64细胞分裂阶段,这使“动物胚胎”的解释蒙上难以捉摸的阴云。近年来。我们在实体标本的电镜扫描和岩石薄片研究中,观察到配子的存在和动孢子的释放,这是绿藻类繁殖的明显证据。在电子显微镜下,一个8细胞球状化石（Parapandorina raphospissa）（直径约600μm）的一个细胞中有若干特别的小球体：外形陀螺状,直径和高均约为20μm,一端平而具螺旋状“脊”样装饰。我们认为这是被磷酸盐化而保存下来的配子。在岩石薄片中,见到表面光滑的球状化石的切面（直径约260μm）中有一个圆形开口（直径100μm）,原生质凝缩后被磷酸盐化,与壁分离产生的孔洞中有连续的葡萄状磷质膜围绕,残余孔洞为白云石充填。另一个类似的切面（直径240μm）显示具有较厚的细胞壁,也有一个直径100μm的开口,成岩白云石的“塞子”中保存着一个直径约20μm的磷酸盐化的小球,清晰地显示从开口处向外释放的状态。它们很象是一个合子和正在释放的动孢子。Megaclonophycus onustus的似冷冻孢子直径较大,其形状和特片象M.inornata的细胞.推测Megaclonophycus onustus和M.inornata是同一类生物在不同生活周期阶段中保存的化石(图1).而以动孢进行繁殖和以亲孢子繁殖的微生物不是一类,按Bold和Wynne的分类应分别置于绿球藻目和小球藻目。上述材料表明,Megasphaera inornata和Parapandorina raphospissa具有无性和有性繁殖机制,显然不是动物卵或胚胎早期发育阶段所应有的特征。现生Pandorina通常包含8-16个细胞,行无性繁殖时每个细胞进行一系列分裂而成为一个似亲群体,似亲群体被释放出来而发育成一个成熟个体;行有性繁殖时,雌雄异体的Pandorina的每一个细胞都能转变为一个配子囊,释放出的配子结合或合子,然后发育成新个体。     

华南寒武纪奥斯坦型化石研究进展

传统的奥斯坦型(Orsten-type)化石是指三维磷酸盐化的、以软躯体保存为主的、微型蜕皮动物化石。它们代表着早寒武世到早奥陶世浅海小型底栖生物群中的蜕皮动物,是其它类型的保存方式(如布尔吉斯页岩型)难以保存的。奥斯坦型化石在西方有近半个世纪的研究历史,但是在中国却起步较晚,直到2005年才首次报道。中国的奥斯坦型化石在四个剖面的相关层位有产出,即湘西王村剖面上寒武统排碧阶、滇北硝滩剖面下寒武统第三阶、陕南张家沟剖面和川北新立剖面的下寒武统幸运阶。报道的化石类群包括丰富的甲壳动物Phosphatocopida,最古老的真甲壳动物,最古老的环神经动物,动吻动物门第一个化石属种,等等。虽然研究历史短,中国的奥斯坦型化石在揭示甲壳动物、环神经动物及蜕皮动物的起源和早期演化方面展现了重要的价值。     

闽台考古的重大发现——四万年前台湾海峡有古人类活动

20 0 1年 11月 5日至 6日 ,台湾台中“国立自然科学博物馆”研究员何传坤、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员祁国琴和她的丈夫、中国社会科学院考古研究所研究员韩康信三位长期从事闽台考古和台湾海峡古人类古动物研究的专家 ,到福建省东山县博物馆“闽台史前文化关系展室” ,联手进行“闽台化石考古研究” ,经过认真鉴定研究 ,惊喜地发现在 9支鹿角化石上有人类刻砍痕迹 ,证明了 4万年前台湾海峡就有古人类进行活动 ,并与这些动物共生存。同时对两岸化石进行比较研究 ,一致认为东山岛收集的各种动物化石与台湾收集的各种动物化石…     

扬子区晚震旦世动物化石新材料

扬子区晚震旦世地层中已有多种类型的动物及遗迹化石的报道。文中补充了不同地区和层位的骨骼及遗迹化石新材料,包括：江西上饶王家院陡山沱组顶部磷块岩中的磷酸盐化“十”字形骨针和云南晋宁王家湾灯影组上段隧石条带中的单轴双射硅质骨针,它们可能分属于钙质海绵和普通海绵类;贵州瓮安陡山沱组上段磷质白云岩中的可疑壳状化石;宜昌三斗坪金瓜墩陡山沱组下部（第二段）遗迹化石;瓮安陡山沱组上段及湖北南漳灯影组上段底部磷质硬底中的生物扰动构造。另外还报道了贵州清镇桃子冲剖面桃子冲组最底部的瓶状动物（Pro-tolagena limbata）化石,并认定桃子冲组与灯影组之间为假整合接触,其底界并无跨入震旦系的证据。     

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。     

湖北宜昌樟村坪埃迪卡拉纪陡山沱组磷酸盐化微体化石组合

保存于华南新元古代晚期陡山沱组中的磷酸盐化化石被认为与后生动物起源、真核生物演化有重要联系。位于鄂西黄陵隆起北缘的樟村坪地区,是华南最重要的工业磷矿产地之一,主要磷矿层属于埃迪卡拉纪地层,却鲜有磷块岩化石报道。此次研究利用钻孔样品的大量连续切片,在陡山沱组磷矿层中发现了丰富的保存精美的微体化石,化石组合包括可能的动物胚胎化石Megasphaera inornata;大型具刺疑源类Appendisphaerasp.,Cymatiosphaeroides kullingii,Dicrospinasphaera sp.,Ericiasphaera magna,Weissiella sp.;多细胞藻类Wengania globosa,W.exquisite,Sarcinophycus papilloformis,Thallophyca sp.,以及球状丝状蓝藻化石Archaeophycus yunnanensis,Cyanonema majus,Salome nunavutensis,Obruchevella minor,Siphonophycus kestron,S.typicum,S.robustum,S.septatum。这些微体化石的发现丰富了该区磷酸盐化化石资料,同时该化石组合面貌与黔中地区陡山沱组上磷块岩"瓮安生物群"以及峡东陡山沱组典型硅化生物群都具有相似性,化石层位的探讨也为华南不同沉积相区陡山沱组的地层对比提供了新的参考依据。