作者:沈春蕾 来源:中国科学报 发布时间:2022/3/11 9:51:59
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2021年度中国古生物学十大进展发布

 

3月10日,中国古生物学会在南京发布了“2021年度中国古生物学十大进展”评选结果。

本次入选的成果由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、中国科学院南京地质古生物研究所、北京大学、西北大学、中国地质大学(武汉)、河北地质大学等科研院所和高校领衔完成。

据悉,中国古生物学十大进展的评选活动旨在激发古生物学者的科研热情,宣传我国科技工作者在古生物学各个分支方向上所取得的具有国际影响力的高水平创新研究成果,同时促进我国古生物学的科学普及,推动古生物学研究、科学传播和化石保护工作。

中国古生物学会成立于1929年,至今已有90余年的历史,是国内成立最早的自然科学学术团体之一。自2017年始,“中国古生物学年度十大进展”的评选和发布工作已连续举办六届,每次评选受均到学界、社会广泛关注,促进了我国古生物学的发展。

2021年度中国古生物学十大进展详细内容:

进展一 解锁东亚长时间尺度下古人群动态演变和适应性基因演化

东亚北方末次盛冰期前后人群动态示意图(付巧妹供图)

长时间尺度下,尤其是末次盛冰期前后,东亚人群的系统性基因组研究尚属空白。针对该缺环,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员付巧妹联合云南大学、云南省文物考古研究所、山东大学、广西文物保护与考古研究所、平潭国际南岛语族研究院等研究团队,通过解析我国北方黑龙江、南方广西和福建等地距今约40000~300年的人类古基因组,揭示了东亚四万年来人群的动态遗传历史及特有适应性基因的选择机制,且在广西新发现一支迥然不同的古东亚人群,为探究东亚古人群复杂的演化模式提供了新的洞见,首次从遗传学角度探索人类与环境关系提供了重要证据。相关成果发表在《细胞》(Cell)上。

相关论文信息:

https://doi.org/ 10.1016/j.cell.2021.04.040

https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.05.018

进展二 化石证据揭示苔藓动物门起源于寒武纪早期

门房原始蜂巢虫Protomelission gatehousei 生态复原图 (张志飞供图)

寒武纪大爆发是地球上已知的最为宏伟的两侧动物生命爆发事件,在5.3亿年前后的地层中突然爆发性地出现了包括脊椎动物在内的几乎所有的现生动物的早期祖先代表,其中不乏大型的捕食者和奇异的各种动物类型。但地质历史中非常重要的动物门类——苔藓动物门,在寒武纪却一直缺乏确凿的化石记录。该门类个体微小,群体生活、模块化生长,生态复杂,因此被认为是奥陶纪大辐射的产物。

西北大学早期生命研究团队教授张志飞带领的国际科研小组,通过酸蚀处理技术在陕南镇巴县小洋镇小洋坝剖面灯影组西蒿坪段,发现了地球已知最早的苔藓动物(苔藓虫)化石,研究发现两侧动物模块化生长和群落分布比想象的要早得多,表明现代苔藓虫可能起源于群居的祖先类型而不是单体生活祖先。该化石的发现进一步支持了中国科学院院士舒德干团队提出的“地球动物树成型和三幕式寒武纪大爆发”假说,完善了寒武纪地球动物树历时四千万年的构建过程,有效地衔接了地球动物三大亚界(基础动物、原口动物和后口动物)爆发性、分阶段出现的化石证据链。这一发现将苔藓动物门的地质历史从奥陶纪前推到寒武纪大爆发早期,前推至少5000万年。相关成果发表在《自然》(nature)上。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-021-04033-w

进展三 热河哺乳形动物的挖掘趋同演化与脊柱的演化发育意义

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中国掘兽和陈氏掘尖齿兽正型标本(毛方园供图)

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副研究员毛方园团队在《自然》(Nature)杂志上报道了早白垩热河生物群两个掘地穴居的哺乳形新属种。研究表明,穴居和挖掘适应在哺乳形动物中独立演化了多次;除了肢骨的特化,还伴有椎体的形变和量变;从中生代开始,哺乳动物躯干的多样性表型变化,已形成了具有一定可塑性的发育机制,并保持到现生种类中;在此机制下,物种为适应自然选择产生的生态习性和生物力学需求,形成了哺乳形类身体躯干的多样性。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03433-2

进展四 内蒙古早白垩世新化石揭示被子植物起源之谜

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内蒙古早白垩世具托斗种子植物(史恭乐供图)

中国科学院南京地质古生物研究所研究员史恭乐领衔的国际研究团队,2021年5月在《自然》杂志发表了有关被子植物起源的最新研究。被子植物起源是演化生物学最重要的科学问题之一。化石记录显示被子植物在早白垩世突然大量出现,达尔文对此困惑不解,称之为“讨厌之谜”。研究团体在我国内蒙发现了一个早白垩世硅化植物群。植物群中一种新的绝灭种子植物,其包裹种子的弯曲托斗类似被子植物原始类群倒生胚珠的外珠被。谱系发育分析显示内蒙具托斗植物和具有相似弯曲托斗的绝灭种子植物是被子植物的近亲。这一大类被子植物近亲类群可追溯至晚二叠世,表明被子植物的祖先类群在距今约2.6亿年就已经出现。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03598-w

进展五 古生物脂类对不同古气候因子的重建和示踪

南海深水沉积物脂类氢同位素值与亚洲内陆干旱半干旱区的一致,说明它们之间存在关联。

(谢树成供图)

古生物对古气候变化相当敏感,但很难实现古温度和古湿度这两类不同因子的精准分离,也难以识别大气粉尘的远程输送源区。由中国地质大学(武汉)教授谢树成带领的研究团队在这方面取得创新性成果。他们利用细菌、古菌等地质微生物以及植物脂类分子分别建立了示踪这些不同古气候因子的原创性代用指标,为地球生物学服务全球变化领域开拓了新方向,显示了地质微生物在地球科学领域具有广阔的应用前景和很强的科学传播价值。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.epsl.2021.116882

https://doi.org/10.1016/j.gca.2021.03.010

https://doi.org/10.1029/2020GL091853

进展六 晚古生代化石宝库“植物庞贝城”系统研究

“植物庞贝城”北部沼泽森林面貌复原图(王军供图)

煤作为一种植物化石能源,被誉为黑色的金子、工业的粮食,是18世纪以来人类使用的主要能源之一。那么,形成煤的远古森林包括哪些植物?森林的面貌是怎样的呢?

中国科学院南京地质古生物研究所研究员王军带领团队开展“植物庞贝城”的研究工作。“植物庞贝城”是位于中国内蒙古乌达煤田一座珍贵的早二叠世沼泽森林化石宝库,该研究揭示了石炭—二叠纪成煤沼泽森林的物种构成和森林实际面貌。其中对于华夏植物群特色分子瓢叶目植物的相关研究,明确了其属于前裸子植物的系统分类位置,解决了一个困扰古植物学界200年的难题。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1073/pnas.2013442118

进展七 雪球地球冰期结束后全球古海洋环境的精细刻画

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位于贵州铜仁Marinoan冰期盖帽碳酸盐岩之下的纹层状粉砂岩(沈冰供图)

真核生物在成冰纪雪球地球消融后的辐射演化揭示了极端气候对生命演化的促进作用。

北京大学教授沈冰带领的联合研究团队,对我国华南的冰期地层开展了系统研究,高精度重建了全球冰期消融时海洋环境的变化。研究揭示了雪球地球结束后海洋中活跃的甲烷生成与释放、大气氧气浓度升高和海水缺氧硫化状态的消失,精细刻画了冰期结束过程海洋生物地球化学循环的演化,对于揭示早期真核生物辐射演化的古环境背景具有重要科学意义。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41467-021-21114-6

https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103666

https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2021.103672

进展八 古—中生代之交大气CO2浓度升高与陆地生态系统扰动

二叠纪—三叠纪之交陆相地层中的石松类孢子四分体,来自岩心ZK4703(楚道亮供图)

研究重大地质转折期生物与环境的相互作用和协同演变能够为预测当代全球变化趋势提供科学参考。中国地质大学(武汉)主导的合作研究团队通过解析我国陆相地质记录中的生物与环境信息,揭示了古—中生代之交大气二氧化碳浓度(pCO2)升高背景下的陆地生态系统扰动过程。该团队重建了二叠纪—三叠纪之交pCO2的连续变化趋势,发现pCO2由灭绝前的420 ppmv升高到2500 ppmv,温室气体的剧增引起升温和季节性干旱,伴随着植物的灭绝发生了频繁而高强度的野火事件。此外,在重金属元素富集层位发现了石松类孢子四分体含量急剧升高的现象。该成果有助于全面认识古—中生代之交气候演变和陆相生物灭绝以及生理学响应之间的联系,同时对定量研究地质历史时期的地球气候敏感性有着重要意义。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1130/G48333.1

https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7

进展九 中国发现晚更新世一个新人种:龙人及其独立第三演化支序

龙人生态复原图(赵闯绘)

龙人(Homo longi sp. nov.)因在中国东北哈尔滨市发现的更新世古人类头骨化石而命名,距今15~31万年,为研究智人起源和人类演化提供了至关重要的证据。该成果由河北地质大学教授季强等领衔的国际合作研究团队完成,三篇成果发表于The Innovation。龙人以及陕西大荔人、辽宁金牛山人、安徽华龙洞人、青藏高原夏河人等古人类构成了东亚地区特有的一个独立的演化支系(第三演化支系),与智人支系为姊妹群关系,即二者有一个共同的祖先。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100132

https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021. 100130

https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100131

进展十 青藏高原柴达木盆地典型埃迪卡拉

科研团队在野外发现第一块埃迪卡拉化石(南古所供图)

埃迪卡拉化石是寒武纪大爆发前夕非常重要的一类宏体软躯体生物化石。由中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队领衔,以及北京大学、成都理工大学组成的合作研究团队于2021年10月1日在《地质学》(Geology)上报道了第二次青藏科考的过程中在柴达木盆地发现的典型埃迪卡拉化石。这是在中国西北地区首次发现的埃迪卡拉生物群产地,也是迄今为止在青藏高原发现的最古老的化石生物群。全吉山地区元古宙地层序列的综合分析对比为探讨柴达木板块和华北板块在前寒武纪末期的古地理关系及当时全球古地理格局提供了重要的证据。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1130/G48842.1

 
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