近日，記者從中國地質大學（武漢）獲悉，由該校宋海軍教授團隊主導，多個國內和國際科研機構聯合研究成果《中生代一個新的特異埋藏化石庫——貴陽生物群，揭示現代類型海洋生態(tài)系統(tǒng)》在《Science》（《科學》）雜志發(fā)表。
貴陽生物群發(fā)現于我國貴州省貴陽市及其周邊，埋藏時期距今2.508億年，是目前全球中生代最古老的一個特異埋藏化石庫，距離地球歷史上最大的一次生物大滅絕事件：二疊紀-三疊紀之交生物大滅絕僅過去了約1百萬年的時間。該重大發(fā)現為我們理解最大規(guī)模滅絕之后的生命恢復速度和模式提供了新的認識。
在漫長的生命演化歷史中，古生物學家將顯生宙（約5.4億年前至今）的海洋生物分為三大演化類群，分別是以三葉蟲為主導的寒武紀演化生物群；以固著生物如腕足動物，四射珊瑚為主的古生代演化生物群；以及以軟體動物，魚類等移動型生物為主的現代演化生物群。如今我們餐桌上常見的海鮮基本都屬于現代演化生物群。從古生代演化生物群轉變?yōu)楝F代演化生物群就發(fā)生在二疊紀-三疊紀之交生物大滅絕前后。但是由于化石記錄的不完備性，我們對于這次轉變的過程和機制認識尚淺。
顯生宙三大演化類群和五次大滅絕
顯生宙一共發(fā)生過五次生物大滅絕事件，其中二疊紀-三疊紀之交生物大滅絕事件是最為嚴重的一次。這次生物大滅絕不僅造成了超過80%海洋生物物種滅絕，同時還促使海洋生態(tài)系統(tǒng)從古生代類型向現代類型轉變，并伴隨著現代類型海洋中多個主要類群的起源或者多樣化，如輻鰭魚類、十足目。在大滅絕之后的早三疊世（2.519–2.476億年前），海洋環(huán)境異常惡劣，出現多次缺氧、酸化事件；全球氣候異常，出現極端高溫現象，赤道地區(qū)年均溫度可能超過35℃。因此，在這樣異常的氣候和環(huán)境條件下，生物復蘇通常被認為非常緩慢，這一觀點得到了大部分早三疊世海洋化石記錄的證實。當時的海洋生物通常以低多樣性和高豐度，且個體較小的機會種或者災難種為主。前人認為，生態(tài)系統(tǒng)復蘇是從初級消費者到頂級捕食者逐級緩慢完善的一個過程，完整的海洋生態(tài)系統(tǒng)直到中三疊世（大滅絕后約8百萬年）才出現。但是，這一觀點仍有爭議。
為了揭示二疊紀-三疊紀之交這一特殊且重要時期生物與環(huán)境協(xié)同演化關系，宋海軍教授領導的三疊紀地球生物學團隊在我國華南多省長期堅持開展了近15年的野外工作，并取得了一系列重要研究成果，如揭示了二疊紀-三疊紀之交生物的滅絕模式。而這次貴陽生物群這一重要發(fā)現可以追溯到2015年春天的一次野外踏勘工作。當時宋海軍教授帶隊在貴陽附近進行野外踏勘工作，尋找早三疊世海洋生物化石。其指導的學生代旭在一塊黑色頁巖發(fā)現了一枚非常奇特的化石碎片（圖1），后來經鑒定為龍蝦化石碎片。而這樣的化石在早三疊世海相地層中是非常罕見的，因為通常我們發(fā)現的都是一些以異常富集且物種單一雙殼類化石為主。因此這一枚龍蝦化石碎片的發(fā)現引起了團隊的重點關注。之后，由代旭博士等人帶隊從2015年至2022年每年都在該地區(qū)開展野外工作，陸續(xù)發(fā)現了大量多門類化石，由此便開始揭開了貴陽生物群的冰山一角。
貴陽生物群中發(fā)現的第一枚化石，龍蝦碎片（拍攝：代旭）
化石采集（拍攝：代旭）
用來確定地層時代的菊石（拍攝：代旭）
用來確定地層的牙形石化石（拍攝：白若雨）
貴陽生物群結核中精美保存的魚化石（拍攝：代旭）
腔棘魚化石（拍攝：代旭、袁志偉）
有孔蟲、海綿骨針、放射蟲（拍攝：代旭、劉雨婷）
截至目前，貴陽生物群中已經發(fā)現了包括硬骨魚、軟骨魚、牙形動物、海綿動物、雙殼、菊石、腹足、蝦類、原蟹、放射蟲、有孔蟲等十幾個大類，總計達40種不同的生物。從生態(tài)上看，貴陽生物群的營養(yǎng)金字塔已經很完整，從大到近1米長的頂級捕食者腔棘魚，到小到100微米左右的初級消費者有孔蟲，各個營養(yǎng)級均有代表。此外還有發(fā)現有大量糞便化石，表明當時的食物網已經較為復雜，生態(tài)結構已經很完善。
三疊紀生物群多樣性和物種組成對比
貴陽生物群生態(tài)復原圖（楊定華繪）
貴陽生物群中大量出現了魚類和蝦類化石，其中一些蝦類，如龍蝦，是目前已知的最老化石記錄。這兩個主要類別是現代海洋中最為豐富和重要的類群，同時這兩大類在中生代海洋革命中作為捕食者扮演重要的角色。因此貴陽生物群的發(fā)現表明現代類型的海洋生態(tài)系統(tǒng)在大滅絕之后約1百萬年的時間內就已經初具雛形，并且指示中生代海洋革命的時間可能也比以往的認識更為提前。
貴陽生物群對理解早三疊世生物古地理也提供了新認識。早三疊世是一個異常高溫的時期，高溫迫使陸地上的四足動物向兩極遷移，同時期海洋中也存在一個赤道地區(qū)魚類化石記錄的空缺。貴州省在早三疊世位于古赤道地區(qū)，因此貴陽生物群中大量的魚類化石表明當時赤道地區(qū)的溫度在魚類的耐受限度之內，這會讓我們重新認識當時的古氣候狀況、生物生理耐受性，以及極端氣候條件下生物與環(huán)境之間的相同演化關系。
（中國日報湖北記者站 周荔華 劉坤）
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