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寄自远古地球的十封信

2018-02-22 10:12 来源:科技日报

  白垩纪中期巨须隐翅虫与蘑菇的生态复原图图片由受访者提供

  全球首次发现的三维立体胚胎化石揭开了神秘的翼龙有哪些不为人知的生活习性,堪称腕足动物“大百科”的属志研究有什么重要价值,古人类头骨长啥样,古老的树木如何生长……

  近日,中国古生物学会在南京发布“2017年度中国古生物学十大进展”评选结果。《发现翼龙伊甸园,揭秘翼龙生命史——大量3D翼龙蛋和胚胎首次发现》《中国显生宙腕足动物属志》《中国许昌发现的晚更新世古老型人类头骨化石》等十项研究成果上榜。这十大进展,不仅具有重大科学价值、有助于探究生命起源和演化的奥秘,而且推动了公众对地质历史时期生命演化历程的认识。

  3D化石穿越亿年回到“翼龙伊甸园”

  “当时这一地区是一个大型湖泊,雨量充沛,气候相对温暖,翼龙就生活在大型湖泊边缘,以湖中大量的鱼类为食,把它们的蛋产在湖岸边的沙滩中。”中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员汪筱林描绘了距今约1.2亿年前的早白垩世,新疆哈密戈壁雅丹地区的“翼龙伊甸园”。

  汪筱林团队经过10余年连续的野外科考,在新疆哈密发现并抢救性采集了恐龙化石标本,其中有215枚翼龙蛋,其中16枚翼龙蛋含有三维立体(3D)的胚胎化石,这是世界上首次发现3D翼龙胚胎,也是“翼龙研究200年来最令人激动的发现之一”。

  “翼龙不是会飞的恐龙,它们两者关系比较近,有共同的祖先,从距今约2.2亿年前的三叠纪晚期几乎同时在地球上出现,在6500万年前的白垩纪末期同时绝灭,在地球上生存了约1.6亿年。两者占据不同的生态空间,翼龙是飞行动物,空中霸主,以食鱼为主,也有少量类群吃昆虫和植物等。”汪筱林说。

  此次发现的天山哈密翼龙,胚胎、幼年、亚成年和成年个体都有很多,而且发现大量的雌雄个体,组成一个白垩纪翼龙伊甸园。根据化石推测,哈密翼龙最大翼展可达3.5—4米左右。

  但是,科研人员发现翼龙小时候“会走不会飞”。通过扫描3D胚胎,可以看出它们的后肢发育速度比前肢快,孵化之后只能走不能飞,牙齿还没有萌出,还不能主动觅食,需要父母照料。

  据汪筱林推测,这些翼龙遇到突发的风暴,导致湖边的、湖底的物质和岸边湿润沙子里的翼龙蛋等卷在一起,被快速地搬运、沉积和埋藏。而翼龙骨骼分散但完整,则说明它们是带着皮肉被埋藏的。

  30年不离不弃书写中国腕足动物“四库全书”

  由中科院院士、南古所研究员戎嘉余主编的《中国显生宙腕足动物属志》,也被评为十大进展之一。

  这本用英文编撰的中国腕足动物化石属志,涉及的化石记录来自显生宙的古生代(寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪)和中生代(三叠纪、侏罗纪和白垩纪)共9个纪的海相地层中,跨越了约4.5亿年的地质历史,涵盖了1883年至2015年间根据中国材料创建的757个腕足动物属。

  腕足动物是生活在海底的有壳无脊椎动物。它曾经是海洋中个体最丰富、多样性最高、分布最广的优势类群,但目前仅在少数海域才有零星分布。腕足动物群频繁演替的兴衰史,称得上是地球生物宏演化过程的一个缩影。

  “腕足动物生活在古生代海域深约200米以内的海底,基本不动。因此,它能精确反映沉积盆地的演化史,对板块运移布局变化有很强的指示意义。”该书副主编、中科院南京地质古生物研究所副所长詹仁斌说。

  詹仁斌介绍,中国是腕足动物化石赋存的大国,中华人民共和国成立后,在大规模地质调查中,发表了大批论文,创建了中国很多特有的新属,但由于历史原因,这些科研发现多未与国际同行形成互动,存在重复研究现象,且论文多以中文发表或仅附英文摘要,国外学者也无法了解中国腕足动物的研究成果。

  为了摸清家底,1986年金玉玕院士提议并开展长达8年的分工写作。但由于种种原因,1995年编写工作被搁置。2008年,戎嘉余院士领衔,沈树忠院士、詹仁斌研究员等一批中青年通力合作再次聚焦该志书的编写,最终于2017年初完成。

  本着“一个都不能少”的原则,该书将所有依据中国材料建立的757个属级分类单元,全部收录进来,逐个给予编号、按规范记录并展示其模式种的图影。为国内外同行进行全球总结和宏演化研究提供了不可多得的可靠资料。

  10万年前头骨揭示中欧人种曾有基因交流

  他们不是早期现代人、不是尼安德特人、不是海德堡人,也不是直立人。他们是一种新的古老型人类,目前还无法将其归入任何已知的古老型类群之中。他们是谁?许昌人!

  中科院古脊椎动物与古人类研究所李占扬、吴秀杰研究员率领的科研团队于2017年3月,在《科学》上发表研究成果:河南许昌发现了新型古人类头骨化石。研究显示,在距今10.5万年至12.5万年前,中国境内生存着一群体质特征非常特殊的古老型人类——许昌人,他们的头骨呈现出更新世晚期人类、东亚中更新世直立人以及欧洲尼安德特人的混合特征。这表明,在当时,中国境内可能并存着多种古人类群体,不同群体之间有杂交或者基因交流产生。

  “许昌人为中国古人类演化的地区连续性以及与欧洲古人类之间的交流提供了一定程度的支持。”中国古生物学会秘书长王永栋研究员说。

  据介绍,“许昌人”古人类头盖骨化石是在河南省许昌市的灵井旧石器时代遗址发现的。2005年至2016年,河南省文物考古研究院研究员李占扬领导的考古队对灵井遗址展开了连续12年的挖掘,发现了45件人类头骨碎片化石,包括完整的枕骨、部分顶骨、眉脊和颅底骨等,骨骼多数可拼接复原。经过科学家们拼接复原,一共发现了多个许昌人。

  “许昌人头骨在枕圆枕上凹和颞骨内耳迷路半规管的形态上与欧洲的尼安德特人相似,暗示了两个人群之间基因交流的可能性。”王永栋说。

(责任编辑:王蔚)

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