化石

化石

早期多細(xì)胞生物演化新進(jìn)展

多細(xì)胞宏體生物的出現(xiàn)是地球生命進(jìn)化史上極為重要的革新事件。生物多細(xì)胞化以后，才有細(xì)胞的分化，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)器官的分化以及各種功能和形態(tài)的出現(xiàn)。在現(xiàn)今生物圈中，包括我們?nèi)祟愒趦?nèi)的所有肉眼可見的生命，幾乎都是多細(xì)胞宏體生物，它們?cè)谏镒V系樹上屬于真核生物一枝，也是我們常說的“高等生命”。在地質(zhì)歷史中，自寒武紀(jì)至今，這些高等生命是地球生物圈的主體，但它們是何時(shí)，在何種環(huán)境背景下以何種形態(tài)由單細(xì)胞生物演化而來？要回答這些問題，只有保存在古老巖層中的生物化石才能提供最直接的證據(jù)。

海藻化石

在地球生命歷史中，已知最古老的宏體真核生物組合是“埃迪卡拉生物群”，其中，產(chǎn)自加拿大北部距今5.79-5.65億年的“阿瓦隆生物群”（Avalon biota）出現(xiàn)的年代最早。而在此之前，可靠的宏體真核生物化石極為稀少，大家也普遍認(rèn)為那個(gè)時(shí)期的真核生物主要是微體的，地球大氣圈中的氧氣含量也不足以支持宏體真核生物的大量發(fā)展。

最近，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所的袁訓(xùn)來研究員等，通過對(duì)安徽省休寧縣藍(lán)田鎮(zhèn)附近的“藍(lán)田生物群”進(jìn)行了大量的挖掘和深入研究，對(duì)早期宏體真核生物的演化和環(huán)境背景帶來了新的認(rèn)識(shí)。

（1）產(chǎn)自埃迪卡拉紀(jì)早期藍(lán)田組黑色頁巖中的“藍(lán)田生物群”是迄今最古老的宏體真核生物群，時(shí)代限定在距今6.35—5.8億年之間，早于以往報(bào)道的所有埃迪卡拉生物群。

（2）該生物群不但包含了扇狀、叢狀生長的海藻，也有具觸手和類似腸道特征、形態(tài)可與現(xiàn)代腔腸動(dòng)物或蠕蟲類相比較的后生動(dòng)物。根據(jù)已有的發(fā)現(xiàn)，至少能識(shí)別出15個(gè)不同形態(tài)類型的宏體生物。它們形態(tài)保存完整，絕大部分類型具有固著裝置，表明它是一個(gè)底棲固著生長的宏體生物群。

（3）保存化石的頁巖微細(xì)層理發(fā)育，沒有發(fā)現(xiàn)任何水動(dòng)力沉積和搬運(yùn)的跡象，表明“藍(lán)田生物群”為原地埋藏保存，它們的生活環(huán)境應(yīng)該在最大浪基面之下、透光帶之中。根據(jù)當(dāng)時(shí)的古地理位置，以及參考現(xiàn)代海洋環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)，“藍(lán)田生物群”應(yīng)該生活在靜水環(huán)境，水深在50米至200米之間。

該研究顯示了在新元古代“雪球地球”事件剛剛結(jié)束后不久，形態(tài)多樣化的的宏體真核生物，包括海藻和后生動(dòng)物就發(fā)生了快速的輻射。同時(shí)也意味著，這個(gè)時(shí)期大氣圈中的氧氣含量有了明顯的升高，較深部海水已經(jīng)由“雪球地球”之前的還原狀態(tài)轉(zhuǎn)變成了間歇性的氧化狀態(tài)，為宏體真核生物的生存提供了條件。藍(lán)田生物群為早期復(fù)雜宏體生命的研究打開了一個(gè)新窗口。（Nature.2011,470:390-393）

可能的動(dòng)物化石

單指恐龍

奔龍類是獸腳亞目與鳥類親緣關(guān)系最近的一類恐龍，對(duì)于認(rèn)識(shí)鳥類的起源至關(guān)重要，因此倍受研究者的關(guān)注。蒙古和中國晚白堊世的牙道黑達(dá)組、烏梁素海組和同期地層是重要的奔龍產(chǎn)地，先前報(bào)道過蒙古迅猛龍（Velociraptor mongoliensis）、奧氏伶盜龍（Velociraptor osmolskae）、白魔龍（Tsaagan mangas）、大黑天神龍（Mahakala omnogovae）和精美臨河盜龍（Linheraptor exquisitus）。其中“精美臨河盜龍”體長大約2.5米，體重約25公斤，是一個(gè)奔跑能力很強(qiáng)，非常敏捷的獵食性恐龍。從演化角度看，它代表后肢細(xì)長的原始馳龍類和相對(duì)粗壯的進(jìn)步馳龍類當(dāng)中的過渡環(huán)節(jié)。“精美臨河盜龍”生活在大約8000萬年前的巴音滿都乎地區(qū)，這里已成為我國白堊紀(jì)晚期最重要的恐龍化石點(diǎn)之一。然而就在精美臨河盜龍發(fā)表后不久，研究者又報(bào)道了一種產(chǎn)自烏梁素海組的新恐龍——單指臨河爪龍（Linhenykus monodactylus）。單指臨河爪龍化石產(chǎn)自內(nèi)蒙古臨河市附近化石豐富的地層，可以追溯到7500萬到8400萬年前。單指臨河爪龍屬于阿爾瓦茲龍超科，是獸腳類恐龍的一個(gè)分支。其體型只有鸚鵡大小，長幾十厘米，體重不足500克。最奇特的是，單指臨河爪龍的前肢上只有一個(gè)手指，世界上首次發(fā)現(xiàn)的只發(fā)育一個(gè)手指的恐龍。研究者推測(cè)其功能可能是用于掘開蟻穴獲取食物。手指退化是動(dòng)物進(jìn)化中常見的現(xiàn)象，例如一些獸腳類恐龍逐漸退化了其中兩個(gè)手指，變成了三指動(dòng)物，并最終演化成鳥類。但臨河爪龍代表一種更加極端的情況，只剩下一個(gè)手指，它的發(fā)現(xiàn)揭示了獸腳類恐龍手部形態(tài)的多樣性和復(fù)雜性。（www.pnas.org/cgi/doi/10. 1073/pnas.1011052108）

翼龍的性別

翼龍是中生代空中的霸主，大約生活于2.2億年前到6500萬年前。盡管也被稱為龍，但翼龍并不屬于恐龍。隨著我國熱河生物群大量保存精美的化石的發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家對(duì)于這類滅絕動(dòng)物的認(rèn)識(shí)取得了巨大的進(jìn)步。最近，我國翼龍類研究專家呂君昌同合作者在遼寧西部發(fā)現(xiàn)了一保存完好的成年翼龍化石以及一枚與其在一起的蛋。這一成年恐龍屬于達(dá)爾文翼龍（Darwinopterus），與先前發(fā)現(xiàn)的其他個(gè)體相比，新標(biāo)本一個(gè)最重要特征就是它擁有較大的骨盆。因?yàn)榇菩砸a(chǎn)卵，因此需要稍微大一點(diǎn)的骨盆。此外，它的頭部沒有羽冠，而其他達(dá)爾文翼龍的頭部都有一個(gè)巨大的羽冠。據(jù)此，研究者能夠確切地判別它們的性別，即雄性臀部較小，但長有巨大的羽冠，雌性沒有羽冠，但臀部較大。此次發(fā)現(xiàn)的標(biāo)本可以追溯到1.6億年前，研究者還將其命名為“T夫人”(“翼龍夫人”的縮寫)。蛋殼的狀態(tài)表明，它發(fā)育得相當(dāng)完好，這也意味著“T夫人”肯定是臨死前才產(chǎn)下了這枚蛋。此外，“T夫人”的左前肢受過傷，它很明顯遭遇了某種意外事故。這可能是風(fēng)暴或火山爆發(fā)，導(dǎo)致“T夫人”從空中跌落下來并沉入了湖底，遂和蛋一起形成化石。（Science 2011，331：321-324）

翼龍雌雄對(duì)比：雄性頭部長有巨大的羽冠，而雌性則沒有羽冠。

侏羅紀(jì)虛骨龍新屬種

最近，研究者報(bào)道了產(chǎn)自新疆五彩灣石樹溝組上部的一種基干虛骨龍類新恐龍，其生活年代為晚侏羅世早期。為了紀(jì)念清朝的軍事家左宗棠將軍，新恐龍被命名為薩利氏左龍（Zuolong salleei）。左龍是最古老的保存有頭骨和頭后骨骼的虛骨龍類之一，比其他侏羅紀(jì)原始虛骨龍類更完整。左龍的發(fā)現(xiàn)不僅增加了古生物學(xué)家對(duì)早期虛骨龍類形態(tài)的了解，還增加了五彩灣地區(qū)獸腳類恐龍的多樣性。左龍的分類也顯示了，在中國晚侏羅世早期的獸腳類恐龍群比其他同期化石層物種更加豐富。（Journal of Vertebrate Paleontology. 2010, 30: 1773-1796）

埃迪卡拉紀(jì)古海洋溫度

埃迪卡拉紀(jì)是多細(xì)胞動(dòng)物出現(xiàn)的關(guān)鍵時(shí)期，主流觀點(diǎn)認(rèn)為多細(xì)胞動(dòng)物出現(xiàn)與氧氣濃度的升高相關(guān)。而氧氣在海水中的溶解會(huì)受到海水溫度和鹽度的控制，過高的溫度和鹽度會(huì)抑制氧氣在海水中的溶解，因此海水溫度就成了多細(xì)胞動(dòng)物演化的一個(gè)關(guān)鍵因素并成為國際研究的熱點(diǎn)。最近研究者通過對(duì)保存在四川地區(qū)埃迪卡拉系燈影組中原始沉積石鹽中的原生包裹體進(jìn)行研究，準(zhǔn)確地測(cè)定了該時(shí)期的海水溫度。結(jié)果顯示，埃迪卡拉紀(jì)海水溫度已與現(xiàn)今同緯度海水溫度范圍相似，該時(shí)期同時(shí)也是全球鹽沉積的一個(gè)高峰，大量的鹽沉積降低了海水的鹽度。在合適的鹽度和溫度下，埃迪卡拉紀(jì)晚期的海洋環(huán)境為多細(xì)胞動(dòng)物的演化鋪平了道路。（Precambrian Research, 2011,184：63-69）■

前寒武紀(jì)石鹽中的包裹體