科研进展----中国科学院南京地质古生物研究所

深度学习解码昆虫翅膀的演化规律
近日，中国科学院南京地质古生物研究所（与法国国家自然历史博物馆）联培博士生彭安骋在研究员王博和教授Frédéric Legendre的指导下，与东南大学计算机科学与工程学院关仕涵博士、英国牛津大学自然历史博物馆Corentin Jouault博士等学者合作，基于南京地质古生物所大数据中心的数据库和算力平台，研发了基于深度学习方法的形态分析框架HAIKA系统。研究团队以1000余幅现生和化石昆虫前翅图像为基础，综合运用自监督深度学习、形态空间分析、系统发育分析和祖先状态重建等方法，将标准化图像转化为可解释的连续形态性状矩阵。形态学数据是解析生物演化、重建生命之树的重要依据，也是将化石纳入演化分析的关键线索。然而，与快速积累的分子数据相比，形态数据的获取和量化仍高度依赖人工，不仅工作量大，还容易受到观察者经验和预设分类框架的影响。近年来，人工智能方法为大规模形态分析提供了新思路，但模型究竟从图像中学到了什么、这些特征能否用于系统发育和宏演化研究，仍缺乏清晰检验。近日，中国科学院南京地质古生物研究所（与法国国家自然历史博物馆）联培博士生彭安骋在研究员王博和教授Frédéric Legendre的指导下，与东南大学计算机科学与工程学院关仕涵博士、英国牛津大学自然历史博物馆Corentin Jouault博士等学者合作，基于南京地质古生物所大数据中心的数据库和算力平台，研发了基于深度学习方法的形态分析框架HAIKA系统。研究团队以1000余幅现生和化石昆虫前翅图像为基础，综合运用自监督深度学习、形态空间分析、系统发育分析和祖先状态重建等方法，将标准化图像转化为可解释的连续形态性状矩阵。研究发现，膜翅目昆虫（例如：蜂和蚂蚁等）的翅形与翅脉复杂度具有不同的演化速率，二者的变化也并不总与寄生、真社会性等关键生态转变同步。该研究探讨了一个普适性的形态学问题，即宏观表型演化是否总与重要的生活史转变耦合。HAIKA为表型分析提供了一种可扩展的图像驱动路径，用于量化表型演化、纳入化石证据，并将形态数据整合进大规模生态与演化分析。HAIKA不仅可以编码形态学信息，还通过注意力热图显示驱动模型表征生成的具体区域。对昆虫翅膀数据集的分析结果显示，HAIKA主要关注翅缘、翅脉及翅脉交汇点等具有系统学意义的结构。为了评估HAIKA的性能，研究团队将其与14种常用深度学习网络及4类传统形态描述方法进行了比较。在聚类和降维测试中，HAIKA在多数指标上表现更好，能够在保留原始图像信息的同时形成结构更清晰的形态空间。以K均值聚类为例，HAIKA在轮廓系数、Calinski–Harabasz指数和Davies–Bouldin指数三项指标上均取得最优结果。研究团队进一步分析了610幅覆盖主要有翅昆虫类群的翅图像，以及405种膜翅目昆虫的翅图像。模型在没有使用分类标签进行特征提取的情况下，仍能在形态空间中区分主要昆虫支系及膜翅目内部类群。随后使用已知分类信息进行线性判别分析时，结果表明，HAIKA提取的图像特征包含稳定的分类学信息，也能识别趋同演化造成的形态重叠。为检验这些连续性状能否参与系统发育重建，团队选取61个膜翅目类群，将HAIKA生成的64维连续矩阵与包含343个传统离散性状的矩阵分别分析，并进一步构建联合矩阵。研究人员对连续性状设置了总权重限制，并通过删除重复的翅部离散性状开展敏感性分析，以避免模型特征数量过多而主导结果。联合矩阵恢复了约80%的参考节点，明显高于仅使用传统离散性状时约50%至65%的恢复比例。结果表明，图像中自动提取的连续形态信息可以补充传统性状。在宏演化分析中，研究团队进一步分析了169种膜翅目昆虫。HAIKA提取特征的前两个主成分解释了74.5%的形态变异，其中第一主成分主要对应翅形，第二主成分主要反映翅脉复杂度。两类性状均具有显著的系统发育信号，但演化速率并不相同：翅形的估计演化速率约为翅脉复杂度的1.7倍。这表明昆虫翅并非作为单一整体同步变化，外形和翅脉可能受到不同的功能需求与结构约束。研究结果显示，较大的翅形或翅脉变化并不总与寄生、真社会性或采粉等关键生态转变同步。寄生生活的出现及细腰结构的形成与部分明显变化相伴，多个寄生蜂支系也独立出现翅脉简化；相比之下，蜜蜂、蚂蚁和胡蜂等针尾类群的重要生态和行为创新，多数只伴随中等或局部的翅形变化。研究人员据此认为，膜翅目翅的演化取决于生态需求、祖先形态和生物力学约束的共同作用。这项研究建立了一条从标准化图像到连续形态性状、再到系统发育与宏演化分析的完整路径。与依赖人工标注和离散编码的方法相比，HAIKA能够更快地处理大规模图像，并通过注意力图保留专家核查的入口。该框架尤其适合分子信息缺失的化石、尚未定名的标本以及分类关系不稳定的类群，为数字化馆藏和深时生物多样性研究提供了可扩展的形态数据分析工具。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、江苏省创新支撑计划、国家留学基金等支持。论文相关信息：Peng, A., Guan, S., Albera, L., Le Bouquin Jeannès, R., Shu, H., Boderau, M., Nel, A., Wang, B., Jouault, C., Legendre, F. (2026). Deep learning reveals ecological decoupling and rate heterogeneity in Hymenoptera wing evolution. Science Advances, https://doi.org/10.1126/sciadv.aef0605.图1.HAIKA形态表征学习流程及其在形态空间、系统发育和宏演化研究中的应用图2.HAIKA与基线模型的性能比较及模型关注区域可视化图3.HAIKA构建的有翅昆虫（a）和膜翅目昆虫（b）的翅形态空间图4.膜翅目翅形与翅脉复杂度的祖先状态重建及类群间形态分布

15

2026-10
伊朗中侏罗世植物群综合研究揭示欧亚大陆古生物地理新格局
近期由中国科学院南京地质古生物研究所研究员王永栋领衔的国际合作团队，围绕伊朗中部地区塔巴斯和克尔曼两大盆地（Tabas and Kerman basins）中侏罗世植物群开展多学科综合集成研究，厘清植物群组成、古生态环境及其欧亚大陆古生物地理亲缘关系，对传统认为欧亚中侏罗世植被格局广泛均一的经典假说提出了新的挑战。相关研究成果发表于国际地学权威期刊《古地理，古气候，古生态》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。中侏罗世是地球演化史上重要的温室气候时期，泛大陆发生大规模裂解，陆地植物发生重要辐射演化，深刻塑造了中生代陆地生态系统面貌。伊朗高原地处欧亚大陆南缘，属于基莫里微大陆（Cimmerian microcontinent）的关键组成部分，是连接欧洲与中亚植物区系的枢纽地带，也是开展欧亚大陆古植物地理对比的理想区域。长期以来，虽然已有不少古植物前期研究，但缺乏对伊朗中部地区植物群的系统性整合研究，对该地区植物多样性、古环境以及与欧亚大陆同时期植物群的系统学关系认识较为有限，制约了对欧亚大陆南缘中侏罗世植被演化历史的全面理解。近期由中国科学院南京地质古生物研究所研究员王永栋领衔的国际合作团队，围绕伊朗中部地区塔巴斯和克尔曼两大盆地（Tabas and Kerman basins）中侏罗世植物群开展多学科综合集成研究，厘清植物群组成、古生态环境及其欧亚大陆古生物地理亲缘关系，对传统认为欧亚中侏罗世植被格局广泛均一的经典假说提出了新的挑战。相关研究成果发表于国际地学权威期刊《古地理，古气候，古生态》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。该研究整合伊朗南科查克‑阿里地区233号勘探钻井的全新化石材料，同时汇总该地区21个化石产地已发表的古植物记录，构建伊朗中部地区霍杰克组（Hojedk Formation）（中侏罗世早巴柔期）古植物大数据，共计识别 93个大化石分类单元，归属于37个植物属。植物群以蕨类（35.62%）、苏铁类尼尔桑目（25.82%）和松柏类（12.09%）占主导地位，楔叶类、种子蕨、银杏类、本内苏铁类为次要组分；石松类化石十分稀少，仅见于少数产地，很可能代表当时植被中次要的生态类群。结合沉积学、古植物学与孢粉学多维度证据，研究表明伊朗中部地区中侏罗世整体处于暖温带-亚热带湿润气候，古环境以河流、三角洲、沼泽、受潮汐影响的滨海环境构成的复合地貌景观为主，海平面震荡带来海陆交互沉积，形成煤层与陆源碎屑岩互层的地层序列。运用 Sørensen‑Dice 相似性指数与网络分析等定量手段，系统对比伊朗中部地区与阿尔博兹、阿富汗地块、欧洲、中亚同期植物群的联系。结果显示塔巴斯盆地与克尔曼盆地植物群联系紧密；伊朗中部地区植物群和伊朗阿尔博兹地区、阿富汗地块植物群亲缘关系最高，佐证上述地块同属基莫里微大陆。与之对比，伊朗中部地区植物群与欧洲、中亚多数同时期植物群差异较为明显，表明区域环境异质性和盆地沉积演化历史，比古纬度梯度，对区域植被组成起到更为关键的控制作用。该研究不支持 Vakhrameev 提出的欧亚大陆广泛均一的中侏罗世植被模式，揭示欧亚大陆南缘中侏罗世陆地植被演化的复杂性。该项成果为认识基莫里微大陆古植被、古环境，解析欧亚大陆中侏罗世古植物地理分区提供重要基础数据，也为理解泛大陆裂解背景下陆地生态系统响应构造-气候演变提供新的实证依据。本项研究由南京古生物所特别研究助理Mohammad Taghi Badihagh博士为第一作者，王永栋为通讯作者，联合波兰、德国、罗马尼亚、意大利多国古植物学者共同完成。本研究得到国家自然科学基金重点项目、国家深地探测重大科技项目、中国科学院ANSO青年人才奖学金等联合资助。论文相关信息：Mohammad Taghi Badihagh, Maria Barbacka, Dieter Uhl, Mihai Emilian Popa, Giovanni Giuseppe Scanu, Yongdong Wang*. A comprehensive synthesis of the Middle Jurassic flora of Central Iran: Integrating new data and approaches for unravelling the Eurasian palaeobiogeography. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2026, 701: 114112. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2026.114112.图1. 伊朗侏罗系地层分布、研究区塔巴斯地块及钻井位置地理图图2. 伊朗中部塔巴斯盆地中侏罗世植物群的代表性植物化石标本（采集自南科查克‑阿里地区233号钻孔）图3. 伊朗中部（塔巴斯盆地与克尔曼盆地）中侏罗世古植被类群的多样性与丰度（黑色实心方框代表该类群缺失）。在物种层面，蕨类是该植物群多样性最高的组分；而裸子植物中，苏铁类尼尔桑目物种多样性最高图4. 伊朗中部地区中侏罗世植物群以及欧洲、中亚同期植物群的古地理位置（数字大致标示欧洲和中亚各植物群地点）图 5. 网络分析揭示欧洲与中亚各中侏罗世植物群组合之间的分类学关联。节点（圆形）代表各个化石地点，节点大小反映分类单元丰富度。节点内数字代表不同产地间共有分类单元的数量。连线粗细代表关联强度，线条越粗，产地间共有分类单元越多。节点和连线按地理区域进行颜色编码

13

2026-10
基因组和化石证据破解“古翅类难题”，揭示有翅昆虫起源和早期演化
近日，中国科学院南京地质古生物研究所中生代陆地生态系统研究中心蔡晨阳团队联合南京师范大学生命科学学院教授周长发团队，充分发挥自身研究专长，利用我国丰富多样的现生蜉蝣物种，结合最新的系统发育基因组学和分歧时间估算等分析手段，聚焦有翅昆虫早期辐射演化研究，重点解决悬而未决的“古翅类难题”，提出了这一难题的最新有力答案，并描绘出一幅时间和谱系均清晰完整的昆虫起源与早期演化图景。相关研究成果发表于国际顶尖学术刊物《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。昆虫是地球上物种多样性最高的动物类群，目前全球已正式命名的昆虫超过100万种，这与它们具翅、能飞有直接的关系。有翅昆虫（Pterygota）的起源与早期演化，长期以来是陆地生物演化中最具变革性的重大事件。然而，关于有翅昆虫的起源时间以及三类有翅昆虫（蜉蝣目Ephemeroptera、蜻蜓目Odonata和翅可折叠的新翅类Neoptera）之间的系统发育关系却长期悬而未决（图1），这一“古翅类难题”（Palaeoptera Problem）困扰了昆虫学家百余年之久，是昆虫生命之树研究中待解科学谜题之一。近日，中国科学院南京地质古生物研究所中生代陆地生态系统研究中心蔡晨阳团队联合南京师范大学生命科学学院教授周长发团队，充分发挥自身研究专长，利用我国丰富多样的现生蜉蝣物种，结合最新的系统发育基因组学和分歧时间估算等分析手段，聚焦有翅昆虫早期辐射演化研究，重点解决悬而未决的“古翅类难题”，提出了这一难题的最新有力答案，并描绘出一幅时间和谱系均清晰完整的昆虫起源与早期演化图景。相关研究成果发表于国际顶尖学术刊物《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。该研究成果主要包含以下四方面的创新突破：（1）新测定了我国16种蜉蝣基因组，实现规模化类群覆盖。本研究整合了一百余种昆虫的基因组与转录组数据，并首次测定了16种我国蜉蝣全基因组，使此前长期取样不足的这一关键类群首次获得规模化覆盖，极大弥补了此前研究的类群与基因数据不足。（2）古翅类单系性获得多重证据支持，基本解决古翅类难题。多种系统发育基因组学分析方法下的多重结果都一致支持古翅类的单系性，即基因组证据明显支持蜉蝣目与蜻蜓目互为姊妹群，它们一起构成的“古翅类”才是新翅类的姐妹支系（图2）。它也充分表明，“古翅类”不能折叠的翅与新翅类能够折叠的翅都是在原始古昆虫的基础上分别获得的新性状。（3）利用信号解剖与数据模拟分析法，揭示原有研究的不足。本研究还基于通用单拷贝直系同源核基因，构建了两套氨基酸超大矩阵；并综合应用串联法与溯祖法、多种演化模型、拓扑检验、基因位点级信号解剖以及数据模拟分析，对系统发育信号进行了系统检验。结果显示，在早期有翅昆虫快速辐射所经历的“历史湍流”中，不完全谱系分选（Incomplete lineage sorting, ILS）与基因树估计误差（Gene Tree Estimation Error, GTEE）的共同作用（图3），使多达约40%的基因树与物种树不一致，从而让不同分析方法“各执一词”。这解释了前人基于组学数据的研究为什么不能完全解决古翅类系统发育关系问题。（4）结合现有昆虫化石与分子钟数据，更新有翅类起源时间。研究精心选取了13个化石校准点。分子钟结果显示，冠群有翅昆虫（Pterygota）可追溯至早泥盆世，古翅类冠群则起源于晚泥盆世（图4）。昆虫翅只演化一次；其中新翅类依靠独立的第三腋片旋转，可将后翅折叠覆盖到腹部的机制，为石炭纪之后新翅类的爆发式辐射奠定了生理与生态基础。相比之下，蜉蝣与蜻蜓各自演化出高度特化的刚性翅基结构，以支撑其滑翔或高速捕食式飞行。本研究成功破解了困扰学界百余年的“古翅类难题”，厘清了蜉蝣目、蜻蜓目以及可折翅新翅类昆虫之间的亲缘关系。结合串联法、溯祖法以及多组拓扑检验、信号解析与模拟分析，为古翅类单系假说提供了强有力证据。研究展现了有翅昆虫的早期演化图景：有翅昆虫分化之后，古翅类与新翅类迅速走向不同的演化道路、占据不同生态位。新翅类演化出独特的翅折叠机制，而古翅类则特化出刚性翅基，实现了高性能的直接飞行，最终共同塑造了当今自然界有翅昆虫的飞行和多样性格局。本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、博士后科学基金项目的资助。南京师范大学生命科学学院杜诗雨博士后（南京古生物所联合培养博士）、南京古生物所王业浩博士生为论文第一作者；蔡晨阳、周长发为论文通讯作者；南京农业大学教授张峰，美国自然历史博物馆Michael S. Engel博士，南京师范大学生命科学学院郑徐弘毅和龚德文博士生参与了该研究。论文相关信息：Du, S., Wang, Y., Zhang, F., Engel, M. S., Zheng, X., Gong, D., Zhou, C., Cai, C. (2026). Phylogenomics confirms Palaeoptera monophyly and illuminates the origin of winged insects. Proceedings of the National Academy of Sciences, https://doi.org/10.1073/pnas.2614706123.图1.有翅昆虫演化早期分化的三种假说。(A) 古翅类假说(H1): [[蜉蝣目 + 蜻蜓目] + 新翅类]。(B) 交叉翅类假说(H2，Chiastomyaria): [蜻蜓目 + [蜉蝣目 + 新翅类]]。(C) 后翅类假说(H3，Metapterygota):[蜉蝣目 + [蜻蜓目 + 新翅类]]图2.有翅昆虫系统发育树。基于矩阵1、采用CAT-PMSF分子进化模型推导得到的核心拓扑结构图3.不完全谱系分选和基因树系统误差分析图4.有翅昆虫分歧时间估计

13

2026-10
5亿年前藻类也有“带盖保险箱”？寒武纪早期多细胞藻类繁殖策略揭秘
近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员殷宗军领衔的联合团队，在陕西西乡早寒武世宽川铺生物群中找到答案。他们发现一种保存精美的多细胞藻类新属新种——具盖多孔球藻（Polyostiosphaera operculata），并用高精度显微CT给它做了“三维体检”。成果以封面论文发表于《英国皇家学会学报B辑》（Proceedings of the Royal Society B）。寒武纪大爆发常被看作动物的“高光时刻”：5亿多年前海洋里突然涌现出各种捕食者、滤食者，食物网急速复杂化。但一个问题长期被忽略——作为海洋食物链基座的浮游藻类，面对越来越大的摄食压力，只能被动挨吃吗？近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员殷宗军领衔的联合团队，在陕西西乡早寒武世宽川铺生物群中找到答案。他们发现一种保存精美的多细胞藻类新属新种——具盖多孔球藻（Polyostiosphaera operculata），并用高精度显微CT给它做了“三维体检”。成果以封面论文发表于《英国皇家学会学报B辑》（Proceedings of the Royal Society B）。这种微体化石只有约0.5—0.85毫米，却藏着精巧结构：最外层是许多小细胞疏松排列成的中空球状囊包；内部是约200—500个较大细胞组成的细胞群；保存最好的标本中，两层之间还有一层不具细胞结构的膜。囊包表面分布着规则圆孔，部分孔口被带同心环纹的塞状孔盖严密封闭，就像一排微型“舱门”。细胞大小统计显示，外层小细胞和内层大细胞呈明显双峰分布，说明它们已发生空间与功能分化。研究推测，外层小细胞承担保护和维持结构的功能，相当于体细胞/营养细胞；内层大细胞则是生殖细胞或繁殖体。当繁殖体成熟，孔盖可能脱落，形成通往外界的通道，让繁殖体“排队出门”，而不必撕裂整个母体囊包。这使分阶段、多次释放繁殖体在解剖学上成为可能；不过论文也强调，化石尚未直接证明同一个体确实多次繁殖，释放后的发育过程仍未知。为了评估它的复杂程度，团队用27个表型特征，将具盖多孔球藻与寒武纪多细胞藻类及现生团藻科比较。结果显示，它的复杂度高于同时代多数藻类，在可保存的细胞分化和繁殖结构上，接近高度组织化的团藻。但它并非团藻的直接祖先，而是一个功能比较对象。为什么早期藻类要“投资”如此复杂的生殖细胞释放系统？研究提出，这是一种生活史权衡的产物。寒武纪动物消费者大量出现，摄食压力上升，海水环境也频繁波动。保护性外层和孔盖虽然耗能，却能保护脆弱的繁殖体，并可能调节释放时机、分散繁殖风险。具盖多孔球藻因此表明，寒武纪初级生产者不是背景板，而是生态变化的积极参与者；消费者与生产者的互动，可能不仅决定“谁吃谁”，也影响“何时、如何繁殖”。论文第一作者为南京古生物所与贵州大学联合培养博士生陈栎蓉，殷宗军为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和贵州省科技基金的资助。南京古生物所吴素萍提供了显微CT实验技术支持，谭超绘制了科学艺术复原图。论文相关信息：Chen L, Yin Z, Liu W, Xiang K, Qin S, Yang X, Li G, Zhu M. 2026 Complex reproduction reflects life-history trade-offs in early Cambrian multicellular algae. Proc. R. Soc. B 293: 20261709. https://doi.org/10.1098/rspb.2026.1709.Polyostiosphaera operculata gen. et sp. nov. 正模标本三维结构与解剖图Polyostiosphaera operculata gen. et sp. nov. 副模标本三维结构与解剖图Polyostiosphaera operculata gen. et sp. nov. 繁殖过程的艺术重建与期刊封面现生团藻科和寒武纪早期多细胞藻类的形态复杂性对比

12

2026-10
岩石磁学与三氧同位素揭示磁铁矿形成的温度和流体来源
近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员张勇参与的国际合作团队以塞浦路斯Troodos蛇绿岩为研究对象（图1），将岩石磁学、三氧同位素、矿物学和主量元素分析相结合，不仅识别了不同构造阶段的蛇纹石化过程，而且建立了流体来源、反应温度、Fe重新分配、磁铁矿形成与岩石磁性之间的联系，为认识化学重磁化过程中次生磁性矿物的形成机制提供了新的约束。相关研究成果发表在国际地学期刊《地质学》（Geology）上。岩石形成后，其原生磁记录常受到成岩、构造和流体活动的改造，形成次生磁化记录，即重磁化。其中，由流体–岩石反应及新生磁性矿物形成产生的化学重磁化（Chemical Remagnetization, CRM），不仅可能改写岩石的原生古地磁记录，也可以记录后期构造、成岩和流体活动。因此，认识化学重磁化的形成机制，不仅需要回答磁记录“何时获得”，还需要进一步回答：携带这些磁记录的次生磁性矿物为什么形成？它们形成于怎样的流体来源、温度和流体-岩石反应条件？磁铁矿是自然界中重要的剩磁载体，其形成与流体-岩石反应过程中Fe的迁移和重新分配密切相关。蛇纹石化是能够产生大量次生磁铁矿的典型流体-岩石反应过程，为认识磁性矿物形成的物理化学条件提供了天然实验室。然而，以往研究尚缺乏将同一样品的反应温度、Fe重新分配、磁铁矿形成和岩石磁性直接联系起来的系统约束。此外，流体来源和反应温度的识别也将促进我们理解蛇纹石化发生于洋中脊形成阶段，还是后期俯冲环境。近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员张勇参与的国际合作团队以塞浦路斯Troodos蛇绿岩为研究对象（图1），将岩石磁学、三氧同位素、矿物学和主量元素分析相结合，不仅识别了不同构造阶段的蛇纹石化过程，而且建立了流体来源、反应温度、Fe重新分配、磁铁矿形成与岩石磁性之间的联系，为认识化学重磁化过程中次生磁性矿物的形成机制提供了新的约束。相关研究成果发表在国际地学期刊《地质学》（Geology）上。1. 岩石磁学与三氧同位素识别不同阶段的流体–岩石反应蛇绿岩从洋中脊形成到俯冲及最终就位的过程中，可经历多阶段蛇纹石化，不同时期的流体-岩石反应记录容易相互叠加，因而难以区分其形成环境。研究团队结合岩石磁学与三氧同位素分析，利用δ18O约束反应温度、Δ‘17O示踪可能的流体来源，并结合磁铁矿含量和岩石磁性，识别不同阶段的蛇纹石化过程。结果表明，Troodos蛇绿岩记录了两类具有明显不同温度和磁学特征的蛇纹石化过程：Cumulate-STTFZ带主要经历约200–310°C的海水相关蛇纹石化，具有较高的磁铁矿含量、磁化率和天然剩磁强度；Olympus-Artemis带则主要记录约150–220°C、与俯冲板片来源流体有关的低温蛇纹石化，其磁铁矿含量和岩石磁性明显较弱（图2）。结合古地磁和区域构造资料，这两类蛇纹石化分别记录了洋中脊形成阶段和后期俯冲环境下的流体–岩石相互作用。2. 温度控制Fe重新分配与磁铁矿形成研究发现，蛇纹石化温度与磁铁矿形成存在显著的定量关系。随着温度升高，岩石磁化率和磁铁矿含量在约200–220°C以上快速增加。在较低温度下，Fe主要保留于富Fe蛇纹石中，限制了磁铁矿形成；在较高温度下，Fe从蛇纹石中重新分配，伴随贫Fe蛇纹石及更多磁铁矿的形成。因此，约200–220°C代表了该体系中Fe重新分配和磁铁矿形成的重要温度转换区间。这一发现将反应温度、Fe元素行为、磁铁矿形成与岩石磁性建立了定量联系，表明即使发生流体–岩石反应，不同温度条件下形成的磁性矿物及其磁学响应也可能存在显著差异（图3）。3. 从磁铁矿形成认识化学重磁化机理化学重磁化的产生，要求后期地质过程中形成能够携带稳定剩磁的次生磁性矿物。因此，流体活动本身并不必然产生明显的化学重磁化；流体–岩石反应发生时的流体来源、温度以及元素迁移和矿物反应过程，均可能影响磁性矿物的形成及其磁学性质。本研究表明，在蛇纹石化这一典型流体–岩石反应体系中，温度通过控制Fe在蛇纹石和磁铁矿之间的重新分配，直接影响次生磁铁矿的形成和岩石磁性的增强。这一发现为认识流体活动如何通过矿物化学反应改变岩石磁性提供了新的证据，也为理解化学重磁化的形成条件提供了重要启示。该研究进一步表明，重磁化研究可以从传统的“识别重磁化和确定磁记录形成时代”，拓展到“认识磁性矿物形成的物理化学机制”。将岩石磁学和古地磁学与稳定同位素、矿物学及地球化学相结合，有望进一步约束次生磁性矿物在何种流体来源、温度和流体–岩石反应条件下形成，从而为利用化学重磁化追踪断裂带、沉积盆地、造山带和成矿系统中的古流体活动提供新的研究思路。中国科学院南京地质古生物研究所副研究员张勇为论文通讯作者，中国科学院地质与地球物理研究所齐亮博士和南京大学武广辉博士为共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金等资助。论文相关信息：Qi, L.#, Wu, G.#, Muxworthy, A.R., Cao, X., Yang, X., Allerton, S., and Zhang, Y.*, 2026. From ridge to subduction zone: Dual-temperature serpentinization of the ophiolitic mantle revealed by triple oxygen isotopes and magnetite formation. Geology. https://doi.org/10.1130/G54915.1. 图1 采样的位置和基本地质背景图2 矿物的扫描电镜，地球化学，和岩石磁学结果图3 温度，磁铁矿形成和铁行为的关系图

10

2026-10
侏罗纪巨型双尾虫揭示六足动物演化重要阶段
近期，中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄迪颖团队在我国内蒙古道虎沟生物群（距今约1.65亿年的中侏罗世）中发表了一类罕见的巨型双尾虫化石（图1），将其命名为中华巨铗𧈢（Sinojapyx giganteus），并据此建立了一个新科——中华铗𧈢科（Sinojapygidae）。该发现为双尾虫演化历史提供了新的形态学材料，也为重新审视六足动物口器演化和侏罗纪土壤生态系统提供了重要线索。相关成果已在线发表于国际期刊《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B）。双尾纲（Diplura）是一类非昆虫的六足动物，与弹尾纲、原尾纲共同构成六足动物早期分化的主要支系。双尾虫被认为与昆虫的亲缘关系密切，是理解昆虫起源与早期演化的重要参考类群。我国四川所产的伟铗𧈢属于国家二级重点保护野生动物。双尾虫广泛分布于多种生态系统，从洞穴、土壤等地下生境到地表枯落物层均有其踪迹，在土壤生态系统中发挥作用。该类群最显著的特征之一是腹部末端高度特化的尾须。由于双尾虫体壁轻质、骨化程度较低，且主要生活于地下环境，形成化石的难度较大，因此其化石记录极为稀少，过去已知最古老的双尾虫化石记录发现于巴西早白垩世地层中。近期，中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄迪颖团队在我国内蒙古道虎沟生物群（距今约1.65亿年的中侏罗世）中发表了一类罕见的巨型双尾虫化石（图1），将其命名为中华巨铗𧈢（Sinojapyx giganteus），并据此建立了一个新科——中华铗𧈢科（Sinojapygidae）。该发现为双尾虫演化历史提供了新的形态学材料，也为重新审视六足动物口器演化和侏罗纪土壤生态系统提供了重要线索。相关成果已在线发表于国际期刊《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B）。1. 口器演化：内颚式或非单一起源六足动物包括常见的昆虫纲，以及原尾纲、弹尾纲和双尾纲等早期分化类群。传统观点认为，除昆虫具有外露的口器（外颚式，Ectognathy）外，其余三个非昆虫类群的口器均包藏于头壳之内（内颚式，Entognathy），因而曾被归入“内口纲”（Entognatha）。然而，本次发现的中华巨铗𧈢虽具备典型的双尾虫特征（图1），但其口器却呈现出外颚式的原始形态（尤其是上颚部分外露）（图2）。研究团队提出：六足动物的共同祖先应该具有外颚式口器，而“内颚式”状态在非昆虫六足动物的三大类群中可能并非同源，更可能是各自独立演化的结果。2. 钳状尾须的“演化中间型”与捕食武器演进双尾虫中最具代表性的类群之一——铗𧈢总科（Japygoidea），以其尾部特化的坚硬尾钳（钳状尾须）而著称，通常被认为用于捕食和防御。系统发育分析研究表明，中华巨铗𧈢属于现生铗𧈢总科的干群代表（图3）。与现代铗𧈢高度特化、内侧带齿的尾钳以及腹节紧密愈合的特点不同，侏罗纪巨型双尾虫的尾钳左右对称，内侧光滑无齿，腹部末端也未出现明显缩短或高度骨化。这一形态组合提示，该化石可能代表了双尾虫尾须从“感应器官”向“高效抓捕武器”演化过程中的过渡形态，揭示了一场历经数亿年的“捕食者与猎物”协同演化的军备竞赛（图3）。3. 体型超5厘米！是侏罗纪地下生态系统的“顶级猎手”现生双尾虫大多体型微小（通常小于2厘米），隐居于土壤深层。而中华巨铗𧈢的体长超过5厘米，比绝大多数现生双尾虫更为庞大，是目前全球已知确切的最古老、也是体型最大的双尾虫化石。研究团队指出，侏罗纪巨型双尾虫拥有极为强壮、带剧烈弯曲大齿的上颚，以及粗壮的尾钳。在1.65亿年前温暖潮湿的道虎沟森林土壤中，这类巨型双尾虫很可能扮演了类似现代蜈蚣或蝎子的角色——它们隐蔽在枯枝落叶层或土壤缝隙中，依靠强有力的尾钳和上颚伏击过往的小型无脊椎动物，占据了当时侏罗纪土壤食物网的金字塔顶端（图4）。值得一提的是，道虎沟生物群虽已产出数以十万计的昆虫化石，但双尾虫化石此前从未被发现。本次研究的标本发现于20年前，团队历时数十年野外工作、筛查数十万件标本，仅发现这一件双尾虫标本。该成果也是古生物所现代生态系统起源研究团队围绕六足动物起源与演化的系统性研究之一，此前该团队已在道虎沟生物群报道了最早的跳蚤、纺足目和螳䗛目的化石纪录。西班牙瓦伦西亚大学的学者参与了本项研究。本研究得到国家重点研发计划等项目的资助。论文相关信息：Wang Y, Cai C, Sánchez-García A, Sendra A, Huang D. 2026. A giant Jurassic hunter: the earliest dipluran and its implications for hexapod body pattern evolution. Proc. R. Soc. B 293: 20261207. https://doi.org/10.1098/rspb.2026.1207.图1 中华巨铗𧈢整体形态图2 中华巨铗𧈢正模标本细节及其与现生类群的对比图3 双尾纲的系统发育与演化图景图4 中华巨铗𧈢的古生态复原图

06

2026-10
华南早志留世生物礁灭绝后复苏研究取得系列进展
近期，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员李启剑等与曲阜师范大学、贵州省地质调查院、英国布鲁内尔大学及德国埃尔朗根-纽伦堡大学等国内外科研人员合作，通过综合牙形类生物地层、碳同位素化学地层、生物礁沉积记录及区域古地理资料，对华南奥陶纪末大灭绝之后生物礁的复苏过程开展系列研究。相关研究成果分别发表于国际期刊《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）和《历史生物学》（Historical Biology）。奥陶纪末大灭绝（Late Ordovician Mass Extinction, LOME）是显生宙“五大”生物集群灭绝事件之一，后生动物生物礁在大灭绝期间受到显著冲击，其数量和地理分布在早志留世明显减少。因此，大灭绝之后生物礁何时开始重建、何时恢复至较大规模，以及生物礁复苏与同期海洋环境变化之间存在怎样的相互作用，是认识大灭绝后海洋生态系统恢复过程的重要科学问题。华南保存了丰富的早志留世碳酸盐岩和生物礁记录，是研究奥陶纪末大灭绝后生物礁生态系统重建过程的关键地区。然而，由于早志留世碳酸盐岩中可用于精确对比的化石记录相对有限，长期以来华南早志留世生物礁的时代缺乏高精度约束，也制约了不同古地理单元之间生物礁复苏过程的比较。近期，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员李启剑等与曲阜师范大学、贵州省地质调查院、英国布鲁内尔大学及德国埃尔朗根-纽伦堡大学等国内外科研人员合作，通过综合牙形类生物地层、碳同位素化学地层、生物礁沉积记录及区域古地理资料，对华南奥陶纪末大灭绝之后生物礁的复苏过程开展系列研究。相关研究成果分别发表于国际期刊《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）和《历史生物学》（Historical Biology）。研究不仅重新厘定了华南最早的后奥陶纪生物礁复苏时间，而且揭示了从早埃隆期局部生物礁重新出现，到晚埃隆期生物礁广泛扩张的阶段性恢复过程。进一步研究发现，晚埃隆期大规模生物礁的发育还可能改变扬子台地水体交换方式，从而控制同期碳同位素漂移幅度的空间变化。相关成果为认识大灭绝后复杂海洋生态系统的重建过程及其与海洋环境之间的反馈提供了新的证据。（1）综合地层学重新厘定华南奥陶纪末大灭绝后的生物礁复苏时间华南早志留世香树园组和石牛栏组发育丰富的浅水碳酸盐岩，并保存了奥陶纪末大灭绝之后重要的后生动物生物礁记录，但长期以来这些碳酸盐岩地层缺乏高精度年代约束。科研人员首先对贵州白沙筷子山和水坝塘羊蹬剖面开展了系统的碳同位素地层学和牙形类生物地层学研究，建立了华南中鲁丹期至晚埃隆期高分辨率碳同位素地层框架。研究在香树园组中识别出早埃隆期碳同位素正漂移（Carbon Isotope Excursion, CIE），并结合牙形类等生物地层证据，将香树园组的时代限定为中鲁丹期至早—中埃隆期之交；同时，在石牛栏组中识别出早、晚两次埃隆期碳同位素正漂移，将其时代进一步限定为早至晚埃隆期。在这一综合地层框架下（图1），研究进一步对华南早志留世生物礁进行了时间标定。结果显示，香树园组顶部此前报道的珊瑚—层孔海绵礁形成于早—中埃隆期之交，但这一时期生物礁在扬子台地上的分布仍高度局限；相比之下，石牛栏组生物礁在晚埃隆期已经广泛发育。进一步与劳伦大陆同期纪录比较发现，华南石牛栏组与劳伦大陆Minier组广泛分布的后生动物礁大致同期，表明到晚埃隆期，奥陶纪末大灭绝之后的生物礁生态系统已在全球尺度上实现较为广泛的恢复。（2）发现华南目前已知最早的奥陶纪末大灭绝后后生动物礁，将区域生物礁复苏提前至早埃隆期在上述年代地层框架基础上，科研人员进一步在贵州思南杜林剖面香树园组发现一处新的珊瑚礁。该礁体呈透镜状，宽约4.5米、厚约0.4米，以群体珊瑚为主要造礁生物，包括泡沫珊瑚类、扭心珊瑚类、蜂巢珊瑚类以及少量日射珊瑚类，并伴有少量单体四射珊瑚（图2）。研究综合碳同位素化学地层、牙形类和腕足动物等生物地层证据发现，该礁体位于早埃隆期碳同位素正漂移峰值之上，同时处于牙形类Ozarkodina obesa生物带内，据此将礁体精确限定于早埃隆期。这一发现将华南此前认为始于中埃隆期的奥陶纪末大灭绝后生物礁复苏时间进一步提前，使其成为目前华南已知时代最早的后奥陶纪后生动物礁。值得注意的是，早志留世不同古大陆的生物礁并非同步恢复。目前波罗的大陆在鲁丹期已经出现小型后生动物礁，而华南目前最早的明确记录为早埃隆期，劳伦大陆则直到晚埃隆期才出现明确的大规模礁体恢复记录。这表明奥陶纪末大灭绝之后的生物礁重建并不是一个全球同步发生的过程，而具有明显的古地理异质性和阶段性，可能受到不同古大陆区域环境和生态条件的共同控制。（3）晚埃隆期生物礁大规模复苏可能重塑扬子台地水体循环，并控制碳同位素漂移的空间表达在厘清生物礁恢复时间的基础上，科研人员进一步将研究从“生物礁何时恢复”拓展到“恢复后的生物礁如何反过来影响海洋环境”。通过对贵州石阡屯坪、凤冈洞卡拉和水坝塘羊石山等多个不同古地理位置剖面开展碳同位素和牙形类研究，并与已有剖面进行区域对比，发现早、晚埃隆期两次碳同位素正漂移在扬子台地具有截然不同的空间变化模式。其中，早埃隆期碳同位素正漂移的峰值在整个台地范围内较为稳定，约为2.4–2.7‰；而晚埃隆期碳同位素正漂移则表现出明显的向盆地方向幅度降低趋势，由台地内部的约3.5–3.8‰逐渐降低至台地边缘的约2.6‰。这一现象说明，即使是具有全球意义的碳循环扰动，其在浅海碳酸盐岩中的记录幅度也可能受到区域古地理和水体交换条件的显著调节。研究认为，两次碳同位素漂移空间模式的差异与生物礁复苏程度密切相关。早埃隆期，扬子台地边缘尚未形成连续、广泛分布的生物礁带，台地内部与外海之间水体交换相对充分，因此不同沉积环境中的δ13C值较为均一。至晚埃隆期，随着后生动物礁在台地边缘大规模扩张，广泛发育的礁体可能形成重要的古地貌屏障（图3），限制台地内部与外海之间的水体交换，使富含δ13C的表层水在台地内部具有更长的停留时间，从而形成由台地内部向台地边缘逐渐降低的δ13C梯度。这一结果进一步表明，奥陶纪末大灭绝之后生物礁的复苏并不仅仅是海洋生态系统恢复的“被动记录者”。随着晚埃隆期生物礁规模和空间分布的显著扩大，礁体本身可能通过改变碳酸盐台地地貌、水体交换和海水停留时间，对区域海洋环境乃至全球碳循环事件的地层记录产生重要反馈。因此，利用碳同位素漂移开展跨盆地乃至全球地层对比时，也需要充分考虑生物礁发育、碳酸盐台地结构及水体循环等区域因素对同位素漂移幅度的调制作用。该结果特别强调，这种空间差异并不意味着埃隆期碳同位素事件由局部过程产生，而是全球碳循环信号受到区域水文和古地理条件的叠加改造。上述系列研究勾勒出华南奥陶纪末大灭绝后生物礁生态系统由早埃隆期局部重建，到晚埃隆期广泛复苏，并进一步影响台地水体循环与地球化学记录的完整过程，说明大灭绝后的生态恢复并非简单的生物多样性回升，而是一个涉及生物群落重建、礁体空间扩张以及生物—环境反馈的多阶段过程。系列研究得到国家自然科学基金等项目资助。论文相关信息：Yu, S., Chen, Z., Kershaw, S., Na, L., Wang, S., Liu, S., Wang, Y., Wang, Y., Mao, Y., Deng, X., & Li, Q.* 2026. Platform-scale variability of Aeronian (early Silurian) δ13Ccarb excursions in the South China Block and its implications. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 698, 113962. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2026.113962.Yu, S., Chen, Z., Kershaw, S., & Li, Q.* 2026. Earliest post-Ordovician metazoan reef in South China constrained to the early Aeronian. Historical Biology. https://doi.org/10.1080/08912963.2026.2676029.Yu, S., Wang, S., Chen, Z., Kershaw, S., Munnecke, A., Liu, S., Deng, X., Guo, W., Mao, Y., Wang, Y., & Li, Q.* 2025. Carbon isotope stratigraphy of early Silurian carbonate rocks from the South China Block: Implications for dating post-Ordovician reef recovery. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 678, 113247. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2025.113247.图1. 华南中鲁丹期至晚埃隆期高分辨率碳同位素地层框架（最左侧案例）与同时代研究程度较高板块的案例对比，显示在晚埃隆期的生物礁生态系统已在全球尺度上表现出较为广泛的恢复图2. 贵州思南杜林剖面香树园组的生物礁，显示分枝状复体珊瑚相互堆叠形成礁格架(Am: 包珊瑚; Cy: 泡沫珊瑚; Fa: 蜂巢珊瑚; He: 日射珊瑚)图3. 华南早志留纪扬子台地海洋—气候模式: (A)晚埃隆期碳同位素正漂移(CIE)期间的模式，注意礁体可能形成的古地貌屏障; (B)早埃隆期碳同位素正漂移(CIE)期间的模式

30

2026-09
从地表野火到地下火山热解：持续的环境压力驱动二叠纪末中纬度陆地生态系统的巨变
近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员张华领衔的国际合作团队在《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）发表研究成果。研究团队以二叠纪末古中纬度地区的新疆南桃东沟陆相剖面为研究对象，在高精度同位素年龄的约束下，开展了高分辨率多指标综合研究。研究发现，二叠纪末中纬度陆地生态危机并非由单一环境压力瞬间触发，而是经历了由地表野火增强向地下火山热解转变的持续环境压力过程，最终导致陆地生态系统崩溃与重组。距今约2.52亿年的二叠纪–三叠纪之交，地球经历了显生宙最严重的生物灭绝事件，海洋和陆地生态系统均遭受重创。大量研究表明，这场全球性危机与西伯利亚大火成岩省及特提斯域的大规模岩浆活动密切相关。然而，不同阶段的火山活动如何通过一系列环境过程影响陆地生态系统，以及不同纬度陆地生态系统的响应是否同步，仍缺乏高精度年代框架约束下的系统认识。近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员张华领衔的国际合作团队在《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）发表研究成果。研究团队以二叠纪末古中纬度地区的新疆南桃东沟陆相剖面为研究对象，在高精度同位素年龄的约束下，开展了高分辨率多指标综合研究。研究发现，二叠纪末中纬度陆地生态危机并非由单一环境压力瞬间触发，而是经历了由地表野火增强向地下火山热解转变的持续环境压力过程，最终导致陆地生态系统崩溃与重组。1. 火山活动驱动的中纬度陆地生态危机始于252.165 Ma，不同纬度生态系统响应并不同步研究团队利用高精度年代框架下的汞（Hg）异常记录，追踪火山活动对陆地环境的影响。结果显示，北半球中纬度地区陆地生物危机始于约252.165 Ma，并伴随显著的Hg异常、碳同位素负偏移及有机碳含量下降。Hg异常与碳同位素负偏移在年龄模型误差范围内基本同步，表明这一时期发生了明显的火山输入及相关碳循环扰动，为火山作用与陆地环境剧变之间的时间联系提供了重要证据。同时，该年龄框架显示，中纬度森林生态系统的崩溃早于热带雨林最终崩溃约30万年，表明二叠纪末陆地生态系统并非在全球范围内同步崩溃，而是表现出明显的空间差异和时间演替特征。这种差异可能与野火、水文条件、植被组成以及火山活动的时空分布等多种因素共同有关。2. 中纬度森林在危机早期受到野火事件的强烈冲击在危机早期，地层中炭屑丰度明显升高，燃烧来源多环芳烃（PAHs）显著增加，表明陆地野火活动显著增强。结合已有孢粉和植物化石记录，该阶段的环境压力与中纬度裸子植物森林的衰退密切相关，表明野火可能是二叠纪末陆地生物灭绝事件早期陆地生态系统受到扰动的重要环境过程之一。然而，野火增强并未贯穿整个危机过程。进入早三叠世后，沉积物中的炭屑明显减少，表明地表大型植被燃烧活动减弱；与此同时，一组不同于典型地表野火的高温燃烧地球化学信号开始出现。这一变化暗示，随着危机进程的发展，陆地燃烧过程可能发生了重要转变。3. 从地表燃烧到地下火山热解研究团队发现，在早三叠世炭屑贫乏的沉积物中，部分高温生成的PAHs浓度异常升高，并伴随极高的荧蒽/芘（fluoranthene/pyrene）比值。这些特征不同于典型的地表森林火灾，更可能反映埋藏有机质在高温条件下发生的热解过程。研究认为，侵入型岩浆进入富含有机质的沉积盆地后，可能对周围沉积物产生持续加热，使埋藏的泥炭、煤层或分散有机质发生高温热解，并释放一系列热解产物，从而形成区别于地表野火的地球化学信号。这一机制与前人在西伯利亚通古斯盆地和华南地区提出的火山燃烧/热解模型相呼应，但本研究通过连续、高分辨率、年代约束的剖面记录，进一步限定了这一过程在时间上与野火阶段的先后关系。这一发现表明，随着火山活动及其热效应的演变，陆地燃烧过程可能由早期以地表生物燃烧为特征的野火，逐渐转变为以地下沉积有机质热解为特征的火山热解作用。由此，火山活动对陆地生态系统的影响可能不仅来自火山喷发及其直接环境效应，还可能通过“岩浆侵入—沉积有机质加热—地下热解—热解产物释放”这一过程持续影响地表环境。4. 持续环境压力延长了陆地生态危机及生态重组过程燃烧指标、风化指标和生物记录进一步表明，从地表野火增强到地下火山热解，陆地环境和生物群落持续发生变化。危机过程中，植物群落发生明显更替，陆地脊椎动物群落中的二齿兽类（dicynodonts）衰退，而水龙兽（Lystrosaurus）等类群出现并扩张。这些证据表明，二叠纪末陆地生态危机并非一次短暂的“野火事件”，而是伴随着不同阶段火山活动及其环境效应，经历了由火山强迫—碳循环扰动—野火增强—植被损失与环境恶化—地下有机质热解等一系列相互关联的环境过程。其中，侵入型岩浆活动所产生的持续热效应可能使陆地环境在地表野火减弱后仍受到地下热解及其环境效应的影响，从而可能成为生态系统持续扰动和恢复缓慢的因素之一。总体而言，该研究揭示了二叠纪末火山活动驱动陆地生态危机的阶段性特征：不同阶段的火山活动可能带来不同的环境压力，并通过持续的环境胁迫和生态反馈共同推动陆地生态系统的崩溃与重组，并进一步表明不同纬度陆地生态系统的崩溃具有明显的时间差异。这些发现为理解地球深部火山活动如何通过不同的地表—地下过程驱动陆地生态系统危机，以及不同纬度生态系统如何响应全球环境剧变，提供了新的地质学证据。南京古生物所博士研究生角升林和助理研究员蔡垚峰为论文共同第一作者，通讯作者为张华。研究团队成员还包括密苏里科技大学教授杨晚、南京古生物所研究员万明礼和中国科学院院士、南京大学教授沈树忠。该研究得到国家自然科学基金委、国家重点研发计划、江苏省科技厅重大科技开放合作平台建设项目和美国国家科学基金会等的联合资助。论文相关信息：Jiao, S.L.#, Cai, Y.F.#, Yang, W., Wan, M.L., Shen, S.Z., Zhang, H.*, 2026. Succession of environmental stressors from wildfires to volcanic pyrolysis drove mid-latitude terrestrial ecosystem collapse during the end-Permian crisis. Earth Planet. Sci. Lett. 695, 120319. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2026.120319.图1. 二叠纪–三叠纪之交环境变化及陆地生态系统崩溃的各种高分辨率指标记录。图2. 不同古纬度陆地生态系统对二叠纪末生态危机响应的综合对比。图3. 基于新疆南桃东沟剖面的化石记录、野火证据、气候条件和沉积学证据，对晚二叠世至早三叠世陆地生态系统进行的古生态重建。

14

2026-09
六射海绵揭示早古生代极地生态系统奥秘
近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员李丽霞与德国哥廷根大学教授Joachim Reitner合作，对法国早奥陶世Cabrières生物群中的海绵化石开展了系统研究。相关成果发表于国际学术期刊《莱泰亚》（Lethaia）。法国南部黑山地区的Cabrières生物群是早奥陶世极为关键的生物群之一，代表了该时期极地地区罕见的特异埋藏化石库。该生物群生物多样性高，目前已识别出超过30个分类单元，包括藻类、节肢动物、腕足动物、棘皮动物、苔藓动物、海绵及蠕虫等多个门类。这些类群中，既有早奥陶世特异埋藏化石库中常见的成员，也包含大量具寒武纪生物特征的类型。作为早奥陶世最接近古南极的特异埋藏化石库之一，Cabrières生物群在当时的高水温环境中很可能充当了生物避难所，同时展现出可与现代极地群落比肩的生态结构，为研究早古生代极地生态系统提供了关键实证。近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员李丽霞与德国哥廷根大学教授Joachim Reitner合作，对法国早奥陶世Cabrières生物群中的海绵化石开展了系统研究。相关成果发表于国际学术期刊《莱泰亚》（Lethaia）。研究发现，Cabrières生物群中可识别的海绵均属六射海绵，包括两类网针海绵（reticulosans）：赫兹海绵（hintzespongiids）与原海绵（protospongiids），此外还识别出两种不同类型的根束（root tufts），它们在形态上与晚古生代腕腔海绵类（Stioderma 或 Hyalostelia）的根束高度相似。因此，Cabrières生物群中的六射海绵兼具寒武纪与晚古生代海绵的特征，为连接这两个重要演化谱系提供了关键的形态学证据。从生态学角度来看，Cabrières生物群中长而柔韧的根束具有重要的古环境指示意义。通常，发育此类结构的六射海绵多栖息于高能水动力环境，它们通过调控自身的出水孔和水沟体系来适应水流变化，从而提高滤食效率。同时，这些长根束使海绵能够锚定在缺乏硬质基底、较为松软的底质上。上述证据与沉积学解释相互印证，共同指示Cabrières生物群栖居于中陆棚远端的软基底环境。与Fezouata和Klabava生物群等其他早奥陶世极地生态系统中的海绵相比，Cabrières生物群中的海绵呈现出独特的面貌。Fezouata生物群的海绵以普通海绵占绝对优势，单层丰度高但多样性低，反映了风暴浪基面附近周期性出现的恶劣底栖环境。相比之下，Cabrières和Klabava生物群中则以六射海绵为优势类群，指示了正常浪基面以下的深水开阔环境。对比表明，尽管三者同属极地生态系统，但水深及局部环境条件的差异显著调控了海绵动物群的组成。该发现揭示了早奥陶世海绵动物群的生态结构远比既往认知更为复杂，而Cabrières生物群的海绵则为解析早奥陶世极地生态系统的复杂性及其环境背景提供了重要切入点。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金委和中国科学院战略先导专项（B类）的联合资助。相关论文信息：Lixia Li* & Joachim Reitner. 2026. Hexactinellid sponges from the Early Ordovician Cabrières Biota, France: insights into Early Palaeozoic polar ecosystems. Lethaia, 59(2),1-9. https://doi.org/10.18261/let.59.2.13.Cabrières生物群中的赫兹海绵（hintzespongiids）Cabrières生物群中的根束（root tufts）

10

2026-09
二叠纪具离生心皮植物化石的发现及其对被子植物起源的启示
近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员王鑫、傅强，广州蔚蓝奇迹博物馆黄蔚佳，西北大学地质系孙洁组成的研究团队，在山西朔州早二叠世地层发现了重要的具被子植物特征化石，朔州二叠似心皮（Permocarpelloides shuozhouensis）。这一发现把典型的具有离生心皮的被子植物雌蕊的化石记录向前推进了约1.6亿年。相关成果近日发表于《植物生物系统》（Plant Biosystems）。被子植物占据当今陆地生态系统的重要地位，现存物种超过30万种，与人类的生存息息相关。但被子植物何时起源是演化生物学界悬置百余年的谜题之一。近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员王鑫、傅强，广州蔚蓝奇迹博物馆黄蔚佳，西北大学地质系孙洁组成的研究团队，在山西朔州早二叠世地层发现了重要的具被子植物特征化石，朔州二叠似心皮（Permocarpelloides shuozhouensis）。这一发现把典型的具有离生心皮的被子植物雌蕊的化石记录向前推进了约1.6亿年。相关成果近日发表于《植物生物系统》（Plant Biosystems）。古植物学研究，通常认为被子植物最早出现于距今约 1.3 亿年的早白垩世。但分子钟的基因推演结果预测，被子植物分化时间可能早于白垩纪，甚至可以追溯至二叠纪。此前团队已经在国内二叠纪地层发现太原穗、禹州果、登封果等带有被子植物特征的化石，但具有离生心皮的雌蕊却尚未发现，这与大多植物学家认为“原始”的被子植物特征存在差异，成为验证被子植物起源于二叠纪证据的关键缺失。本次研究的化石标本采自山西朔州地区早二叠世阿瑟尔期山西组灰色粉砂岩，同位素年龄为2.95~2.98亿年。标本保存了三枚平行同向排列的带状果实，具有离生心皮特征。果实内部包裹着大小形态各异的胚珠与种子。沿着果实背、腹两侧边缘着生的胚珠和种子表明其传粉过程在封闭环境内完成。这一特征符合被子植物的判别标准。此外，朔州二叠似心皮与已发现的太原穗、禹州果、登封果的形态差异悬殊，据此推测被子植物可能在早二叠世已经开始分化，暗示被子植物的起源时间可能更早。研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。论文相关信息：Wang, X., Fu, Q., Huang, W. Sun J. Permian carpel-like organs and their implications on origin of angiosperms. Plant Biosyst 160, 257 (2026). https://doi.org/10.1007/s44473-026-00267-6.朔州二叠似心皮的总体形态及细节

31

2026-08