科研进展----中国科学院南京地质古生物研究所

反演模拟论证陆地硫酸盐供应满足DOUNCE事件巨大溶解有机碳库的氧化需求
为探究满足DOUNCE事件中溶解有机碳库氧化所需的氧化剂总量及来源，中国科学院南京地质古生物研究所张莹刚博士后，在合作导师、中国科学院院士朱茂炎指导下，与利兹大学教授Benjamin Mills、Fred Bowyer博士合作，开展了定量地球系统模拟研究。相关成果近期发表于《自然》（Nature）旗下期刊《通讯地球与环境》（Communications Earth & Environment）。新元古代–寒武纪转折期，海水碳同位素组成发生了多次剧烈波动。其中，发生于埃迪卡拉纪中期的碳酸盐岩碳同位素负偏移（δ13C从~+5‰最低下降到≤-12‰），是地球历史上规模最大的一次全球海水碳同位素负异常事件，被称为DOUNCE事件（或Shuram事件）。这一事件被广泛认为是一次全球性的海洋氧化事件，与早期复杂生命的快速辐射演化可能存在密切关联（图1）。然而，驱动这次海水碳同位素异常事件的机制仍存在争议。目前流行的假说认为，该事件是当时海洋中巨大“溶解有机碳库”氧化的结果。溶解有机碳库的氧化致使大量轻碳同位素释放，导致海水无机碳同位素的组成极端负偏。但该假说依托一个关键前提，即氧化如此庞大的溶解有机碳库需要消耗巨量的氧气或者氧化剂。由于当时的大气氧气含量可能仅为现代的1%–10%，不足以支撑如此巨大溶解有机碳库的氧化，因此，足够的氧化剂来源与收支平衡成为了验证溶解有机碳库氧化假说的瓶颈之一。为探究满足DOUNCE事件中溶解有机碳库氧化所需的氧化剂总量及来源，中国科学院南京地质古生物研究所张莹刚博士后，在合作导师、中国科学院院士朱茂炎指导下，与利兹大学教授Benjamin Mills、Fred Bowyer博士合作，开展了定量地球系统模拟研究。相关成果近期发表于《自然》（Nature）旗下期刊《通讯地球与环境》（Communications Earth & Environment）。2019年，朱茂炎领衔的中英合作团队曾提出陆地蒸发岩（硫酸盐）的大量输入，可以提供足够的氧化剂氧化当时海洋中的巨大溶解有机碳库，并通过COPSE模型正演模拟约束了可能需要的氧化剂通量（Shields et al., 2019）。但是，这一模拟所依托的DOUNCE事件同位素演化曲线来自阿曼地区，无法很好地代表该事件的全球海水的碳同位素演化曲线。为此，研究团队基于DOUNCE事件的全球碳酸盐岩碳同位素数据库（DOUNCEraq）构建了该事件的碳同位素标准演化曲线（图1：Zhang and Zhu, 2025），采用SCION地球系统演化模型，结合蒙特卡洛反演方法，定量反演了驱动DOUNCE事件所需的溶解有机碳库氧化通量及氧化剂总量（图1）。模型反演结果表明，溶解有机碳库的氧化能够成功解释海水碳同位素长达数百万年的剧烈负偏。但在事件恢复期，仅仅依靠“停止溶解有机碳库氧化”无法满足碳同位素的快速回升需求（图2），只有在初级生产力提升与有机碳埋藏通量增加的协同作用下，可以实现海水碳同位素的快速恢复（图2）。定量反演计算得出，发生DOUNCE事件所需的氧化剂总量上限约为9.3×1019mol。虽然这一数值远超当时的大气氧气及海水硫酸盐的储量，但与当时陆地蒸发岩所能提供的硫酸盐通量基本相当（图3）。上述研究从地球系统数值模型的角度明确了陆地硫酸盐的供应足以支撑导致DOUNCE事件所需氧化剂的预算，为验证溶解有机碳库氧化假说和理解该时期碳循环演化提供定量的科学依据。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委、江苏省卓越博士后计划以及英国国家科研与创新署（UKRI）的联合资助。论文相关信息：Zhang, Y.*（张莹刚）, Zhu, M.*（朱茂炎）, Bowyer, F. T., Mills, B. J. W. (2026). Revisiting the oxidant budget of the DOUNCE event. Communications Earth & Environment. https://doi.org/10.1038/s43247-026-03855-8.Shields, G. A.*, Mills, B. J. W.*, Zhu, M.*（朱茂炎）, Raub, T. D., Daines, S. J., Lenton, T. M. (2019). Unique Neoproterozoic carbon isotope excursions sustained by coupled evaporite dissolution and pyrite burial. Nature Geoscience 12. https://doi.org/10.1038/s41561-019-0434-3.Zhang, Y.（张莹刚）, Zhu, M.*（朱茂炎）. (2025). Meta-analysis of the DOUNCE event (Shuram/Wonoka excursion): pattern, variation, causal mechanism, and global correlation. Earth-Science Reviews 261. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2024.105000.图1. 关键生物宏演化事件、基于DOUNCEraq重建的全球海水δ13C曲线以及SCION地球系统演化模型中新增的反演模拟策略图2. 基准情景与高磷输入情境下反演模拟的海水δ13C变化、与重建曲线的差值及所需的DOC氧化速率图3. 巨大溶解有机碳库氧化假说中所需溶解有机碳的氧化通量以及可能氧化剂供应量的对比

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2026-07
“小壳化石”揭示头足动物起源于寒武纪早期
近日，中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎院士团队的助理研究员潘兵，参与了长安大学郭俊锋教授领衔的中英美国际团队，共同开展华南寒武纪早期小壳化石相关研究。在此期间，研究人员在陕南镇巴水井沱组（约5.2亿年前）中发现了目前全球最早的具体管头足动物化石——陕西始角石（Eoceras shaanxiense），并对其开展了系统性研究，该成果发表在《自然》（Nature）杂志。现生头足动物是软体动物门中一类具较高智力的独特类群。虽然绝大多数现生头足动物都已失去矿化外壳，转而以外套膜包裹内壳，甚至没有内壳（如以乌贼和章鱼为代表的蛸亚纲）。但我们熟知的化石头足动物（如以角石为代表的鹦鹉螺亚纲）则以硬质矿化外壳为特征，且内部具有一套能调节浮力的结构（如体管、隔壁、气室以及隔壁颈等）。其中，体管是头足动物从基干软体动物分化出来的关键演化革新。由于化石记录的缺失，体管的起源演化过程目前尚不明确。当前已知最早的头足动物为发现于寒武纪晚期（大约4.9亿年前）的寒武短棒角石（Plectronoceras cambria），相较于分子钟估计的头足动物分化于寒武纪早期（约5.4至5.2亿年前）即寒武纪大爆发期间，二者间存在数千万年差别。而全球寒武纪早期大量出现的多门类微小骨骼化石，即“小壳化石”，含有丰富多样的软体动物及多个与其亲缘关系较近的化石类群，是寻找头足类动物起源的潜在宝库。近日，中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎院士团队的助理研究员潘兵，参与了长安大学郭俊锋教授领衔的中英美国际团队，共同开展华南寒武纪早期小壳化石相关研究。在此期间，研究人员在陕南镇巴水井沱组（约5.2亿年前）中发现了目前全球最早的具体管头足动物化石——陕西始角石（Eoceras shaanxiense），并对其开展了系统性研究，该成果发表在《自然》（Nature）杂志。通过使用SEM与Micro-CT等仪器设备观察不同磷酸盐化方式保存的Eoceras shaanxiense化石标本（图1），全面重建了其外部壳体形态与内部解剖结构（图2）。研究发现陕西始角石壳体微小，呈直锥状，壳口倾斜；壳体内部有连接壳口与壳顶的体管，体管靠近腹侧，被多个隔壁分隔；体管与隔壁通过微小管道结构连接（图2）。上述形态特征足以证明陕西始角石已具备早期头足动物的关键形态特征。据此，研究人员提出了头足动物起源于具多隔壁的直管壳类的新观点，并揭示了头足动物可能经历的早期演化路径，即具多隔壁直管壳类→封闭式分节体管的直管壳类→具隔壁颈、连接环的真体管头足类（图3）。由于陕西始角石体内浮力装置较为原始，研究人员推测其浮力调节能力较为有限，主要营底栖游移生活（图3）。该研究将已知最早的头足动物化石记录向前推进了约3000万年，证实了分子钟推算头足类起源于寒武纪早期的观点，填补了该时期头足动物的研究空白。同时启示我们应重新审视寒武纪大爆发时期小壳化石中的疑难管状化石，以期发现更多保存于化石内部的软体与硬体结构，为解析其确切生物亲缘关系属性提供实证材料。该项研究成果长安大学博士后宋祖晨为第一作者，中国科学院南京地质古生物研究所助理研究员潘兵为第二作者，长安大学郭俊锋教授与温汉捷教授以及英国布里斯托大学Jakob Vinther博士为论文共同通讯作者，合作单位还包括西北大学、美国汉诺威学院和甘肃省科学院。研究成果得到国家自然科学基金、国家重点研发计划以及大陆演化与早期生命国家重点实验室开放基金等项目的联合资助。论文相关信息：Song, Z.C., Pan B., Guo, J.F.*, Vinther, J.*, Li, G.X., Han, J., Van Iten, H., Zhao, X.F., Pei, X.Z., Peng, J.X., Qiang, Y.Q., Zhang, B.Y., Wen, H.J.*, 2026. Earliest siphuncle-bearing cephalopod from the early Cambrian. Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-026-10868-y.图1 陕西始角石不同磷酸盐化保存方式；a-e. 保存方式I，显示具倾斜口部的直锥状壳体；f-j. 保存方式II，腹侧壳体磨损显示分节体管与多个次生隔壁；k-p. 保存方式III，单独保存的分节体管图2 陕西始角石壳体形态与内部解剖结构；a-e. 显示具倾斜壳口的直锥状壳体及内部分节体管；f-g. 显示连接隔壁与体管的微小管道结构；h. 显示壳体形态及内部关键解剖结构；i，化石形态结构示意图图3 陕西始角石系统发育位置及生态复原图

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2026-07
镁同位素揭示早侏罗世极热事件期间水文气候放大低纬度大陆风化
中国科学院南京地质古生物研究所副研究员韩中，联合国内外科研机构的学者，通过分析早侏罗世低纬度浅海台地碳酸盐岩赋存的硅酸盐组分（酸不溶物），并将其镁同位素（δ26Mg）变化融入地球系统模型开展研究，发现了极热事件期间极端水文气候对大陆风化具有放大效应。相关研究成果于7月24日在线发表于国际地质学重要期刊《地质学》（Geology）。大陆硅酸盐风化是调节地质时间尺度全球碳循环和气候变化的关键负反馈机制。发生于早侏罗世托阿尔期（距今约1.83亿年）的“托阿尔期大洋缺氧事件（T-OAE）”是一次显著的全球增温事件，伴随大范围海洋缺氧和水循环加剧，被认为是典型的深时极热事件。作为全球气候调节的枢纽，低纬度硅酸盐风化对气候变化高度敏感。然而，受限于地质记录的空间异质性和定量代用指标的欠缺，低纬度化学风化对托阿尔期增温的响应过程及其动力学机制至今仍缺乏深入理解。针对此问题，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员韩中，联合国内外科研机构的学者，通过分析早侏罗世低纬度浅海台地碳酸盐岩赋存的硅酸盐组分（酸不溶物），并将其镁同位素（δ26Mg）变化融入地球系统模型开展研究，发现了极热事件期间极端水文气候对大陆风化具有放大效应。相关研究成果于7月24日在线发表于国际地质学重要期刊《地质学》（Geology）。研究团队对来自早侏罗世托阿尔期当时位于南半球（西藏Kioto碳酸盐台地）和北半球（意大利亚平宁碳酸盐台地）的两个低纬度剖面进行了镁同位素分析（图1）。研究发现，在普林斯巴阶-托阿尔阶（Pl-To）界线（~1.84亿年, 对应Karoo大火成岩省活动）之后，两个剖面均记录了镁同位素的显著正偏，且该偏移趋势与古海温的初步升高相吻合，指示大陆化学风化逐渐增强；此后该风化增强信号持续发展，并在T-OAE碳同位素负偏（NCIE）的启动阶段（对应Ferrar大火成岩省活动）达到高峰（图2），显示出明显的时间延迟响应。研究认为，Pl-To界线早期的碳排放并未立即引发全球风化系统的显著变化；相反，大气碳累积需要突破一个关键的临界点，进而触发T-OAE NCIE时期剧烈的气候环境危机，并将硅酸盐风化强度推向峰值。为探究调控这一风化增强现象的物理机制，研究团队结合通用地球系统模型（CESM）进行了古气候模拟。模拟结果显示，在构造活动相对平静的低纬度地区，厚层土壤风化壳阻碍了下伏基岩与流体接触，使得单一的温度升高（即阿伦尼乌斯热效应）难以驱动显著的风化增强（图3）。然而，极热事件引发了极端的水文气候波动（如热带气旋、强降水及地表洪流等），会增强地表土壤覆盖层的剥蚀，使得下伏基岩暴露，从而极大增进了化学风化作用强度。上述研究利用碳酸盐岩酸不溶物镁同位素证实了低纬度地区在极端温室时期的风化响应，从“土壤剥蚀-风化耦合”的视角，阐明了极端水文事件在加速地球气候自我调节（风化碳汇）中的作用。该研究为理解深时极热事件中气候系统与地球化学循环的非线性耦合关系提供了重要的理论支撑。该研究得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、国家自然科学基金外国学者研究项目、意大利大学与研究部基金以及国际地球科学计划（IGCP 739）等项目的联合资助。论文相关信息： Han, Z.*, Hu, Z., Guo, J., Parente, M., Kemp, D.B., Remírez, M.N., Yuan, S., Li, X., Hu, Y., Jenkyns, H.C., Chen, X., Franceschi, M., Hu, X.*, 2026. Magnesium isotopes reveal hydroclimatically amplified low-latitude weathering during the early Toarcian. Geology, https://doi.org/10.1130/G54555.1.图1. 托阿尔期（Toarcian）古地理图。图中展示了两个低纬度剖面（西藏年多、意大利Mercato San Severino剖面）位置，以及Karoo、Ferrar大火成岩省、风暴沉积记录（黄色点）的分布图2. 早侏罗世地层学和地球化学综合对比图。展示研究剖面镁同位素（δ26Mg）的正偏趋势，及其与碳同位素（δ13C）、风暴沉积记录、古温度变化以及大火成岩省（Karoo和Ferrar）活动的关系图3. 气候模拟结果与大陆风化演变概念模型。上图（A-D）为基于CESM模型模拟的在不同大气CO2浓度下，全球年均地表温度与降水量的空间分布变化；下图（E-F）展示了气候变化驱动大陆风化增强的物理机制，即极端水文事件（如台风、强降水形成的径流）剥蚀地表土壤层，使下伏新鲜基岩暴露，从而加剧化学风化并导致镁同位素偏移的耦合过程

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2026-07
琥珀化石揭示白垩纪萤火虫触角演化与生物发光
近期，中国科学院南京地质古生物研究所现代陆地生态系统起源研究团队研究员蔡晨阳以及布里斯托大学联合培养博士生李言达等联合国内外同行，在白垩纪中期缅甸琥珀中发现了一种独特的萤类甲虫新属：陨枝光萤属（Icaroramus）。根据系统发育分析，该属可能属于已经灭绝的白垩光萤科（Cretophengodidae）。该化石拥有高度复杂的触角结构，同时还完好保存了腹部的发光器官。这两种特征罕见地同时保存于同一化石个体，为探索萤火虫及其近缘类群感觉和信号系统的早期演化提供了重要证据。该项研究成果已于近日在线发表于英国《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B）上。昆虫感知环境和传递信息的能力，是其实现高度多样化的重要基础。在漫长的演化历史中，昆虫发展出了复杂的感觉器官，可以利用气味、声音、颜色以及生物发光等多种媒介进行信息传递。然而，由于软组织和精细结构极难保存，科学家对于这些复杂感知与通讯系统究竟何时出现、如何演化，以及不同信号方式之间如何相互作用，仍然缺乏直接的化石证据。近期，中国科学院南京地质古生物研究所现代陆地生态系统起源研究团队研究员蔡晨阳以及布里斯托大学联合培养博士生李言达等联合国内外同行，在白垩纪中期缅甸琥珀中发现了一种独特的萤类甲虫新属：陨枝光萤属（Icaroramus）。根据系统发育分析，该属可能属于已经灭绝的白垩光萤科（Cretophengodidae）。该化石拥有高度复杂的触角结构，同时还完好保存了腹部的发光器官。这两种特征罕见地同时保存于同一化石个体，为探索萤火虫及其近缘类群感觉和信号系统的早期演化提供了重要证据。该项研究成果已于近日在线发表于英国《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B）上。陨枝光萤最引人关注的特征是其独特的触角结构。该虫具有12节触角，其中第4至11节上各着生有两对形态不同的侧枝：位于触角节基部的一对侧枝较长，末端扩展，具粗毛；位于触角节中部的一对侧枝则相对较短而纤细，仅具细毛。这种在单个触角节上同时出现两对不同形态侧枝的异栉状触角（heteroramose antenna）在整个鞘翅目中具有独特性。从发育演化角度看，这种特殊触角可能源于触角分节机制在单个触角节内被部分重新激活，形成了额外的分枝结构。现生昆虫中，不少依靠化学通讯寻找配偶的类群往往具有较发达的分枝触角，以提升对空气中微量信息素的探测效率。陨枝光萤具有高度复杂的分枝触角，据此推测，其在寻找配偶过程中很可能也主要依赖信息素信号。此外，其两类触角侧枝在形态上存在明显差异，这种分化可能反映触角内部的嗅觉功能分工，使其能够对不同类型的化学信号产生响应。这种高度特化的化学通讯能力表明白垩纪萤类昆虫在生态适应方面已经呈现出较高的复杂性。与触角功能相比，腹部发光器的具体作用则更难直接从化石中确定。现生萤火虫中，依赖光信号寻找配偶的类群通常具有相对简化的触角，而陨枝光萤却同时拥有发达的发光器和高度复杂的分枝触角。这种特征组合与现生主要依赖光信号寻找配偶的萤火虫并不一致，因此陨枝光萤中的发光器更可能承担警戒防御等非性功能，但也不能完全排除发光已经开始参与配偶搜寻的可能性。综上所述，陨枝光萤表明在约一亿年前的白垩纪时期，萤类昆虫已经同时具备高度特化的感觉结构和发光能力，为理解萤火虫复杂信号系统的起源提供了新的化石证据。本研究得到了国家重点研发计划的资助。画师杨定华绘制了复原图。论文相关信息：Li, Y.-D.*, Kundrata, R., Huang, D., Tin Aung Myint & Cai, C.* (2026) A firefly relative that smelled and glowed: evidence for complex signalling systems in Cretaceous lampyroids. Proceedings of the Royal Society B, 293, 20260295. https://doi.org/10.1098/rspb.2026.0295.佩氏陨枝光萤（Icaroramus perisi）与其独特的异栉状触角系统发育分析揭示陨枝光萤（Icaroramus）的系统地位生态复原图，展示白垩纪森林中发光的陨枝光萤

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2026-07
黔北五里坡层首次报道埃吉伍德—华夏腕足动物群
近日，中国科学院南京地质古生物研究所硕士研究生石开彦在研究员黄冰的指导下，与中国科学院院士戎嘉余、研究员詹仁斌首次报道了在贵州湄潭五里坡层中发现的EC动物群。相关研究成果于近期发表于《远古世界》（Palaeoworld）期刊上。以华夏正形贝（Cathaysiorthis）为代表的埃吉伍德—华夏（Edgewood–Cathay，简称EC）腕足动物群，是识别晚奥陶世生物大灭绝后“残存—早期复苏”阶段的重要化石组合。它记录了赫南特贝动物群消失后，奥陶纪型残存类群延续、新生类群出现以及底栖群落重组的过程，对研究奥陶—志留纪之交腕足动物宏演化和古生物地理格局具有重要意义。近日，中国科学院南京地质古生物研究所硕士研究生石开彦在研究员黄冰的指导下，与中国科学院院士戎嘉余、研究员詹仁斌首次报道了在贵州湄潭五里坡层中发现的EC动物群。相关研究成果于近期发表于《远古世界》（Palaeoworld）期刊上。研究共获得1224枚腕足类化石，鉴定出13属13种，以始石燕贝、欣德贝和华夏正形贝为主要成员（图1）。非度量多维尺度分析和网络分析表明，黔北EC动物群与华东典型EC动物群关系密切，而与赫南特贝动物群区别明显（图2）。该发现进一步丰富了早期 EC 动物群在上扬子西南缘的记录。该动物群中，正形贝目和扭月贝目等“奥陶纪型”类群仍占优势，同时出现华夏正形贝等新生类群，显示其处于大灭绝后的残存—复苏早期阶段。与时代相对较晚、志留纪型类群比例上升的河南淅川的华夏正形贝动物群相比，黔北动物群代表了更早的腕足动物群落复苏面貌，并为比较华东、黔北和滇东北同期动物群的区域差异提供了新材料。研究同时厘定了五里坡层、石阡组和尾坝组之间的关系。“五里坡层”是这套地层最早使用的有效岩石地层名称，但二叠系中已有“五里坡组”，形成同名争议。考虑到《中国地层典》认为五里坡组为羊山组的上部地层，不宜单独建组，且《中国岩石地层名词大全》（全国地层委员会，2017）同时收录两个名称，本研究暂时保留“五里坡层”作为该地层有效层级单位。由于石阡组和尾坝组厚度均不足4米，难以满足地层单位的野外填图要求，研究将其调整为石阡层和尾坝层，并视为五里坡层的晚出主观同物异名（图3）。该修订有助于统一黔北及邻区奥陶—志留纪之交的岩石地层框架，为区域地层对比和生物宏演化研究提供更稳定的基础。五里坡层中的腕足动物群自下而上由始石燕贝—欣德贝组合演替为始石燕贝—华夏正形贝组合，生态环境由底栖组合2（BA2）过渡至底栖组合3（BA3），反映水体逐渐加深。该序列记录了大灭绝第二幕之后的一次海侵，为冰后期气候转暖、冰盖消融和海平面上升提供了古生态证据。该研究拓展了华夏正形贝动物群的古地理分布，揭示了华南板块西南部最早期复苏群落的组成与生态变化，也为统一区域地层框架、理解大灭绝后底栖生态系统的重组过程提供了新的关键资料。论文相关信息：Kai-Yan Shi, Bing Huang*, Ren-Bin Zhan, Jia-Yu Rong. 2026. A new Edgewood-Cathay Fauna from the Wulipo Bed (uppermost Ordovician to lowermost Silurian) in South China and its palaeoecological significance. Palaeoworld 35, 201152. https://doi.org/10.1016/j.palwor.2026.201152.图1.黔北EC动物群的主要代表分子图2.网络分析显示研究动物群与华东EC动物群关系密切，而与赫南特贝动物群明显区别图3.原石阡地区的石阡组与镇雄地区的尾坝组厚度均不足4米，被厘定为五里坡层

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2026-07
碎屑物源分析揭示华南晚古生代构造环境和古地理演化
近日，中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代团队助理研究员高彪联合团队成员博士仲钰天和研究生管逸凡，与研究员郄文昆、陈吉涛，对华南地区湖南新邵马栏边剖面泥盆纪末至早石炭世（360–350 Ma）浅水碳酸盐岩沉积建造中的砂岩夹层开展了碎屑重矿物组合、锆石U-Pb测年和锆石微量元素分析，明确了物源组成及其时间序列上的演化趋势；同时，结合前人碎屑锆石数据，研究进一步揭示了华南板块东南区域华夏古陆与西北区域扬子古陆在晚古生代的差异性古地理演化过程。相关成果近期发表于国际地学期刊《亚洲地质》（Journal of Asian Earth Sciences）。晚古生代大冰期期间全球火山-构造活动活跃，被认为对冰川与古气候演化过程具有重要影响。其中，由冈瓦纳大陆与劳亚大陆在古低纬度区域陆-陆碰撞形成的海西造山带隆升，加剧了大陆风化作用，是驱动气候变冷的重要机制。同时，越来越多的研究表明，板块俯冲相关的弧火山带可通过改变大陆硅酸盐风化潜力和火山排气速率，进而影响古气候变化。因此，重建晚古生代时期的全球构造古地理格局是研究古气候变化的重要前提。晚古生代，华南板块孤立分布于古特提斯洋东侧的低纬度带，与泛大洋相接。这一独特的古地理位置使其成为研究古特提斯洋东侧构造演化的理想区域。然而，晚古生代时期华南板块主体为浅水碳酸盐岩台地沉积，西南缘发育多个碳酸盐岩深水盆地，碎屑沉积体系仅局限于古陆边缘。基于上述沉积特征，早期研究认为华南处于稳定的被动大陆边缘构造环境；同时，华南板块鲜有晚古生代的岩浆岩和变质岩记录，也与相对稳定的构造背景相吻合。近年来，泥盆系—三叠系地层中已报道大量晚古生代碎屑锆石数据，指示该时期存在岩浆活动。尽管前人已开展较多物源分析工作，但研究主要集中于华南的东南区域，且提出的构造背景模式尚存争议。构造背景是控制古地理演化的首要因素，研究华南晚古生代古地理演化过程可以进一步明确其构造属性。碎屑锆石由于其稳定的物理-化学特性，被广泛应用于古地理重建研究。前人针对华南的碎屑锆石研究已积累较多数据，但研究样品中的碎屑物质主要来源于邻近古陆，尚未揭示华南板块东南区域的华夏古陆与西北区域的扬子古陆在古地理演化上的差异。而位于扬子古陆与华夏古陆交界区域的湖南新邵马栏边剖面，同时邻近两个主要古陆，其物源演化序列有望记录古地理的演化过程，为解决上述科学问题提供了理想的研究载体。近日，中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代团队助理研究员高彪联合团队成员博士仲钰天和研究生管逸凡，与研究员郄文昆、陈吉涛，对华南地区湖南新邵马栏边剖面泥盆纪末至早石炭世（360–350 Ma）浅水碳酸盐岩沉积建造中的砂岩夹层开展了碎屑重矿物组合、锆石U-Pb测年和锆石微量元素分析，明确了物源组成及其时间序列上的演化趋势；同时，结合前人碎屑锆石数据，研究进一步揭示了华南板块东南区域华夏古陆与西北区域扬子古陆在晚古生代的差异性古地理演化过程。相关成果近期发表于国际地学期刊《亚洲地质》（Journal of Asian Earth Sciences）。研究表明，马栏边剖面碎屑锆石指示物源区组成整体相似，包括扬子板块东缘、华夏板块的广西造山带及江南造山带的岩石。但其砂岩夹层的物源演化序列揭示，广西造山带年龄特征组分的贡献明显下降。数据综合分析结果表明，晚古生代扬子古陆周缘碎屑沉积物信号稳定，指示其处于稳定的被动大陆边缘构造环境；相反，华夏古陆周缘的碎屑沉积物源呈现清晰的时间演化特征，同样表现为广西造山带物源贡献占比降低，反映华夏古陆经历了逐渐伸展夷平的古地理演化过程，这与本研究团队前期提出的古太平洋板块对华南东南缘俯冲引起的岩石圈拆沉的表层响应过程相吻合。综上，华南晚古生代时期扬子古陆与华夏古陆的演化存在显著差异，这一过程是受西北缘稳定的被动大陆边缘与东南缘活动古太平洋板块俯冲两种构造环境驱动的。本研究得到国家自然科学基金青年科学基金项目资助。论文相关信息：Biao Gao* (高彪), Yutian Zhong (仲钰天), Yifan Guan (管逸凡), Wenkun Qie (郄文昆), Jitao Chen* (陈吉涛). Provenance analysis of latest Devonian to early Carboniferous siliciclastic deposits in central South China: Implications for paleogeographic change and tectonic setting of the South China Craton. Journal of Asian Earth Sciences, 310 (2026), e2025GL117395. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2026.107202.石炭纪初期全球与华南古地理图与马栏边剖面研究层段的岩性柱状图华南马栏边剖面砂岩夹层样品中来着扬子区域与华夏区域的碎屑锆石占比变化及其概率上图为华夏古陆周缘碎屑锆石谱峰演化，中图为扬子古陆周缘碎屑锆石谱峰演化，下图为基于碎屑锆石年龄概率累积曲线的构造环境判别图泥盆纪末至早石炭纪时期马栏边剖面区域的物源演化示意图和区域构造环境示意图

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2026-07
白垩纪琥珀揭示螨类由温暖到寒冷的生境转变
近期，中国科学院南京地质古生物研究所王博团队博士后Samuel Costa和王晗与国内外同行合作，在距今约1亿年前的白垩纪缅甸克钦琥珀中发现了塔螨化石。研究团队结合板块构造重建、古气候数据、现代物种分布记录及生态位建模等方法，对该化石开展了系统研究。在揭示其古生物特征的同时，研究也为古生物学如何帮助我们理解现生物种的生物学特征，甚至识别在未来气候变化中较脆弱的生物类群提供了一个良好范例。相关成果近期发表于《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B）。塔螨（Tanaupodidae）是一种稀有的微型螨虫，具有特殊的生活史特征。与许多寄殖螨类一样，它们在幼虫阶段寄生或依附于其它节肢动物，而后期则发育成为自由生活的捕食者，在土壤、枯叶堆和潮湿生境中爬行觅食。塔螨最显著的特点在于，其活跃的后幼期阶段个体多出现在一年中最为寒冷的几个月。与大多数小型土壤节肢动物在春夏季最为常见不同，塔螨通常在冬季活动，且大多生活在寒冷、湿润的生境中，包括湿地、山地，甚至结冰环境。近期，中国科学院南京地质古生物研究所王博团队博士后Samuel Costa和王晗与国内外同行合作，在距今约1亿年前的白垩纪缅甸克钦琥珀中发现了塔螨化石。研究团队结合板块构造重建、古气候数据、现代物种分布记录及生态位建模等方法，对该化石开展了系统研究。在揭示其古生物特征的同时，研究也为古生物学如何帮助我们理解现生物种的生物学特征，甚至识别在未来气候变化中较脆弱的生物类群提供了一个良好范例。相关成果近期发表于《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B）。此前，塔螨仅见于北半球。现生代表主要分布于欧洲、亚洲和北美的温带湿润地区，部分物种甚至仅限于寒冷的山地环境。该科的化石记录此前仅有两处：距今四千多万年的始新世波罗的海琥珀以及距今1亿多年的白垩纪法国琥珀。白垩纪缅甸克钦琥珀中化石的发现，拓展了我们对这类螨虫生态环境的认识。尽管克钦琥珀如今产自东南亚，但地质学和古生物学证据表明，其形成于缅甸地体——一个源自冈瓦纳古陆的岛屿状陆块，在白垩纪时期正向北漂移，最终成为亚洲大陆的一部分。该发现为塔螨在冈瓦纳来源陆块上的首次记录。结合法国白垩纪化石记录，表明该科在约1亿年前已经分布于相距遥远的多个陆块。这也引出一个重要的演化问题：若现生塔螨是适应寒冷、湿润环境并在冬季活动的螨类，其远古亲缘类群为何在1亿年前热带森林中存在？为探讨这一问题，研究人员基于131条经过核验的现代分布记录，运用最大熵模型（MaxEnt：一种基于机器学习的生态位建模方法）识别了现生塔螨最适宜生存的气候条件和地理区域。结果显示，寒冷且湿润的冬季条件是影响现生该科分布的关键因素。其中，最冷月最低气温是影响最大的气候变量：当最冷月气温低于0°C时，其环境适宜度最高，随着冬季气温升高，适宜性迅速下降。然而，化石记录呈现了不同图景。古植物学证据表明，两种已知含有塔螨的白垩纪琥珀—克钦琥珀和法国琥珀，都形成于温暖湿润的热带森林。古气候重建结果显示，法国白垩纪琥珀产地的冬季温度显著高于现生塔螨的耐受范围。相比之下，始新世波罗的海琥珀来自湿润的暖温带森林，其冬季温度与现代该科的生态需求较为接近。上述证据共同表明，塔螨在其演化历史中发生过一次重大的生态转变：它们在白垩纪曾经拥有更广泛的分布范围，包括热带森林生态系统；而如今则退缩至寒冷、湿润且分布受限的栖息地中。该发现不仅为该科增添了新的化石记录，也揭示了一个现生寒冷适应类群的祖先曾经生活在温暖的热带环境中。这项研究也为现代生物保护提供了启示。如果现生塔螨的分布确实受到冬季高温的限制，那么持续的全球气候变暖可能进一步压缩其适宜生境，尤其是那些仅出现于寒冷山区和湿润温带湿地的物种。因此，此研究也凸显了化石记录在识别对气候变化敏感的生物谱系方面的潜在价值。本研究得到了国家自然科学基金、中国科学院以及巴西国家科学技术发展委员会的资助。论文相关信息：Costa, S.G.S., Klimov, P.B., Moreira, D.B.P., Wang, H., Assis-Silva, M.H. & Pepato, A.R. (2026) From warm to cold habitats: a Cretaceous Tanaupodidae fossil reveals a major climatic niche shift and wider past distribution in winter-active mites. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 293, 20261497. https://doi.org/10.1098/rspb.2026.1497.保存于克钦琥珀中的化石螨虫塔螨的白垩纪记录，分别来自法国琥珀和克钦琥珀推断的现生塔螨气候适宜区；暖色表示适宜性更高从温暖到寒冷的生境：白垩纪热带琥珀森林、始新世波罗的海琥珀森林以及现生塔螨冷季栖息地之间的比较，包括模拟的冬季平均温度

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连续天文年代标尺革新埃迪卡拉纪时间框架
近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员王伟、比利时布鲁塞尔自由大学（VUB）和德国明斯特大学联培博士生薛乃华，联合国际研究团队，基于华南宜昌雾河岩芯样品，建立了埃迪卡拉纪目前时间跨度最长的连续天文年代标尺（635.1 ± 0.6 Ma 至 568.3 ± 6.8 Ma）。该标尺为埃迪卡拉纪地球化学扰动和生物群演替提供了新的年龄约束，揭示了Shuram碳同位素负漂移事件在全球纪录中的显著时间异质性，以及华南台内盆地碳同位素扰动与二级海平面变化之间的耦合关系。相关论文近日发表于国际学术期刊《前寒武纪研究》（Precambrian Research）。埃迪卡拉纪（635–538 Ma）是地球宜居性演化的关键时期。然而，埃迪卡拉纪的时间框架精度远不及显生宙，其内部年代学约束的不足严重阻碍了全球地层对比和埃迪卡拉系内部地层划分的进展，也导致生物地球化学循环扰动的时间约束及其驱动机制存在广泛争议。旋回地层学通过识别沉积记录中的米兰科维奇周期，并利用特定轨道周期作为时间-深度校准的“节拍器”，可为深时沉积序列建立高分辨率的天文年代框架。近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员王伟、比利时布鲁塞尔自由大学（VUB）和德国明斯特大学联培博士生薛乃华，联合国际研究团队，基于华南宜昌雾河岩芯样品，建立了埃迪卡拉纪目前时间跨度最长的连续天文年代标尺（635.1 ± 0.6 Ma 至 568.3 ± 6.8 Ma）。该标尺为埃迪卡拉纪地球化学扰动和生物群演替提供了新的年龄约束，揭示了Shuram碳同位素负漂移事件在全球纪录中的显著时间异质性，以及华南台内盆地碳同位素扰动与二级海平面变化之间的耦合关系。相关论文近日发表于国际学术期刊《前寒武纪研究》（Precambrian Research）。研究团队对陡山沱组钻井岩芯开展了米级无机碳同位素（δ13Ccarb）分析、5厘米间距自然伽马（GR）测井以及毫米级XRF岩芯扫描。团队创新性地引入重现性分析方法（图1），结合多指标联合分析，实现了长时间尺度上天文年代标尺的连续构建。此外，研究综合考虑了绝对年龄锚点、长偏心率周期、各段内天文调谐的不确定性以及误差的累积与传播，最终给出了带有量化不确定性评估的年龄模型。根据天文年代学研究，华南台内盆地记录的主要地球化学扰动和生物群得到新的年龄约束（EN3/DOUNCE触发≤ 584.2 ± 5.2 Ma，持续时间12.2 ± 1.4 Myr–15.9 ± 1.7 Myr；EN2/BAINCE：≤ 599.5 ± 3.2 Ma至≤ 593.2 ± 4.0 Ma；WANCE最负值≤ 613.9 ± 2.0 Ma；大型带刺疑源类：632.5 ± 0.48 Ma至≤ 584.2 ± 5.2 Ma；蓝田生物群：~616 Ma至~593 Ma；瓮安生物群：≤ 613.9 ± 2.0 Ma至≤ 584.2 ± 5.2 Ma；庙河生物群：晚于568.3 ± 6.8 Ma至~550 Ma）（图2）。前人研究大多认可Shuram碳同位素负漂移事件的全球可对比性，将其作为全球地层划分对比的标准参照。本研究基于天文年代学为Shuram碳同位素负漂移事件提供了时间异质性的全新视角。华南台内盆地记录的Shuram碳同位素负漂移事件（EN3/DOUNCE）可能比广海记录更早触发且持续时间更长，尤其是其触发过程更缓慢（δ13Ccarb从0‰漂移至最低值历经~4.2 ± 0.4 Myr），其触发速率大约比阿曼记录的Shuram碳同位素负漂移事件触发慢3.5倍（图2）。这一发现提示，未来对Shuram碳同位素负漂移事件触发机制及生物地球化学扰动的研究应考虑δ13C变化在时空上的异质性。为进一步探究埃迪卡拉纪浅海碳循环时间异质性的可能驱动因素，研究团队基于岩石学、天文校准的沉积速率以及时间域ρ1（一阶自相关系数）模型，重建了华南台内盆地约67个百万年尺度相对海平面变化。结果显示，该盆地碳同位素的负漂移事件与“M”形二级海平面变化之间存在高度的耦合关系（图3）。这一海平面重建结果为理解埃迪卡拉纪碳同位素扰动提供了一种可能的动力学解释，并且能够与先前关于沉积学和古地理学、碳循环、大气与海洋氧化还原状态、海洋磷循环以及大陆风化作用等方面的研究结果相互印证，形成较为协调的整体认识。研究得到中国科学院战略性先导科技专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金及VUB战略研究计划‌等资助。论文相关信息：Naihua Xue, Wei Wang*, David De Vleeschouwer, Chengguo Guan, Mingsong Li, Meng Wang, Xunlai Yuan, Philippe Claeys, Astrochronology of the Ediacaran Period reveals the temporal heterogeneity and sea-level pacing of Shuram excursion. Precambrian Research 445 (2026) 108222. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2026.108222.图1 华南宜昌雾河钻孔中陡山沱组的综合地层剖面。(a)与高分辨率岩性柱状图对齐的δ13C(‰，VPDB)曲线;(b)自然伽马(GR)测井曲线;(c)GR的重现性分析; (d)重现性分析的确定性(DET)水平图2 华南地区经天文年代校准的δ13C(‰，VPDB)框架，以及天文校准的沉积速率、华南埃迪卡拉纪化石带延限以及时间域GR序列的ρ1模型图3 二级海平面振荡驱动的华南EN3/DOUNCE地球化学模式3D概念图

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新技术揭示埃迪卡拉纪地衣状化石的共生特征
近期，中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队博士生曲含直在研究员庞科的指导下，与中国科学院地球化学研究所、爱尔兰圣三一学院、美国弗吉尼亚理工大学等单位的相关研究人员合作，系统描述了研究团队此前在贵州瓮安生物群（约6亿年前）中报道的地衣状菌藻共生体化石，将其命名为原始瓮安衣（Wenganomyces primitivus gen et sp. nov.）。原始瓮安衣保存于瓮安地区埃迪卡拉纪陡山沱组的硅质磷块岩中，研究利用激光共聚焦显微成像技术（CLSM）、拉曼光谱等新技术对该化石进行了三维形态复原和谱学分析，揭示了现代类型地衣出现以前菌藻共生体的形态特征及其演化模式。该项研究成果于2026年7月22日在线发表于自然指数期刊《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences）。共生是自然界中常见的生态关系，在推动真核生物演化和复杂生态系统构建等方面具有重要作用。地衣是共生作用的典型例子，它们是由真菌（菌物共生体）和真核藻类/蓝细菌（光合共生体）组成的共生生物。菌物共生体可以保护光合共生体免受紫外线或干旱的影响，并为后者提供水分、无机盐；而光合共生体可以为菌物共生体提供稳定的光合作用产生的有机物，或者固氮作用产生的氮源。分子钟研究表明，能够形成现代类型地衣的真菌（lichenized fungi）可能直到植物登陆之后才出现。然而，实体化石证据表明，真菌的起源时间至少在老于10亿年前的中元古代末期，蓝细菌的起源时间可以追溯到古元古代大氧化事件（25-23亿年前）甚至更早。因此，在现代类型地衣出现之前，真菌与藻类/蓝细菌之间可能已经发展了较长时间的共生关系，值得对它们的共生特征和演化模式进行深入的研究与探讨。近期，中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队博士生曲含直在研究员庞科的指导下，与中国科学院地球化学研究所、爱尔兰圣三一学院、美国弗吉尼亚理工大学等单位的相关研究人员合作，系统描述了研究团队此前在贵州瓮安生物群（约6亿年前）中报道的地衣状菌藻共生体化石，将其命名为原始瓮安衣（Wenganomyces primitivus gen et sp. nov.）。原始瓮安衣保存于瓮安地区埃迪卡拉纪陡山沱组的硅质磷块岩中，研究利用激光共聚焦显微成像技术（CLSM）、拉曼光谱等新技术对该化石进行了三维形态复原和谱学分析，揭示了现代类型地衣出现以前菌藻共生体的形态特征及其演化模式。该项研究成果于2026年7月22日在线发表于自然指数期刊《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences）。原始瓮安衣化石以丝状体和球状体两类结构为特征，分别解释为菌物共生体（真菌菌丝）和光合共生体（球状蓝细菌/蓝藻）。丝状体的末端或中部发育球形和梨形的膨大结构，解释为真菌囊孢或孢子。研究团队利用CLSM对原始瓮安衣进行三维形态复原，发现二类结构在化石的各个区域基本上均有分布，未见明显的分层；一般情况下，菌丝沿蓝藻细胞聚集体外围分布，少数菌丝可伸入聚集体内部与蓝藻细胞发生更多的接触。谱学分析近年来被越来越多地应用到早期真核生物化石的属性判断中。研究团队对原始瓮安衣的丝状体及其膨大结构、球状体以及同层位产出的丝状蓝藻、球状真核藻类化石进行拉曼光谱对比研究。结果表明，在化学空间分布上，菌物共生体与光合共生体的分布区域仅存在少量重叠；两者作为整体与同层位其他的真核藻类、蓝藻化石则完全分离。这表明原始瓮安衣中的丝状体与球状体之间的生物前体物质（biological precursor）更加相似，而与同层位其他丝状蓝藻或球状藻类的生物前体物质差异更大，表明它们之间的生物属性很可能存在差异。研究团队进一步利用CLSM对原始瓮安衣内部的菌物共生体和光合共生体的相互作用展开了精细观察，识别出切向接触和包绕接触两种类型。第一类切向接触作用，发生频率约为15%，菌丝以相切的方式与单个蓝藻细胞或细胞聚集体发生物理接触；第二类包绕接触作用，发生频率相对较低，菌丝呈现不同程度的弯曲，从而将单个蓝藻细胞部分围绕。这两类相互作用在现代类型地衣中常见，在其他真菌与藻类/蓝细菌的共生关系中也可见到。研究人员将原始瓮安衣与现生的常见菌藻共生关系进行逐一对比，认为其体现的共生特征，虽然与现代类型地衣存在共同之处，但是处于较低的复杂程度，与现代类型地衣仍存在差距。相对而言，一类称为过渡型地衣（borderline lichen）的菌藻共生物，可以作为更好的现生参照物。在过渡型地衣中，菌物共生体和光合共生体仅以松散的方式交织在一起，二者之间也可以观察到切向接触和包绕接触两种相互作用，与原始瓮安衣相似程度较高。另外，过渡型地衣主要发现于浅海环境，与原始瓮安衣的保存环境相似。研究团队将原始瓮安衣与此前报道的菌藻共生化石记录进行系统比较，包括瓮安地区埃迪卡拉纪陡山沱组底部盖帽白云岩中的真菌化石以及共存的球状化石，以及苏格兰泥盆纪莱尼燧石中的地衣状共生化石——温弗雷尼亚衣Winfrenatia。研究认为这几类化石呈现的共生关系逐渐趋于复杂，构成了从简单互动到高度有序的共生发展序列，最终为现代类型地衣的出现奠定了基础。研究团队此前在陡山沱组盖帽白云岩的席状裂隙中报道的约6.3亿年前的真菌状化石，其与共存的大球体化石之间可能存在共生关系，然而仅观察到穿刺和切向接触两种方式，且两者之间的关系通常不紧密，复杂程度最低。本研究系统描述的约6亿年前的原始瓮安衣中，除了切向接触外，还存在菌丝包绕蓝藻细胞的现象，共生体之间的关系较前者更加紧密，复杂程度稍高；在泥盆纪莱尼燧石中发现的约4.1亿年前的温弗雷尼亚衣中，菌物共生体已经可以通过网结形成菌丝网络，并能够同时与球状和丝状蓝藻建立共生关系，复杂程度相比于前两者更高。现代类型地衣在晚古生代后逐渐繁盛，展现出了真菌-藻类/蓝细菌的分层现象，代表了更为复杂且有序的共生关系。本研究认为，在现代类型地衣出现之前，菌物与藻类/蓝细菌之间探索发展出了多种稳定的共生模式，表现出不同程度的共生复杂性。这些菌藻共生体未必最终均发展成了真正的地衣，但是其体现的共生特征的复杂化，可能为最终的地衣化进程奠定了基础。此外，埃迪卡拉纪菌藻共生复杂度的提升，可能与新元古代“雪球地球”事件结束之后发生的环境剧变有关。这种大幅度的环境扰动，可能促进了生物之间的“抱团取暖”，为不同生物探索形成稳定的共生关系提供了契机。本研究得到了国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金委等项目的联合资助。论文相关信息：Qu H, Pang K*, Gan T, Loron CC, Ouyang Q, Cui W, Li G, Yuan X, Xiao S. 2026. Fungal-algal associations from the early Ediacaran herald increasing symbiotic complexity before modern lichens. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 293: 20260673. https://doi.org/10.1098/rspb.2026.0673.原始瓮安衣的形态特征、三维复原以及拉曼光谱比较研究原始瓮安衣中的菌物共生体特征以及共生相互作用的三维复原自然环境（A-C）和人工培育（D-H）条件下的现生过渡型地衣（borderline lichen），棕色的部分为何德菌Hortaea的细胞或菌丝，绿色的部分为杜氏盐藻Dunaliella的细胞，改自Muggia L, Zalar P, Azua-Bustos A et al., 2020. The beauty and the yeast: can the microalgae Dunaliella form a borderline lichen with Hortaea werneckii? Symbiosis, 82(1): 123–131.研究提出的从简单互动到高度有序的菌藻共生关系发展序列

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我国早侏罗世已绝灭松柏类植物-坚叶杉化石新发现揭示系统分类和古环境意义
最近，中国科学院南京地质古生物研究所研究员王永栋联合西北大学地质学系副教授周宁，以及安徽理工大学和成都理工大学等学者，首次在中国发现了保存完好的坚叶杉化石标本－斑点坚叶杉（Pagiophyllum maculosum Kendall），获得了保存角质层的枝叶、雄球花和雌球果等关键繁殖器官压型化石材料，并成功还原了其“整体植株模样”。这一发现不仅解决了该类群长期悬而未决的分类学谜题，还为重建侏罗纪早期的古气候和古环境提供了关键证据。研究成果发表在国际学术刊物《古植物与孢粉学论评》（Review of Palaeobotany and Palynology）。坚叶杉（Pagiophyllum）是已灭绝的松柏类植物，广泛分布于全球晚二叠世至晚白垩世地层中。该属以覆瓦状排列的鳞片叶及厚角质层为特征，常被归入掌鳞杉科（Cheirolepidiaceae）——一个在古生态学上具有重要意义的已灭绝松柏类科。长期以来，由于之前化石记录的不完整性，缺乏关键的繁殖器官（球果）和角质层证据，科学家们一直难以确定坚叶杉在植物系统演化树上的准确分类位置，甚至一度误以为它与现代的柏科或南洋杉是近亲。最近，中国科学院南京地质古生物研究所研究员王永栋联合西北大学地质学系副教授周宁，以及安徽理工大学和成都理工大学等学者，首次在中国发现了保存完好的坚叶杉化石标本－斑点坚叶杉（Pagiophyllum maculosum Kendall），获得了保存角质层的枝叶、雄球花和雌球果等关键繁殖器官压型化石材料，并成功还原了其“整体植株模样”。这一发现不仅解决了该类群长期悬而未决的分类学谜题，还为重建侏罗纪早期的古气候和古环境提供了关键证据。研究成果发表在国际学术刊物《古植物与孢粉学论评》（Review of Palaeobotany and Palynology）。斑点坚叶杉（Pagiophyllum maculosum）最初仅报道于英国约克郡的中侏罗世地层中。然而，受限于化石保存状况，该类标本迄今未能发现确凿的角质层形态及繁殖结构信息。最近，科研人员在中国湖北西部的秭归盆地距今约1.8亿年前的早侏罗世地层中，首次发现了该植物带角质层的营养枝、雄球花与雌球果的连生珍贵标本，从而解决了其分类归属的争议，确认其属于已灭绝的掌鳞杉科。科研团队利用光学及荧光显微镜、扫描电子显微镜及三维X射线显微镜（显微CT）方法，对其营养枝叶、雌球果、雄球花及表皮构造开展了精细的形态解剖学研究。结果显示，化石标本为保存完好的坚叶杉型营养枝且与雌雄球果呈有机连生，雌球果呈椭圆形，由 36–40 枚螺旋状排列的苞鳞-种鳞复合体组成（图1-2）；叶片角质层具有椭圆形气孔器和 4–6 个周围环绕副卫细胞，构成了典型的旱生植物保护结构（图3-4）；雄球花近球形，具盾形小孢子叶,并具有典型的克拉梭粉（Classopollis）型原位花粉（图4）。基于这些详尽的形态与解剖特征的深入研究，使研究团队得以首次重建该物种的全株植物复原图，从而再现了这一植物在侏罗纪时期的整体面貌（图5）。受限于化石材料的保存状态，以往发现的坚叶杉属多为叶片化石，缺乏关键的繁殖器官证据。由于其叶片的形态与与柏科（Cupressaceae）、杉科（Taxodiaceae）、南洋杉科（Araucariaceae）及掌鳞杉科（Cheirolepidiaceae）均存在显著的相似性，致使其分类学属性易于产生混淆，属下的各种曾被归入不同的科，从而导致坚叶杉属的分类历史极为复杂。为了评估相关叶化石类群间的形态相似性，研究人员基于离散性状特征开展层级聚类分析（图6）。为此构建一个包含29个化石类群和6个现生类群（杉科及南洋杉科物种）的18个性状形态矩阵。通过与相关类群叶片、雌雄球花及花粉的详细比较，结合聚类分析结果证实，斑点坚叶杉（Pagiophyllum maculosum）的叶部结构可明确归入短叶杉属（Brachyphyllum-type）型形态空间，且与Brachyphyllum和Elatides（似纵属）具有强烈形态亲缘关系，并确认斑点坚叶杉应归属于掌鳞杉科的结论。该研究为这一坚叶杉形态属的自然分类归属和重建侏罗纪掌鳞杉科植物的完整形态提供了重要化石证据。此外，该植物化石的叶片具有角质层厚、气孔下陷、叶片游离部分短等典型旱生植物特征。其赋存层位中的伴生植物组合以银杏类、本内苏铁类和松柏类等裸子植物为主，蕨类植物极为稀少，表明当时区域气候呈现干旱或半干旱特征。该研究为进一步理解早侏罗世晚期的古气候、古环境以及掌鳞杉科植物的生态适应性提供了重要实证。本项研究得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目等联合资助。论文相关信息：Ning Zhou*, Yongdong Wang*, Yuanyuan Xu, Pengcheng An, Ziheng Wu. Whole-plant reconstruction of Pagiophyllum maculosum (Cheirolepidiaceae) from the Early Jurassic of China: Insights from new fossil material. Review of Palaeobotany and Palynology, 348 (2026): 105540. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034666726000424.图1. 产自湖北秭归下侏罗统的斑点坚叶杉（Pagiophyllum maculosum）植物化石标本图2. 斑点坚叶杉（P. maculosum）的雌球果标本图3. 斑点坚叶杉（P. maculosum）叶片角质层的荧光显微照片图4. 斑点坚叶杉（P. maculosum）的角质层微观结构的扫描电镜照片（A-D）与克拉梭粉（Classopollis）原位花粉的光学显微照片图5. 斑点坚叶杉（P. maculosum）的复原图，示带叶枝条、雄球花、雌球果、种鳞及克拉梭粉（Classopollis型）原位花粉图6. 基于形态矩阵分析得出的松柏类层次聚类图，揭示了化石类群与现生类群间（标注*）的形态亲缘关系。颜色区分形态相似性聚类，外围标签为分类单元，内圈热图展示具体性状分布

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