科研进展

LOME后腕足动物辐射研究取得系列进展

发布时间:2026-05-11 打印

晚奥陶世大灭绝事件(Late Ordovician Mass Extinction, LOME)之后,全球气候转暖、海平面上升,腕足动物等底栖生物迅速恢复并发生再辐射。以往研究多认为,LOME后志留纪早期腕足动物的复苏主要表现为浅海环境中多样性的恢复,但对于其生态空间是否扩展、群落结构如何更替、古生物地理格局如何重组等关键问题,认识仍相对有限。

近期,南京古生物所研究员黄冰等围绕LOME后腕足动物复苏与再辐射开展系列研究。相关成果表明,LOME后的腕足动物辐射并非简单的多样性回升,而是伴随生态空间的拓展、全球古地理分布的扩张、优势类群的异步替换以及区域环境控制下的群落演替。这些认识为理解大灭绝后生态系统重建机制提供了新的证据。相关成果已发表在《古生物学杂志》Journal of Paleontology三古Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology和《澳大利亚古生物》Alcheringa等期刊。

这些研究不仅从全球视角揭示了腕足动物复苏的宏观规律,也从华南的区域案例中探究了其演化的微观机制,主要进展包括

(1)华南特列奇期首次发现深水型腕足动物群

华南早志留世特列奇期腕足动物记录丰富,其中秀山动物群长期被认为分布于浅水环境。科研人员对四川广元碧峰观剖面宁强组下—中特列奇阶腕足动物群开展系统研究,共鉴定出21种、20属腕足动物,并通过非度量多维尺度分析(NMDS)、网络分析和丰度热图等方法,划分出三个连续演替的腕足动物组合。其中,最低部的AegiriaEpitomyonia组合以深水指示属Epitomyonia较为丰富为显著特征,代表华南特列奇期秀山动物群中首次明确发现的BA4深水群落。其后出现的AegiriaMegaspinochonetes组合和FardeniaStriispirifer组合则指示环境由BA4逐渐变浅至下部—上部BA3,构成一个完整的向上变浅序列。

该发现表明,LOME后华南腕足动物辐射的生态范围比以往认识更宽,秀山动物群并不限于浅水环境,而是已扩展至较深水生态空间。该研究进一步指出,该剖面位于扬子地台北缘,其特殊古地理位置可能为深水型腕足动物群提供了相对稳定的栖息地。该成果不仅补充了华南特列奇期深水底栖群落记录,也揭示了局地古地理条件在LOME后生态系统重建中的重要作用。

(2)全球尺度揭示LOME后腕足动物辐射的古生物地理与分类学重组

为了从宏演化尺度理解LOME后腕足动物的复苏与再辐射,科研人员整合鲁丹期、埃隆期和特列奇期六个时间间隔(每个期细分为早晚)的全球腕足动物属级出现数据,利用bootstrap多样性估计、分段回归、广义加性模型(GAM)、NMDS和网络分析等方法,对早志留世腕足动物多样性、空间分布和群落结构变化进行了系统分析。研究发现,腕足动物属级多样性在鲁丹期至埃隆期快速上升,晚埃隆期达到较高水平,此后在特列奇期总体保持稳定并伴随轻微波动。更重要的是,腕足动物辐射过程不仅体现为多样性增加,还表现为显著的地理扩张、古生物地理分区性减弱,以及不同古板块上优势腕足动物类群的异步替换。总体来看,腕足动物群组成由较具奥陶纪特征的类型,逐步转向更典型的志留纪型组合。该成果强调,单纯依靠多样性曲线难以完整揭示大灭绝后的宏演化过程。地理分布扩张、群落结构变化和优势类群转换,才是理解LOME后腕足动物再辐射的关键指标。

(3)华南特列奇期腕足动物群落更替揭示区域环境控制作用。科研人员还对四川南部布拖地区乌科剖面大路寨组腕足动物群进行了系统采集和定量分析。该动物群采自14个化石层,包含18种、17属,主要由无洞贝类、扭月贝类、小嘴贝类和石燕贝类等组成,显示出典型志留纪腕足动物群特征。研究识别出两个腕足动物组合:下部的Nalivkinia elongataMegaspinochonetes subrectangularis组合,以及上部的Nalivkinia magnaHowellella shiqianensis组合。该群落更替反映出局地海洋环境的逐渐变浅,可能与扬子地台区域性隆升有关。研究表明,LOME后腕足动物辐射在区域尺度上具有明显异质性,构造背景、海平面变化和局地水深共同影响了底栖群落的组成和演替。

上述系列研究从全球和区域两个尺度共同表明,LOME后腕足动物复苏与再辐射是一个复杂过程:全球尺度上表现为地理扩张和分类学重组,区域尺度上则表现为深水生态空间拓展和受古地理背景控制的群落更替。这些成果深化了对大灭绝后生态系统重建机制的认识,也为理解早志留世海洋生态系统的恢复过程提供了新的化石证据。

本研究得到国家自然科学基金项目和国家重点研发计划资助。

论文相关信息:

Huang B, Chen D, Pan F, Shi K. 2026. First record of a deep-water brachiopod fauna in the Telychian of South China and its paleoecological implications. Journal of Paleontology. 99(6): 1293-1302. https://doi.org/10.1017/jpa.2025.10200.

Huang, B., Chen, D., & Shi, K. 2025. Characterizing the biogeographic and taxonomic patterns of post-LOME (early Silurian) diversification of brachiopods. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 675, 113105. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2025.113105.

Huang, B., Chen, D., & Candela, Y. 2025. A new brachiopod fauna from the Telychian (early Silurian) of Southwest China and its palaeoecological significance. Alcheringa: An Australasian Journal of Palaeontology, 49(1), 30–39. https://doi.org/10.1080/03115518.2024.2431912.


四川广元碧峰观剖面宁强组腕足动物组合演替与多样性变化

分段回归及广义加性模型揭示全球腕足动物多样化进程在特列奇期开始停滞

LOME后辐射期全球几大古板块腕足动物属级气泡图显示优势腕足动物类群的异步替换

乌科剖面大路寨组腕足动物组合与多样性变化

碧峰观剖面与乌科剖面代表性腕足动物及Latex照片


附件下载: