科研进展
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微体化石记录揭示植物早期登陆史近日，中国科学院南京地质古生物研究所特别研究助理王凯博士，与研究员徐洪河、刘炳材博士和研究员王怿，梳理了自1971年相关研究正式开展以来，全球范围内积累的隐孢子化石记录。对这一化石类群在形态、分类、亲缘关系、生物地层与演化意义等方面取得系统性认识，并采用Chao2指数、广义加性模型、非度量性多维标度变换、网络分析和SIMPER分析等方法，综合研究了长时间尺度下的隐孢子多样性变化和早期孢子组合的古地理分异。相关成果近日以长篇幅论文的形式发表于国际地学期刊《地球科学评论》（Earth-Science Reviews）。植物登陆（plant terrestrialization）是地球生命演化历史中的重大事件之一，意味着早期陆地生态系统的初级生产力基础从以细菌、藻类和地衣等类群构成的“生物结皮（biocrust）”，发展成了以陆生植物（亦称“有胚植物[embryophytes]”）为主导的绿色植被，这一过程对现代地球宜居环境的形成产生了深远影响。然而，长期以来，深入研究体系的缺乏，导致对植物登陆早期历史的系统性认识明显不足。植物登陆的早期历史以有机质壁微体化石的形式保存在了早古生代至泥盆纪早期形成的地层中。这些化石构成了相关实证研究的基础。与其它早期陆生植物微体化石相比，隐孢子在地层中出现较早，且地史跨度长、空间分布广，使其成为探索植物登陆早期历史的关键研究对象。近日，中国科学院南京地质古生物研究所特别研究助理王凯博士，与研究员徐洪河、刘炳材博士和研究员王怿，梳理了自1971年相关研究正式开展以来，全球范围内积累的隐孢子化石记录。对这一化石类群在形态、分类、亲缘关系、生物地层与演化意义等方面取得系统性认识，并采用Chao2指数、广义加性模型、非度量性多维标度变换、网络分析和SIMPER分析等方法，综合研究了长时间尺度下的隐孢子多样性变化和早期孢子组合的古地理分异。相关成果近日以长篇幅论文的形式发表于国际地学期刊《地球科学评论》（Earth-Science Reviews）。迄今，隐孢子存在狭义和广义两种截然不同的定义，前者认为隐孢子仅来自有胚植物，而后者将来自链型藻类（与陆生植物的起源密切相关）的孢型化石也包含在内（目前已知记录仅来自美国和中国的寒武系，以及澳大利亚下奥陶统）。学术界普遍认可的最古老隐孢子来自沙特阿拉伯和阿根廷的中奥陶统。截至目前，全球范围内已发现36属102种隐孢子（广义），现行的分类学依据主要来自孢体数量、孢体是否具外膜包裹，以及表面装饰和孢壁结构。来自志留纪晚期至泥盆纪早期的始植物（eophytes）原位保存的孢子表明，隐孢子的母体植物可能是维管植物的基部干群，不过，考虑到更古老的奥陶纪分散孢子记录，无法完全排除这些早期植物作为有胚植物干群而存在的可能性。研究认为，现有化石的形态多样性和地理分布表明，晚奥陶世是早期陆生植物演化的首个辐射期。至志留纪早期，全球陆生植物群落的面貌已开始出现地理分化。随着早期三缝孢的出现和多样化，在志留纪中晚期，这种地理分化变得更加显著，而在此期间，隐孢子未显示出进一步的形态多样化。尽管处于其演化历史的晚期，早泥盆世仍然是隐孢子母体植物的一个重要繁盛期。研究进一步指出，隐孢子古地理分布格局暗示了最早的陆生植物类群具有较强的生态适应性，从赤道到高纬度气候区均有出现，并且，这一特征贯穿了中奥陶世至早泥盆世的植物登陆过程。然而，自中泥盆世以后，即使在来自陆相沉积的高丰度和高分异度的孢子组合中，也难觅隐孢子的踪影。今后对隐孢子化石记录的深入发掘与分析，以及跨学科视域下的融合研究，将进一步发展和完善早期植物由水生向陆生演化的现有理论体系，破解更多植物登陆历史的谜团。该项工作为认识植物早期登陆历史，提供了来自微体化石记录的全景式证据，同时，搭建了面向未来的早期陆生植物微体化石研究的多层次框架。研究成果为对植物登陆感兴趣的化石爱好者、本领域的专业研究者，以及交叉学科的合作者提供了一站式的参考资料。本研究得到了科技部国家重点研发计划“植物登陆及其资源环境效应”项目的支持与资助。相关论文信息：Wang, K., Xu, H.H.*, Liu, B.C., Wang, Y. (2026). Dynamic evolution of cryptospores: The origin and rise of the land flora. Earth-Science Reviews, 105476. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2026.105476Wang, K., Xu, H.H.*, Yin, L.M. (2026). Cryptospores from the Shipai Formation (Cambrian Series 2, Stage 4) of Yichang, southern China. Palynology. https://doi.org/10.1080/01916122.2025.2589185隐孢子各个形态类型的代表性化石标本隐孢子的形态分类体系隐孢子的多样性变化曲线（图左）和地层延限分布（图右）隐孢子的古地理分布（图左）和早期孢型化石组合的非度量性多维标度变换、SIMPER分析结果（图右）242026-04 -
宽川铺生物群环节动物研究取得重大进展近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员张华侨领衔的国际研究团队，报道了在寒武纪幸运期宽川铺生物群发现的磷酸盐化立体保存的多毛类环节动物化石，揭示了显生宙最早期环节动物的演化。该成果于北京时间2026年4月21日在线发表于国际顶级学术期刊《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）。南京古生物所特别研究助理咸晓峰博士为唯一第一作者，张华侨和美国弗吉尼亚理工大学教授肖书海为共同通讯作者。环节动物是地球上物种最丰富、生态分布最广的动物门类之一。现生的环节动物传统上分为多毛类（如沙蚕和浮蚕）、寡毛类（如蚯蚓）和蛭类（如蚂蝗）。环节动物的身体柔软，表皮主要成分为蛋白质，死亡后极易腐烂。因此，环节动物化石多为虫颚、栖管等硬体结构，表皮等软体结构只能保存在特异埋藏化石库中。环节动物可能在埃迪卡拉纪就已经出现了，如夷陵虫和克劳德管，但是它们的亲缘关系存在较大争议。目前，公认最早的环节动物实体化石（包括星虫和多毛类）出现在寒武纪，且全部来自于早寒武世或更晚（< 521百万年 ）的布尔吉斯页岩型（Burgess Shale-type）化石库，以压扁的宏体化石形式保存。这暗示环节动物在更早的纽芬兰世（~ 538.8–521百万年，包括幸运期和第二期）可能已经出现了。然而，纽芬兰世没有布尔吉斯页岩型化石库，也没有可靠的环节动物实体化石报道。于是，古生物学家将目光转向纽芬兰世的奥斯坦型（Orsten-type，磷酸盐化立体保存）化石库。但是遗憾的是，寒武纪奥斯坦型化石库迄今为止未产出任何环节动物实体化石。近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员张华侨领衔的国际研究团队，报道了在寒武纪幸运期宽川铺生物群发现的磷酸盐化立体保存的多毛类环节动物化石，揭示了显生宙最早期环节动物的演化。该成果于北京时间2026年4月21日在线发表于国际顶级学术期刊《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）。南京古生物所特别研究助理咸晓峰博士为唯一第一作者，张华侨和美国弗吉尼亚理工大学教授肖书海为共同通讯作者。本研究一共描述了7枚标本（代表性标本见图1和动画1，2），全部来自于陕南西乡县张家沟剖面宽川铺组下段，寒武系第一个小壳化石带中，年龄约535百万年，属于寒武纪幸运期早期。这些化石有数毫米大小，以磷酸盐内核的形式复刻了动物的体腔及附肢内腔，类似于奥斯坦型保存方式，但是缺少表皮相关的结构（如刚毛）。标本代表部分躯干，缺少头和尾。躯干具分节，每个分节有一对侧面或侧腹面的附肢。附肢长度小于（图1A–C）或大于（图1D–F）相对应的体节宽度。据此建立了两个新属种，即短腿宽川铺虫（Kuanchuanpivermis brevicruris，图1A–C，动画1）和长腿张家沟虫（Zhangjiagoivermis longicruris，图1D–F，动画2）。附肢末端二分叉形成两个叶状突起。同一附肢上两个叶状突起的大小和形态可以完全相同、略微不同甚至差别很大。进一步的研究排除了藻类、动物肠道（中肠带盲肠）、叶足动物、缓步动物、有爪动物和节肢动物的可能，认为当前的标本更有可能是多毛类环节动物。其附肢与环节动物的双叶型疣足（biramous parapodium）有较强的可比性。特别是长腿张家沟虫的附肢与现生浮蚕类的疣足内腔惊人地相似（图2）。附肢末端二分叉对应疣足的背叶（notopodium）和腹叶（neuropodium）。躯干分节和双叶型疣足可能在冠群类环节动物最晚共同祖先之前就已经出现了。因此，本研究将短腿宽川铺虫和长腿张家沟虫解释为多毛类环节动物，属于环节动物全群。研究认为，短腿宽川铺虫的疣足可与现生沙蚕类的疣足对比，推测可能营底栖生活。长腿张家沟虫的疣足可与现生浮蚕类的疣足对比（图2），推测可能营浮游生活，具备一定的游泳能力。长腿张家沟虫可能是已知最早的浮游型环节动物，挑战了传统认为浮游型环节动物出现较晚的假说。但是不论底栖还是游泳，它们的运动速度都不会像沙蚕或浮蚕那么快。因为它们体型太小，环境水体的低雷诺系数会严重影响它们的运动。本研究首次在寒武纪奥斯坦型化石库中发现了环节动物实体化石，将显生宙最早的环节动物实体化石记录提前到535百万年前。表明显生宙最早的环节动物具有多毛类的形态，支持多毛类的形态是环节动物的祖征。环节动物在幸运期早期已经开始分化，并演化出底栖型和浮游型等不同的生态类型，将浮游型环节动物的最早记录提前到535百万年前。支持分子生物学研究认为的多毛类是并系的假说，暗示环节动物在寒武纪大爆发之前就已经出现了。本研究得到了中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金和美国国家科学基金会的联合资助。论文相关信息：Xian, X., Zhang, H.*, Xiao, S.*, Waloszek, D., Maas, A., Duan, B., 2026. Polychaete annelids from the earliest Cambrian Period. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. https://doi.org/10.1073/pnas.2538071123.图1. 宽川铺生物群的环节动物. A–C, 短腿宽川铺虫, 正模标本; D–F, 长腿张家沟虫, 正模标本. (张华侨供图)图2. 长腿张家沟虫与现生环节动物浮蚕的对比. A–D, F, 长腿张家沟虫, 正模标本 (张华侨供图); E, G, 浮蚕 (杨定华供图)动画1. 短腿宽川铺虫, 正模标本（张华侨提供）动画2. 长腿张家沟虫, 正模标本（张华侨提供）212026-04 -
火山源转变触发差异气候响应：华南研究揭示瓜德鲁普世—乐平世之交气候转型新机制近日，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程成和研究员张华，联合南通大学、合肥工业大学的科研人员，通过对华南巢湖银屏山剖面的综合研究，明确揭示了瓜德鲁普世—乐平世之交从大陆弧火山主导向大火成岩省火山主导的“火山源转变”过程，并发现两种火山活动对气候产生了截然不同的影响。该成果发表于国际权威地学期刊《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）。火山活动是驱动地球气候系统演变的关键因素，但其具体气候效应长期以来存在争议。瓜德鲁普世—乐平世之交（约2.6亿年前）正值晚古生代大冰期消亡的关键时期，同时发生了峨眉山大火成岩省和华南大陆弧的强烈火山活动，为研究不同类型火山活动的气候效应提供了绝佳的“天然实验室”。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程成和研究员张华，联合南通大学、合肥工业大学的科研人员，通过对华南巢湖银屏山剖面的综合研究，明确揭示了瓜德鲁普世—乐平世之交从大陆弧火山主导向大火成岩省火山主导的“火山源转变”过程，并发现两种火山活动对气候产生了截然不同的影响。该成果发表于国际权威地学期刊《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）。研究团队对银屏山剖面开展了高精度、多指标的综合分析，包括锆石U–Pb年代学、元素地球化学、汞异常和有机碳同位素等（图1）。结果显示，剖面的汞异常记录清晰地分为两个阶段：早期（卡匹敦期早期）的强烈汞异常与大陆弧火山活动相关，但同期碳同位素漂移极小，化学风化指数较低，表明其对全球气候的影响有限。与此形成鲜明对比的是，后期与峨眉山大火成岩省相关的汞异常信号虽然相对较弱，却伴随着显著的负碳同位素漂移和化学风化增强的证据，表明由火山活动导致的大规模CO2排放引发了全球性变暖。研究还认为，在火山活动峰值之后，增强的硅酸盐风化和有机碳埋藏促进了大气CO2的消耗，从而驱动了后续的气候冷却。该研究通过精细的沉积记录，证实了火山源的转变（从弧火山到大火成岩省火山）本身即可驱动气候状态的切换（图2、图3）。研究强调，火山活动的规模、类型和喷发方式，而非其单纯的存在，才是决定其气候影响的关键因素。这一新框架深化了我们对地球历史关键气候转型期火山强迫机制的理解，也对认识当今全球变化背景下不同地质过程的潜在气候效应具有重要启示。本研究得到了国家自然科学基金、中国科学院南京地质古生物研究所基础研究业务费等项目资助。论文相关信息：Cheng Cheng, Dan Wang, Shuangying Li, Hua Zhang. Volcanic source change triggers divergent climatic responses across the Guadalupian-Lopingian transition in eastern South China. Earth and Planetary Science Letters, 2026, 683, 119985. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2026.119985.图1 巢湖银屏山剖面G–L过渡期的碳同位素组成、Hg/TOC 比值和CIA等对比图2 研究区凝灰（质泥）岩的构造背景判别（A）及华南东、西部龙潭组砂岩年轻碎屑锆石的年龄组成对比（B）图3 华南火山源变化驱动G–L过渡期气候差异响应模式图202026-04 -
晚奥陶世大灭绝后三叶虫的快速复苏近日，中国科学院南京地质古生物研究所助理研究员魏鑫、研究员詹仁斌、院士戎嘉余、研究员黄冰及闫冠州博士等，对晚奥陶世大灭绝后全球三叶虫的复苏模式研究取得重要进展。研究发现，三叶虫的复苏并非始于传统认为的志留纪鲁丹晚期，而是在大灭绝第二幕后不久便已开始，三叶虫复苏的启动时间提前了约140万年。相关成果发表在国际地学顶级综述期刊《地球科学评论》（Earth-Science Reviews）上。晚奥陶世大灭绝（LOME）是显生宙“五次大灭绝”中的首次，该事件常被认为有两幕，且与冈瓦纳大陆冰盖的快速发育和消融密切相关。作为奥陶纪重要的海洋生物类群，三叶虫在此次事件中遭受重创，科、属级灭绝率分别高达49%和70%，远超同期海洋生物的平均灭绝水平。长期以来，学界普遍认为，由于大灭绝后全球海平面上升及深水缺氧环境的广泛存在，三叶虫的复苏进程受阻，直到志留纪兰多维列世中期（鲁丹晚期至埃隆期）甚至更晚时候才开始显现。然而，近年来全球各地奥陶系-志留系界线附近三叶虫化石新材料的不断涌现，为重新审视这一问题提供了契机。近日，中国科学院南京地质古生物研究所助理研究员魏鑫、研究员詹仁斌、院士戎嘉余、研究员黄冰及闫冠州博士等，对晚奥陶世大灭绝后全球三叶虫的复苏模式研究取得重要进展。研究发现，三叶虫的复苏并非始于传统认为的志留纪鲁丹晚期，而是在大灭绝第二幕后不久便已开始，三叶虫复苏的启动时间提前了约140万年。相关成果发表在国际地学顶级综述期刊《地球科学评论》（Earth-Science Reviews）上。为探究大灭绝后三叶虫的复苏模式，研究团队系统整理了全球10个板块与地体赫南特晚期至鲁丹期的26个三叶虫动物群数据。在高精度生物地层框架约束下，通过聚类分析、网络分析以及主坐标分析等定量方法，取得了以下重要认识：1.更早的复苏时间：研究识别出两种宏演化类型：奥陶纪类型的残存动物群（以Mucronaspis为代表）和志留纪类型的复苏动物群（以Acernaspis，Sinoencrinurus/Pepodes和Trimerus为代表）。典型的志留纪类型三叶虫动物群在赫南特晚期（约4.4292亿年前）即已出现，标志着复苏的正式开始，这比学界此前认为的鲁丹晚期（约4.4154亿年）早了约140万年。2.“异时+双中心”的复苏模式：复苏并非全球同步，而是呈现异时性。最早的复苏三叶虫动物群几乎同时在低纬度华南板块和劳伦板块的浅水环境中出现，随后分别向深水环境扩散。华南板块及周边地区（如塔里木板块、塔斯马尼亚地块、东秦岭地块等）形成了独具特色的Sinoencrinurus/Pepodes动物群，它们主要繁盛于浅水碎屑岩底质环境；而劳伦板块及周边地区（如波罗的板块、阿凡隆尼亚板块、西伯利亚板块等）则以Acernaspis动物群为代表，它们的生态幅更宽，分布于不同的水深和底质环境中。3.多重因素驱动下的快速复苏：三叶虫的快速复苏是多种因素协同作用的结果。大灭绝腾出的空余生态位以及浅水生态位的快速重占与分异，不仅为三叶虫适应辐射提供了生态空间，也减少了物种间的竞争压力。三叶虫自身的内在演化潜力，如异时发育、形态保守性以及减缩幸存策略等，也为其快速复苏提供了重要新质。此外，古亚洲洋等地理屏障造成的隔离也进一步加速了三叶虫的复苏过程。4.大灭绝后的生物地理新格局：晚奥陶世大灭绝彻底打破了赫南特期以前高度分异的三叶虫地理格局。赫南特早中期全球广布的Mucronaspis生物地理区，在大灭绝第二幕后迅速被Acernaspis和Sinoencrinurus/Pepodes两个生物地理区所取代。二者分踞古亚洲洋两侧的低纬度地区，各自独立演化。本研究修正了国际学界关于三叶虫复苏的起始时间，揭示了晚奥陶世大灭绝后底栖生态系统快速重建的动态过程。该成果不仅深化了我们对极端气候背景下生物宏演化机制的理解，也为探讨地史转折期生物与环境的共演化提供了重要实证。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金项目、中国科学院战略性先导科技专项（B类），以及古生物学与油气地层应用全国重点实验室的联合资助。论文相关信息：Xin Wei*, Renbin Zhan, Jiayu Rong, Bing Huang, Guanzhou Yan. 2026. Rapid recovery of trilobites after the Late Ordovician mass extinction (LOME). Earth-Science Reviews 278, 105486. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2026.105486.大灭绝后赫南特晚期至鲁丹期26个三叶虫组合的主坐标分析，展示了它们在不同因素影响下的分布格局：（A）宏演化特征；（B）地理位置；（C）纬度位置；（D）底质类型；（E）水深环境聚类分析与非度量多维标度分析结果，揭示了赫南特晚期至鲁丹期三叶虫的两个宏演化阶段（残存期与复苏期）以及6个不同的三叶虫动物群晚奥陶世大灭绝第二幕之后，三叶虫的双中心起源及异时复苏模式概念图（左）揭示了晚奥陶世大灭绝造成的生态位空缺，以及随后浅水生境的快速重占与分异过程。华南板块奥陶系-志留系界线地层对比表（中）展示了从浅水（A）到深水（B）环境的动物群特征（蓝色代表奥陶纪型三叶虫动物群；红色代表志留纪型三叶虫动物群；黑色代表笔石生物相）162026-04 -
花粉荧光寿命成像(FLIM)的分类学意义及其古生态学应用潜力：以海桑属花粉为例近日，中国科学院南京地质古生物研究所博士研究生吴俊贤在研究员毛礼米与上海师范大学副研究员薛景石指导下，与相关研究人员合作，在《古植物学与孢粉学评论》（Review of Palaeobotany and Palynology）期刊发表研究论文。该研究引入荧光寿命成像显微技术（FLIM），从花粉壁化学特征出发，对红树林代表类群海桑属花粉（Sonneratia）开展荧光寿命成像分析，并讨论了古生态学的应用潜力。在古生态研究中，化石花粉是重建古植被与环境变化的重要证据，而准确的花粉鉴定是开展相关研究的基础。然而，对于一些形态相似的类群，比如同一属内的姐妹种，传统光学显微镜(LM)方法往往难以鉴别属内的不同物种，这在一定程度上限制了古植被重建的精度及其古环境的正确解释。近年来，光谱学技术为检测花粉化学组成提供了新的手段，从而提高了分类分辨率并拓展了其古生态学意义。在这些技术中，荧光寿命成像显微技术（FLIM）因其高分辨率、无损性以及对花粉壁化学特征的敏感性，逐渐受到关注。荧光寿命是指荧光分子在受到激发后，从激发态返回基态并发射荧光所经历的平均时间尺度，相较于传统的光学显微成像，荧光寿命能够提供更稳定且具有化学指示意义的信息，为研究样品的组成与微环境特征提供了重要依据。近日，中国科学院南京地质古生物研究所博士研究生吴俊贤在研究员毛礼米与上海师范大学副研究员薛景石指导下，与相关研究人员合作，在《古植物学与孢粉学评论》（Review of Palaeobotany and Palynology）期刊发表研究论文。该研究引入荧光寿命成像显微技术（FLIM），从花粉壁化学特征出发，对红树林代表类群海桑属花粉（Sonneratia）开展荧光寿命成像分析，并讨论了古生态学的应用潜力。本研究选取海桑花粉为研究材料（图1），海桑属（Sonneratia）隶属于千屈菜科（Lythraceae），被认为是被子植物分类系统（APG）中基干类群。该属目前共包含约9个物种，其中中国沿海分布6种，其中S. apetala于上世纪被引入中国。此外，海桑属内存在较为复杂的杂交现象，例如S. × gulngai被认为是S. caseolaris与S. ovata的杂交种，而S. × hainanensis则被认为起源于S. alba与S. ovata的杂交种。由于上述系统位置的特殊性及自然杂交的存在，不同研究方法对海桑属系统学关系的解析结果并不完全一致，其S. caseolaris与S.× gulngai在基于分子生物学的ITS与ISSR系统树中均处于较为接近的分支位置，而S. × hainanensis与S. alba及S. ovata显示出较近的亲缘关系。在生物地理分布方面，海桑属物种表现出显著的差异。S. alba的分布范围最为广泛，自东非、马达加斯加及红海沿岸，经印度洋和孟加拉湾，一直延伸至东南亚群岛、新几内亚、密克罗尼西亚、所罗门群岛及西太平洋诸岛S. caseolaris的分布范围相对较窄，主要见于印度、孟加拉湾以及东南亚大陆和岛屿地区，并向东延伸至新几内亚。S. ovata的分布较为局限，主要集中在印度—马来西亚区域，尤其是马来群岛一带。S. apetala的分布最偏北，主要分布于孟加拉湾及中南半岛北部，在中国海南省仅有零星记录。杂交种S. × hainanensis的分布则极为局限，仅发现于海南省文昌地区。海桑属不同物种在潮间带的位置梯度上具有明确的生态适应分异，对盐度及淹水频率等环境因子的适应范围存在差异。因此，如果在地层沉积的化石记录中实现海桑属内花粉的种一级鉴定，对恢复地史期间的优势红树林群落结构及其空间分布具有重要意义，并可为古盐度变化及海平面波动提供关键的解释证据。根据海南文昌与海口采集的6种海桑花粉的荧光寿命成像分析（图2），结果显示：不同物种可在荧光寿命空间中划分为4个主要类群，其中长寿命组分τ₃是最关键的区分参数；两个杂交种在花粉荧光寿命成像空间中呈现“中间状态”，与其亲本关系相对应（图3）。进一步分析表明，花粉荧光寿命成像与传统花粉形态学具有明显的互补关系（图4）：一方面，一些在显微镜下易于识别的形态特征，在花粉荧光寿命成像中并不敏感；另一方面，形态上难以区分的类群，则可以通过花粉荧光寿命成像有效识别。这说明形态信息与化学信息反映的是不同层面的生物学特征。根据海桑属的系统发育与生物地理分布，花粉荧光寿命成像分析结果显示，两个杂交种与其亲本关系更为接近，表明该方法可为杂交类群的系统关系提供新的证据（图4）。此外，引进种无瓣海桑（S. apetala）与本土种在荧光寿命特征上存在明显差异，这可能反映其不同的生物地理历史与生态适应过程。从海桑属的古生态学研究应用潜力上分析，由于化石花粉的花粉荧光寿命成像数据可与现代花粉进行对比，该方法有望提升海桑属化石花粉的种一级鉴定水平，并为重建红树林古生态系统（如潮间带分布、盐度环境及海平面变化）提供新的微观证据。总之，花粉荧光寿命成像作为一种高效、无损的分析手段，不仅能够提升花粉分类分辨率，也为古生态与生物地理研究提供了新的技术路径。本项目得到国家自然科学基金项目的资助。论文相关信息：Junxian Wu (吴俊贤), Jingshi Xue (薛景石), Wei Chen (陈炜), Qinran Gu (顾沁然), Zhongnan Yang (杨仲南), Limi Mao (毛礼米), Fluorescence lifetime imaging of pollen and its palaeoecological implications: A case study of Sonneratia, Review of Palaeobotany and Palynology, Volume 350, 2026, 105563, https://doi.org/10.1016/j.revpalbo.2026.105563.图1. 研究地区与海桑属6种花粉材料来源图2. 荧光成像分析（FLIM）示意图图3. 海桑花粉荧光寿命成像数据与分类结果图4. 海桑属六种植物的花粉形态、分子生物学的系统分类及花粉荧光寿命成像的分类对比252026-03 -
深时化石记录揭示远古海洋物种高多样性陷阱近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄冰与美国Williams 学院的Gudveig Baarli博士及加拿大Saskatchewan大学Colin Sproat博士，针对繁盛于古生代海洋近一亿年的无洞贝目（Atrypida）腕足动物展开了长尺度的宏演化研究，首次揭示了这些远古底栖生物如何在演化长河中陷入了“高多样性掩盖低演化动力”的宏演化陷阱。该研究为“庞大的物种分类数量是否等同于抗灭绝能力”这一古生态学和演化生物学核心悖论提供了定量的直接证据。相关成果近日发表在期刊《地球与行星科学快报》（Earth and Planetary Science Letters）上。在当今世界的生态保护战略中，我们习惯性地认为“规模即安全”，即物种数量越多，就越能在不可预知的危机中立于不败之地。然而，数亿年前的古老海洋却讲述了一个截然不同的警示故事：一个看似种类繁多、家族庞大的远古生物类群，其表面上的繁荣不仅没有增加应对危机的能力，反而掩盖了它们内在的脆弱，最终导致全军覆没。近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄冰与美国Williams 学院的Gudveig Baarli博士及加拿大Saskatchewan大学Colin Sproat博士，针对繁盛于古生代海洋近一亿年的无洞贝目（Atrypida）腕足动物展开了长尺度的宏演化研究，首次揭示了这些远古底栖生物如何在演化长河中陷入了“高多样性掩盖低演化动力”的宏演化陷阱。该研究为“庞大的物种分类数量是否等同于抗灭绝能力”这一古生态学和演化生物学核心悖论提供了定量的直接证据。相关成果近日发表在地学自然指数（NI）期刊《地球与行星科学快报》（Earth and Planetary Science Letters）上。腕足动物是古生代海洋的优势类群，无洞贝更是其中的代表（生存于约4.7亿至3.7亿年前），它种类繁多，数量巨大，野外考察常发现它们为主的介壳层。无洞贝目的化石记录向科学家展现了一个引人深思的演化悖论，在环境剧变的晚奥陶世大灭绝中，当时属种稀少的无洞贝成功幸存；然而，在灭绝强度相对更弱的晚泥盆世的生态危机袭来时，正处于属种繁盛、经历过漫长高多样性时期的它们，却意外地彻底灭绝。如果庞大的物种基数不能成为抵御大灭绝的缓冲垫，那究竟是什么内在机制决定了一个生物类群的生死存亡？为了破解这一横跨一亿年的演化谜题，研究团队不局限于传统的多样性研究，而是建立了一套多维度的交叉分析框架。基于超1700条经过严苛清洗的高精度空间分布记录，团队提取了159个核心属的47个离散形态特征构建了形态空间矩阵。运用广义加性模型（GAMs）、PELT变点检测，以及时间序列形态差异度分析（DTT）等前沿定量古生物学方法，研究人员高精度重构了无洞贝长达一亿年的形态空间演化与多样性动态轨迹（图1，图2）。不仅如此，研究还引入了高分辨率的全球古海平面和古温度数据（图3），构建了超前-滞后的生态响应模型（见论文附件）。研究人员发现，无洞贝的多样性（属的数量）与形态差异度（演化创新能力）呈现出显著的“脱耦”现象。正是这种长期的脱节，使得它们一步步陷入了脆弱的“特化陷阱”（图4）。化石数据清晰刻画了无洞贝从繁荣走向灭绝的三部曲。在晚奥陶世该类群演化早期的“探索期”，无洞贝虽然种类不多，但表现出了极强的演化可塑性，快速构建了复杂的核心结构（如背向腕螺以及腕锁等），形态差异度极高，并在广阔的形态空间中不断探索。这种底层的演化创新力，帮助它们熬过了第一次大灭绝。然而，进入志留纪后，随着全球变暖与浅海环境的拓展，无洞贝属种数量攀升。但在这个看似繁荣的阶段，其形态演化却陷入了相对停滞。进入早、中泥盆世，大量新出现的属只是在原有形态上进行着表面壳表装饰和内部构造的微调，以挤入竞争激烈的生态位。研究指出，这就是典型的“高多样性陷阱”，即大量相似属种的产生制造了繁荣的假象，却让整个类群被锁死在狭窄的适应区内，悄然丧失了应对重大环境改变的演化弹性。到了晚泥盆世，为了适应特定的环境，无洞贝类群走上了极端的“特化”之路，有的演化出极其夸张的刺、延伸的褶边和超凸的壳体，形态差异度随之出现陡增。这种对单一环境的过度适应，彻底耗尽了该类群仅存的演化潜力。当晚泥盆世气候剧变时，丧失了形态适应弹性的无洞贝，尽管拥有庞大的属种基数，却无法在短时间内做出有效的适应性改变，最终在环境骤变中走向了全军覆没。此项研究首次将分类学多样性与形态演化弹性相剥离，为内部演化动力学如何决定类群抗灾能力提供了直接的深时化石证据。它表明，在一个类群面临大的生态危机前，高属种数量的巅峰可能只是一种脆弱的繁荣；真正致命的，是其丧失了功能适应的灵活性与形态演化的可能性。这一研究不仅重塑了我们对古生代海洋大灭绝机制的理解，也为应对当下的生物多样性危机提供了重要启示，即在现代自然保护战略中，仅仅清点物种名录的数字是远远不够的。只有评估并保护好生物群落的形态与功能多样性，留住物种宝贵的演化可塑性，才能真正维系生命系统在未来环境动荡中的长远韧性。本研究得到国家自然科学基金委面上项目以及科技部重点研发计划的支持。论文相关信息：Huang Bing*, Baarli B.G., Sproat C.D., 2026. High diversity did not prevent extinction of a major Paleozoic brachiopod clade. Earth and Planetary Science Letters, 682: 119964. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2026.119964.图1. 无洞贝分类学多样性与形态差异度的脱耦图2. 无洞贝形态空间的内部结构与时间动态图3. 环境指标与无洞贝宏演化动态的协变模式图4. 无洞贝形态演化综合分析，揭示其走向加剧特化与脆弱性的演化轨迹182026-03 -
山东寒武纪中期大型双瓣壳节肢动物组合及其地理意义近日，中国科学院南京地质古生物研究所“地球-生命系统早期演化团队”博士后孙智新在研究员赵方臣的指导下，与副研究员曾晗合作，系统研究了山东寒武纪中期特异埋藏化石库中的Isoxys和Tuzoia，并借此探讨了此类动物的生物地理意义及华北板块的古地理亲缘。该成果发表于学术期刊《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。大型双瓣壳节肢动物（large bivalved arthropods）是寒武纪布尔吉斯页岩型特异埋藏化石库中最常见的软躯体类群之一。等刺虫Isoxys和土卓虫Tuzoia是其中最具代表性的分子，它们标志性的具刺壳体广泛分布于全球几乎所有古地理单元，显示出独特的生物古地理价值。华北板块是北美之外最早发现Tuzoia的地区，近年来这里的寒武纪中期特异埋藏化石库中也陆续发现了系列大型双瓣壳节肢动物新材料，展示出系统研究的潜力。近日，中国科学院南京地质古生物研究所“地球-生命系统早期演化团队”博士后孙智新在研究员赵方臣的指导下，与副研究员曾晗合作，系统研究了山东寒武纪中期特异埋藏化石库中的Isoxys和Tuzoia，并借此探讨了此类动物的生物地理意义及华北板块的古地理亲缘。该成果发表于学术期刊《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。基于来自山东潍坊和临沂多个地点的馒头组上页岩段和张夏组盘车沟段的Isoxys和Tuzoia化石材料，团队开展了系统古生物学研究，确认了Isoxys longissimus和Tuzoia guntheri在华北的首次发现，并根据独特的表面装饰形式建立一新种Tuzoia wudangshanensis。同时依据新材料对过去已在山东报道的Isoxys shandongensis和Tuzoia manchuriensis进行了特征增补和系统讨论。相关化石层位涵盖苗岭世乌溜阶顶部至鼓山阶上部，其中盘车沟段中上部的层位代表目前全球已知Isoxys和Tuzoia最晚期的化石记录之一。值得关注的是，I. longissimus和T. guntheri两种此前仅见于北美劳伦板块，本次在华北板块的发现扩展了其空间分布范围。结合对全球Isoxys和Tuzoia产出数据集的定量分析，山东寒武纪中期的Isoxys和Tuzoia组合展示出与北美同期特异埋藏化石库较强的关联性，支持这一时期华北板块与劳伦板块之间可能古地理位置相对接近或存在有效物种交流路径的假说。该成果不仅丰富了华北寒武纪布尔吉斯页岩型生物群的生物多样性，也为探讨寒武纪古地理格局及软躯体节肢动物的跨洋扩散机制提供了新证据。此项研究得到了江苏省基础研究计划、国家自然科学基金委以及江苏省卓越博士后计划的联合资助。论文信息：Sun, Z.X., Zeng, H., Zhao, F.C.*, 2026. Middle Cambrian large bivalved arthropods from Shandong, North China and their paleogeographic implications. Palaeogeography. Palaeoclimatology, Palaeoecology. 687: 113594. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2026.113594.本研究化石采集地（潍坊龙岗、五党山，临沂寺口、薛南）的地理、地质背景，及山东寒武纪中期等刺虫Isoxys和土卓虫Tuzoia的地层分布山东寒武纪中期代表性双瓣壳节肢动物类群。A, B. 东北土卓虫Tuzoia manchuriensis。C, D. 冈瑟土卓虫Tuzoia guntheri。比例尺均为10mm聚类分析（A）、网络分析（B）和非度量性多维标度变换（C）等定量分析手段所识别的山东寒武纪特异埋藏化石库与全球其他含Isoxys和Tuzoia化石库之间的关系，仅出现在单一产地的地方性类群在分析中被省略132026-03 -
寒武纪ROECE事件研究新进展：海水碳-硫同位素解耦揭示缺氧水体上涌触发机制近日，中国科学院院士、南京地质古生物研究所研究员朱茂炎团队的张莹刚博士，联合南京大学杨涛教授、河海大学何天辰教授、英国利兹大学Benjamin Mills教授和Robert Newton教授等中外学者，通过对ROECE事件的海水硫同位素记录研究，结合COPSE生物地球化学模型，揭示了底层缺氧水体上涌是驱动ROECE事件以及相关三叶虫演化更替的核心机制。相关研究成果发表在国际地学期刊《全球与行星变化》（Global and Planetary Change）上。寒武纪发生了多次生物灭绝与环境扰动事件，其中寒武纪第二世与第三世界线附近的Redlichiid-Olenellid三叶虫灭绝碳同位素漂移事件（ROECE事件）与三叶虫的演化更替高度同步。ROECE事件是理解寒武纪大爆发期间生命与环境协同演化的重要窗口，然而关于ROECE事件的驱动机制，学界仍存在显著争议。近日，中国科学院院士、南京地质古生物研究所研究员朱茂炎团队的张莹刚博士，联合南京大学杨涛教授、河海大学何天辰教授、英国利兹大学Benjamin Mills教授和Robert Newton教授等中外学者，通过对ROECE事件的海水硫同位素记录研究，结合COPSE生物地球化学模型，揭示了底层缺氧水体上涌是驱动ROECE事件以及相关三叶虫演化更替的核心机制。相关研究成果发表在国际地学期刊《全球与行星变化》（Global and Planetary Change）上。以往研究主要关注ROECE期间显著的碳同位素负偏移，并提出了多种假说，如Kalkarindji大火成岩轻碳的释放、海侵过程中底层厌氧水体上涌等。但由于缺少海水硫同位素组成的约束，很难进一步探究这些假说的可行性。本研究通过对塔里木盆地的肖尔布拉克剖面开展系统的碳酸盐岩采样，获得了ROECE事件前后的碳酸盐岩微量硫酸盐（CAS）的硫同位素新数据（δ34SCAS）。研究发现，在ROECE事件发生前，海水碳、硫同位素呈现显著的正相关耦合特征；然而，在ROECE事件期间，碳、硫同位素表现为明显的“解耦”现象：即碳同位素发生剧烈负偏，而硫同位素则显著正偏（图1）。为了定量评价这一异常特征的成因，研究团队利用COPSE生物地球化学箱式模型开展了数值模拟工作。模拟结果显示，大火成岩省释放的轻碳（以及初级生产力变化或者碳酸盐岩风化强度变化等假说）无法解释碳同位素负偏和硫同位素正偏的同步发生。相反，“底层缺氧水体上涌”模型可以复现ROECE事件期间的海水碳-硫同位素特征：寒武纪缺氧水体很可能富含溶解有机碳（DOC），在全球大规模海侵过程中，缺氧水体的上涌，导致DOC与氧气接触被氧化，贡献了大量的负碳信号；同时，随着DOC氧化消耗氧气，水体缺氧程度增加、硫酸盐还原作用增强，黄铁矿埋藏量显著增加，导致海水的硫同位素正偏（图2）。该研究进一步指出，大规模海侵过程中的缺氧水体上涌不仅改变了海洋碳循环，还直接导致了水体氧含量的骤减（图2）。这种缺氧环境压力，极大地限制了当时海洋中三叶虫的生存空间，从而触发了ROECE事件中三叶虫等生物的快速更替。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委（NSFC）、江苏省卓越博士后计划以及英国自然环境研究理事会（NERC）的联合资助。论文相关信息：Zhang, Y., Yang, T., He, T, Mills, B. J. W., Newton, R. J., Zhao, M., Yang, L., Zhu, M. (2026). Shoaling of anoxic water as a driver of the Cambrian ROECE event: new sulfur isotope evidence from the Tarim Basin. Global and Planetary Change, 261, 105403. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2026.105403.塔里木盆地肖尔布拉克剖面吾松格尔组至沙依里克组碳酸盐岩碳-硫同位素变化底层缺氧水体上涌过程中溶解有机碳氧化情景的模拟结果122026-03 -
北祁连山晚奥陶世浅水三叶虫古生态与古地理研究取得新进展近期，中国科学院南京地质古生物研究所助理研究员魏鑫与团队多位研究人员合作，对北祁连山（祁连地区）天宝河上游上奥陶统扣门子组（凯迪阶）的浅水三叶虫动物群进行了系统研究，并结合门源地区同期的三叶虫材料，详细探讨了北祁连山晚奥陶世凯迪期三叶虫动物群的古生态及古地理意义。相关研究已在线发表在国际古生物学研究期刊Palaeoworld。北祁连山位于河西走廊地区与祁连地块之间，是祁连构造带的重要组成部分。尽管前人已就晚奥陶世该区域的古地理位置展开研究，但既有工作多基于较深水动物群的证据，对浅水动物群面貌知之甚少。相比之下，浅水动物群往往有很强的地方性特色，并能提供更强有力的生物地理信息。近期，中国科学院南京地质古生物研究所助理研究员魏鑫与团队多位研究人员合作，对北祁连山（祁连地区）天宝河上游上奥陶统扣门子组（凯迪阶）的浅水三叶虫动物群进行了系统研究，并结合门源地区同期的三叶虫材料，详细探讨了北祁连山晚奥陶世凯迪期三叶虫动物群的古生态及古地理意义。相关研究已在线发表在国际古生物学研究期刊Palaeoworld。这套浅水三叶虫动物群多样性较低，仅6属7种，被识别为Pliomerina组合。其中，Dulanaspis和Amphilichas两属均为北祁连山首次报道。北祁连山晚奥陶世凯迪期的三叶虫可分为两个生态组合，即祁连地区浅水Pliomerina组合以及门源地区较深水Birmanites-Sinocybele组合，它们显示出同一地块不同水深环境下显著的生态分异。古地理方面，祁连地区的Pliomerina组合属于晚奥陶世原特提斯多岛洋（Proto-Tethys Archipelagic Ocean）三叶虫Pliomerina和或Sinocybele分区的一部分。三叶虫证据表明，晚奥陶世北祁连山的古地理位置更靠近哈萨克斯坦地块群，尤其是Chu-Ili和Chingiz-Tarbagatai地块。例如，Dulanaspis levis既出现在北祁连山的扣门子组，也见于Chu-Ili地块的Dulankara组；Remopleurides cf. sibiricus还报道于Chingiz-Tarbagatai地块的Karagach组。而Pliomerina cf. longhuangensis和Pliomerina sp.则为北祁连山的地方分子。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金项目，以及古生物学与油气地层应用全国重点实验室的联合资助。论文相关信息：Xin Wei, Yu-Chen Zhang, Ren-Bin Zhan, Yi Wang, Peng Tang, Yong Wang, Ya-Tao Zhang, Jia-Qi Song. 2025. Shallow-water trilobites from the Koumenzi Formation (Katian, Upper Ordovician) of Qilian, northeastern Qinghai, China: Biogeographical links with Kazakh terranes. Palaeoworld 34, 200940. https://doi.org/10.1016/j.palwor.2025.200940.北祁连山（祁连地区）扣门子组三叶虫北祁连山扣门子组三叶虫的生态分布北祁连山扣门子组关键三叶虫属种的分布情况092026-03 -
晚奥陶世凯迪期头足类化石研究取得系列进展近期，早古生代研究团队副研究员方翔与博士研究生宋佳祺，与中国地质调查局武汉地质调查中心、芬兰赫尔辛基大学等单位合作，对采集的化石标本进行深入分析与系统研究，相关成果已经正式发表在国际地学领域专业期刊《瑞士古生物学杂志》（Swiss Journal of Palaeontology）和《远古世界》（Palaeoworld）。作为早古生代海洋生态系统中的重要捕食者，头足类在奥陶纪演化出了复杂的壳体形态和结构。凯迪期作为奥陶纪生物大辐射（Great Ordovician Biodiversification Event）的关键时段，同样拥有大量的头足类化石产出，但是它们大多局限于产地报道与系统描述，特别缺乏对凯迪中期头足类系统而综合的研究。2023年，南京古生物所研究员郄文昆等与中国地质调查局武汉地质调查中心合作前往摩洛哥小阿特拉斯地区野外科考的过程中，采集了大量凯迪期头足类化石标本。2024年，南京古生物所早古生代研究团队前往北祁连山地区，于凯迪阶扣门子组采集了大量的多门类化石，包含若干头足类化石标本。近期，早古生代研究团队副研究员方翔与博士研究生宋佳祺，与中国地质调查局武汉地质调查中心、芬兰赫尔辛基大学等单位合作，对采集的化石标本进行深入分析与系统研究，相关成果已经正式发表在国际地学领域专业期刊《瑞士古生物学杂志》（Swiss Journal of Palaeontology）和《远古世界》（Palaeoworld）。Ⅰ. 基于产自摩洛哥小阿特拉斯山脉和祁连山脉的头足类化石新材料，报道了更多晚奥陶世凯迪中期的头足类属种，包括Tafadnatoceras elfechtense, Paradnatoceras nyalamense, Isorthoceras sp., Anaspyroceras sp., Geisonocerina? sp.等, 丰富了凯迪中期头足类的生物面貌与组成。Ⅱ. 根据全球凯迪中期头足类化石的产出记录，开展了生物多样性与古地理学研究。认为凯迪中期的头足类主要繁盛于低纬度地区，例如劳伦和波罗的区域；而高纬度地区的头足类生物多样性较低，例如摩洛哥、捷克等产地，生物多样性分布模式与纬度多样性梯度格局（Latitudinal Diversity Gradient）相吻合。Ⅲ. 研究还借助PAST和EDENetworks等手段开展了聚类分析和加权网络分析。分析结果识别出凯迪中期的两个头足类生物区：以劳伦和波罗的为主的中–低纬度生物区、以冈瓦纳大陆周缘为主的高纬度生物区，全球性的洋流或许驱动了上述头足类生物区的形成与分布。上述研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国地质科学院项目、中华人民共和国商务部对外援助项目的资助支持，同时也是IGCP 735项目“地层与奥陶纪生命崛起”的阶段性研究成果。论文相关信息：Fang, X.*, Kröger, B., Liang, K., Chen, Q., Song, J.Q., Jiang, L., He, Y.Y., Wang, C.G., Zeng, X.W., Liu, H., Wei, K., Wu, F.F., Qie, W.K., 2025. Late Ordovician cephalopods from Morocco and their implications. Swiss Journal of Palaeontology 144, 37. https://doi.org/10.1186/s13358-025-00374-5.Song, J.Q., Fang, X.*, Zhang, Y.C., Wei, X., Zhang, Y.T., Wang, Y., Zhan, R.B., 2025. Cephalopods from the Upper Ordovician of the North Qilian Mountains region: Implications for palaeobiogeography. Palaeoworld 35, 2. https://doi.org/10.1016/j.palwor.2025.201048.研究区域地理位置和化石产地图（左：摩洛哥小阿特拉斯山脉；右：祁连山地区）小阿特拉斯和北祁连山地区奥陶纪凯迪中期头足类化石新材料定量分析结果识别凯迪中期头足类生物区052026-03