科研进展
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西伯利亚莫耶罗河揭示奥陶纪生物礁中层孔海绵的角色近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员李启剑与韩国、俄罗斯等国际团队，对西伯利亚莫耶罗河地区约4.6亿年前的奥陶纪生物礁丘开展了系统的研究（图1）。相关认识为理解“奥陶纪生物大辐射事件”（ Great Ordovician Biodiversification Event）期间礁体生态系统的演化提供了新证据。该成果于近期发表在《远古世界》（Palaeoworld）期刊。长期以来，科学界普遍认为中奥陶世是礁体演化的关键转折期，即造礁生物如层孔海绵（stromatoporoids）、珊瑚和苔藓虫开始逐渐取代微生物，成为新的礁体建造者。然而，这一转变的时间、过程，尤其是在不同大陆间的差异一直存在争议。莫耶罗河（Moyero）沿岸剖面作为西伯利亚台地出露最完整的奥陶系地层之一，为揭示这一问题提供了重要窗口。遗憾的是，自上世纪70年代末该剖面生物礁首次报道以来，相关研究再未取得实质性进展。近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员李启剑与韩国、俄罗斯等国际团队，对西伯利亚莫耶罗河地区约4.6亿年前的奥陶纪生物礁丘开展了系统的研究（图1）。相关认识为理解“奥陶纪生物大辐射事件”（ Great Ordovician Biodiversification Event）期间礁体生态系统的演化提供了新证据。该成果于近期发表在《远古世界》（Palaeoworld）期刊。研究发现，达瑞威尔晚期莫耶罗组的礁体主要由微生物构建（图2），层孔海绵占比很小，仅发现Cystostroma insuetum一个物种。这与中国华北和劳伦古陆（Laurentia）同期的礁体截然不同，后者层孔海绵种类更多、造礁作用更大。可见，层孔海绵在全球范围内的出现并非“爆发”式的，而是在不同地区逐步参与造礁。该研究揭示了奥陶纪礁群落的演化并非全球同步，受各地区古环境与古地理条件的控制明显。层孔海绵在西伯利亚的出现方式，显示“奥陶纪生物大辐射事件”期间的礁体转型具有分阶段分明的特征。该研究强调，地区差异和地质保存条件对古生物多样性认知具有重要影响，也对理解地球生命演化史具有重要意义。本研究得到中国科学院南京地质古生物研究所古生物学与油气地层应用重点实验室国外客座研究员基金资助。论文相关信息：Jeon, J., Lykov, N.*, Dronov, A., Rostovtseva, Y., Toom, U., & Li, Q.-J.* (2025). Calcimicrobe-stromatoporoid bioherms from the upper Darriwilian of the Moyero River, Siberia: Implications for reef development during the Great Ordovician Biodiversification Event. Palaeoworld, 34(4), 200907. https://doi.org/10.1016/j.palwor.2024.200907.图1. 研究剖面-西伯利亚莫耶罗河剖面岩性柱及野外景观图（橙色箭头显示小型生物礁体）图2. 达瑞威尔晚期莫耶罗组礁体中层孔海绵和钙质微生物的显微薄片照片（橙色箭头显示钙质微生物）122025-09 -
华南江南斜坡奥陶系高分辨率有机碳同位素地层研究进展近日，中国科学院南京地质古生物研究所助理研究员栾晓聪、研究员吴荣昌等，联合瑞典隆德大学、德国埃尔朗根大学、中国科学院地质与地球物理研究所的科研人员，于中国江南斜坡区获取了下奥陶统至上奥陶统的连续δ13Corg数据，并完整识别出MDICE事件。本研究通过高分辨率碳同位素地层学分析，厘清了MDICE事件在深水环境中的响应特征，明确了其对全球碳循环的指示意义，为中奥陶世环境–生物共演化提供新视角。相关研究成果发表于地学期刊《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。奥陶纪是地球生命演化的关键时期，并发生过一次全球性的碳同位素正漂移事件（达瑞威尔中期碳同位素漂移；MDICE），这对理解古气候与生物圈共演变机制提供了良好研究对象。但此前研究多聚焦δ13Ccarb记录，缺乏高精度的有机碳同位素地层学研究，限制了对奥陶纪生物与环境演化机制的认识。近日，中国科学院南京地质古生物研究所助理研究员栾晓聪、研究员吴荣昌等，联合瑞典隆德大学、德国埃尔朗根大学、中国科学院地质与地球物理研究所的科研人员，于中国江南斜坡区获取了下奥陶统至上奥陶统的连续δ13Corg数据，并完整识别出MDICE事件。本研究通过高分辨率碳同位素地层学分析，厘清了MDICE事件在深水环境中的响应特征，明确了其对全球碳循环的指示意义，为中奥陶世环境–生物共演化提供新视角。相关研究成果发表于地学期刊《三古》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。MDICE是奥陶纪一次全球性的碳同位素正漂移事件，以往研究多基于碳酸盐岩样品中的δ13Ccarb记录，而在δ13Corg记录中较为缺乏。本研究基于华南江南斜坡区胡乐1井（图1）的细碎屑岩序列，结合精细的笔石生物地层框架，在δ13Corg数据中清晰识别出振幅约1.1‰的连续而完整的信号，包括上升段、峰值段和下降段，其时代跨度从中达瑞威尔期延伸至晚达瑞威尔期（图2）。这一发现改变了以往认为华南地区因沉积间断仅保存MDICE上升段的传统认识，表明该事件在深水环境中同样有良好记录。通过与全球不同板块的δ13Ccarb和δ13Corg曲线对比，证实了MDICE的全球同步性，并指出其可能响应了达瑞威尔期全球碳循环的显著扰动，与气候变冷、海洋氧化以及生物辐射等重大环境与生物事件密切相关（图3）。本研究为奥陶纪地层对比提供了可靠的有机碳同位素地层标准，并为进一步理解达瑞威尔期古环境演变与生物大辐射的背景机制提供了重要案例。本研究得到中国科学院战略性先导科技专项和国家自然科学基金等项目的资助。论文相关信息：Xiaocong Luan*, Mikael Calner, Fangyi Gong, Oliver Lehnert, Guanzhou Yan, Yuchen Zhang, Zhutong Zhang, Rongchang Wu*, 2025. High resolution Ordovician (Floian-Sandbian) carbon isotope stratigraphy from the Jiangnan slope, South China: The first complete record of the MDICE in δ13Corg and its global significance. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 113227, https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2025.113227.图1 华南江南区胡乐1井古地理位置重建图2 胡乐1井奥陶系有机碳同位素及有机碳含量记录图3 胡乐1井奥陶系有机碳同位素记录与全球无机碳同位素曲线，以及与全球环境变化和生物演化的对比102025-09 -
1.65亿年前拟态本内苏铁的鸣螽化石近期，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黄迪颖研究团队发现距今约1.65亿年的内蒙古宁城道虎沟生物群中三种阿博鸣螽（Aboilinae）前翅化石具有特化的色斑，与同层丰富的本内苏铁类异羽叶（Anomozamites）高度相似。是首个在相同化石层中同时发现拟态型昆虫与目标植物的案例，为理解昆虫拟叶行为的演化提供了直接证据。相关研究成果于8月28日在线发表在《地质学》（Geology）。在自然界中，伪装是动物在长期演化过程中形成的重要生存策略。拟态植物叶片的行为在不同昆虫谱系中独立演化，常见于鳞翅目、脉翅目、直翅目、竹节虫目和螳螂目。然而，化石记录中能够明确显示拟态关系的例子极为罕见，往往缺乏同时保存昆虫和目标植物的确切证据。近期，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黄迪颖研究团队发现距今约1.65亿年的内蒙古宁城道虎沟生物群中三种阿博鸣螽（Aboilinae）前翅化石具有特化的色斑，与同层丰富的本内苏铁类异羽叶（Anomozamites）高度相似。是首个在相同化石层中同时发现拟态型昆虫与目标植物的案例，为理解昆虫拟叶行为的演化提供了直接证据。相关研究成果于8月28日在线发表在《地质学》（Geology）。研究发现，七块道虎沟的鸣螽化石前翅具显著的横向斑块与纵向条纹，其排列方式和形态与异羽叶高度一致，可分为两类。Aboilus stratosus的前翅具6–7条近平行的横向矩形斑块，延伸至翅的前、后缘，并由一条纵向条纹贯通；横向斑块于翅端部缩小，与异羽叶顶端小叶相似（图3A）。而Sigmaboilus sp.前翅具一条倾斜的纵向条纹连接数条横向的斑块，该翅斑模式类似沿叶轴一分为二的异羽叶，翅合拢时整体形态近似完整的叶片（图3B）；横向斑块自基部至端部逐渐加长，更接近异羽叶叶片基部形态。这两种拟态类型可能对应了不同阿博鸣螽对叶片不同部位的取食偏好。本内苏铁是中生代植物区系的重要组成部分。异羽叶于晚三叠世至早白垩世广布于劳亚大陆，是燕辽生物群早期代表植物化石之一。统计显示，阿博鸣螽与异羽叶在物种多样性变化趋势上表现出相似模式，二者在时间和地理上的高度重叠提示了潜在的生态联系。此外，很多道虎沟的异羽叶叶片边缘保存圆齿状缺口。侏罗纪直翅目被认为是叶缘取食痕迹的主要制造者，而Aboilus和Sigmaboilus为道虎沟生物群中体型较大的植食性昆虫代表。研究推测这些拟态型鸣螽可能栖居并取食异羽叶，并采取类似现代拟叶螽斯的策略，如保持低活动水平以增强伪装效果，从而更好地融入叶片环境。这种长期稳定的生态联系可能为拟叶行为的演化提供了重要背景。中生代鸣螽前翅通常具有明显的色斑，如存在一系列横向条带被解释为一种隐蔽色。本研究提出，侏罗纪鸣螽拟叶行为的演化可能与捕食压力的增强相关。现代叶状螽斯的主要捕食者包括鸟类和哺乳动物（如蝙蝠、啮齿类和灵长类）等。尽管侏罗纪干群鸟类稀少，但道虎沟生物群中存在翔兽、树息龙、耀龙、蛙嘴翼龙等多种潜在捕食者。在新生代，螽斯演化出更为复杂的拟态形式，如枯叶拟态及模拟部分取食痕迹的叶片，这可能反映了捕食压力的进一步加剧，与晚白垩世现代鸟类的兴起和快速分化有关。直翅目是最重要的植食性昆虫类群之一。化石证据显示，晚古生代至今，不同直翅目类群的拟态与各地质时期的优势植物群密切相关（图5）。在二叠纪中期蕨类植物多样性达到高峰时，出现了已知最早的拟态昆虫（Permotettigonia gallica），被认为模仿带羊齿（Taeniopteris）。本研究填补了侏罗纪直翅目拟态的空白，对应于裸子植物占主导的植物群。新生代拟叶直翅目主要模仿被子植物，法国渐新世和中国中新世的化石提供了相关证据。这些发现凸显了植物群落演替、选择压力与昆虫取食和防御策略之间深远的相互作用。本研究项目由国家重点研发项目、国家自然科学基金委、江苏省卓越博士后计划等项目联合资助。黄迪颖为本文通讯作者，付衍哲为第一作者，南京古生物所董重、蔡晨阳以及德国慕尼黑的大学Joachim Haug团队参与了此项工作。孙捷绘制了复原图。论文相关信息：Fu Y, Dong C, Fabrikant D, Cai C, Haug C, Haug J, Huang D. 2025. Unique leaf mimicry in Jurassic insects. Geology. https://doi.org/10.1130/G53399.1.图1 道虎沟生物群中的拟态型鸣螽前翅图2 异羽叶化石图3 两种拟叶鸣螽化石的重建图4 生态复原图图5 地质历史时期拟叶直翅目昆虫与优势植物类群的关系022025-09 -
华南志留系下部、奥陶系上部海相红层生物地层研究进展最近，中国科学院南京地质古生物研究所戎嘉余、张小乐、唐鹏、詹仁斌、王怿、黄冰、陈中阳、魏鑫等科研人员，基于大量地质剖面资料，构建了多门类化石数据库，在华南志留系下部、奥陶系上部海相红层时代、横向对比和古地理意义等研究中取得一系列进展。海相红层是下古生界重要的组成部分与研究对象。奥陶系、志留系海相红层有明显的时间和空间分布特征，与区域及全球古海洋、古气候、古构造、古地理演变和生物宏演化关系密切。华南奥陶系、志留系海相红层有长期的研究历史。然而，因相关地层的关键化石缺失，导致洲际对比困难。例如，浙皖地区的志留系红层，因厚度大、化石少，时代划分长期属于啃不动的“硬骨头”。上述情况限制了对这类特殊沉积物成因及潜在地质意义的理解。最近，中国科学院南京地质古生物研究所戎嘉余、张小乐、唐鹏、詹仁斌、王怿、黄冰、陈中阳、魏鑫等，联合中国地质大学（武汉）纵瑞文等科研人员，基于大量地质剖面资料，构建了多门类化石数据库，在华南志留系下部、奥陶系上部海相红层时代、横向对比和古地理意义等研究中取得一系列进展。对华南志留系第一套海相红层，张小乐、戎嘉余等发现：1.华南志留系第一套海相红层总体位于兰多维列统埃隆阶中部到特列奇阶下部（约436~439Ma），相当于笔石Lituigraptus convolutus带（LM7），Stimuloraptus sedgwickii带（LM8）， Spirograptus guerichi带（LM9）和S. turriculatus带（LM10）（图1）。2.华南志留系第一套海相红层的顶界在各地具体位置不尽相同，但都位于产特列奇中期秀山动物群的地层之下。它的底界呈现出明显的穿时性，总体表现为从东到西、自南向北逐渐升高，由埃隆阶中部穿时至特列奇阶下部（图2）。3.在全球热带海域发生海水氧化的大背景下，华南志留系第一套海相红层时空发育的模式反映了埃隆期-特列奇期界线前后约3Ma时间内，浅水海域的缺氧、半缺氧水体逐渐向外海退却，氧化水体占据统治地位的过程。这与广西运动期间华夏古陆向西北方不断扩展，引起海域底部快速、持续隆升密切相关（图3）。对奥陶系上部红层，戎嘉余等系统梳理浙西、赣东北上奥陶统地层时代及定义，指出以往归于赫南特期的红家坞组海相红层因产几丁虫Tanuchitina laurentiana、缺失赫南特贝动物群分子，是凯迪晚期的产物。赫南特早中期的生物群在研究区内的缺失可能与华夏古陆强烈隆升、全球海平面大幅骤降密切相关（图4）。华南志留系下部、奥陶系上部海相红层时间框架的建立，为由点至面、深入理解地质历史中类似沉积物的深层含义提供了基础。文章强调，学科发展的新形势促使研究者追求高精尖成果，但生物地层等基础研究始终是认识与解读重大生物、环境、地质事件的基石，不应忽略与轻视。文章出版信息：1. 张小乐, 戎嘉余, 唐鹏, 詹仁斌, 王怿, 陈中阳, 纵瑞文, 黄冰, 魏鑫. 2025. 华南志留系第一套海相红层的时空分布、穿时性及其古地理意义. 中国科学: 地球科学, 55(8): 2638~2654. https://doi.org/10.1360/SSTe-2024-0332.Zhang X, Rong J, Tang P, Zhan R, Wang Y, Chen Z, Zong R, Huang B, Wei X. 2025. The first set of Silurian marine red beds in South China: Spatiotemporal distribution, diachronism and paleogeographic significance. Science China Earth Sciences, 68(8): 2527~2544. https://doi.org/10.1007/s11430-024-1606-2.2.戎嘉余,王怿,唐鹏,张小乐, 盖志琨, 魏鑫, 詹仁斌, 汪隆武, 燕夔, 黄冰. 2023. 华南东部浙皖苏志留系唐家坞组、康山组和举坑组的时代问题. 地层学杂志, 47(3): 237~267. https://doi.org/10.19839/j.cnki/dcxzz.2023.0015.3.戎嘉余, 唐鹏, 詹仁斌, 张小乐, 黄冰, 魏鑫, 王怿. 2025. 浙西、赣东北上奥陶统上部地层的时代问题. 地层学杂志, 49(2): 125~141. https://doi.org/10.19839/j.cnki.dcxzz.2025.0010.图1 各研究片区典型剖面志留系第一套海相红层的时代划分及依据。不同颜色圆形及方块示不同门类或动物群图2 华南志留系第一套海相红层的时空分布态势与华夏古陆隆升方向（绿色箭头）的关联图3 广西运动期间华南板块古地理格局的转变及不同颜色沉积物分布形势示意图图4 浙江西部和江西东北部上奥陶统上部地层对比图并示全球重大地质和生物事件262025-08 -
华南奥陶纪铁质沉积标识古气候重大转折近期，中国科学院南京地质古生物研究所助理研究员栾晓聪、研究员吴荣昌、詹仁斌，联合加拿大多所大学的科研人员，对发育在华南中–上奥陶统的一套鲕铁岩开展研究。目前，该成果已在线发表于国际著名地质学期刊《地质学》（Geology）。显生宙鲕铁岩是全球沉积型铁矿的重要组成部分，因其特殊的经济价值和古环境及构造指示意义而受到广泛关注。从气候指示意义上，一直被认为与温暖热带–亚热带气候相关。然而，奥陶纪时的鲕铁岩，广泛分布于中欧、地中海、北非等古高纬冈瓦纳地区，且常发育在凉水型沉积中或与凉水动物群伴生，与其他地史时期鲕铁岩所指示的温暖热带–亚热带气候存在的这一矛盾现象，长期以来得不到合理解释。近期，中国科学院南京地质古生物研究所助理研究员栾晓聪、研究员吴荣昌、詹仁斌，联合加拿大多所大学的科研人员，对发育在华南中–上奥陶统的一套鲕铁岩开展研究。目前，该成果已在线发表于国际著名地质学期刊《地质学》（Geology）。前期研究基础表明这套鲕铁岩发育在潟湖环境中，是奥陶纪鲕铁岩中较少见的暖水类型，此外同期铁质鲕粒沉积和铁质微生物岩发育在较凉水环境中，这套具备不同水温和沉积环境梯度的铁质沉积，为多学科探究和综合阐明奥陶纪铁质沉积环境背景提供了独特窗口。研究表明，全球鲕铁岩与上升流分布的区域存在明显重叠，其丰度变化与全球氧同位素正偏记录存在良好对应关系（图1），在中奥陶世达瑞威尔期的增加可能恰好标志着奥陶纪气候从温室向冰室的转变。为了解释这一现象，作者提出鲕铁岩的形成并非直接由水温控制，而是与微生物活动及冈瓦纳大陆频繁冷水入侵引发的上升流密切相关。活跃的上升流将深海缺氧富铁海水带入表层，丰富的微生物促进铁氧化物沉淀，即“微生物铁质工厂”，这一解释得到了超微结构观察（图2）以及铁同位素证据（图3）的支持。该研究将这一气候转型机制类比于新生代蒙特雷事件，强调上升流强化对全球气候变化的响应。该成果解释了全球同期鲕铁岩在冈瓦纳周缘冷水区域广泛分布的机制，其所指示的上升流强度变化可能代表达瑞威尔期冰盖的初步形成，从沉积学角度支持了该时期为奥陶纪气候关键转折期。此外，作为生物、矿物和气候共演化的案例研究，该成果也为理解奥陶纪生物大辐射的环境背景提供了新视角。研究得到国家重点研发计划、中国科学院先导专项和国家自然科学基金委项目等的资助。论文相关信息：Luan,X., Sproat,C. D., Jin,J., Pufahl, P. K., Wu,R., and Zhan,R., 2025, Upwelling-related ferruginous ooids, microbialites, and the Darriwilian tipping point of Ordovician climate: Geology. https://doi.org/10.1130/G53374.1.图1 奥陶纪鲕铁岩丰度变化及与海洋古温度趋势对比图2 华南中–晚奥陶世铁质沉积的古地理分布与沉积模式示意图图3 华南奥陶纪铁质沉积的铁同位素与Ti/Fe交汇图202025-08 -
华南中泥盆世陆相-过渡相生态系统研究取得新进展近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员宋俊俊与张小乐、徐洪河、李莎、郄文昆和王怿等研究人员，对云南武定地区中泥盆统海口组开展了沉积学、古生物学和地球化学等多学科交叉研究。在此基础上，重建了中泥盆世陆相-过渡相的古生态和古环境，并对该时期生物与环境协同演化模式进行了探讨，为早期生物登陆过程提供了新的证据。该项研究成果近期发表于国际学术期刊《地球科学评论》（Earth-Science Reviews）。三角洲平原连接着陆地淡水与海洋咸水，是地质历史时期生物登陆的重要“跳板”。古生代早期许多生物，如鱼类、四足动物类、甲壳类、腹足类动物等都开始了陆地生活。然而，晚古生代时期的三角洲平原的地质记录很少，其古生态学研究匮乏，限制了人们对早期陆地生态系统的认识。近日，中国科学院南京地质古生物研究所副研究员宋俊俊与张小乐、徐洪河、李莎、郄文昆和王怿等研究人员，对云南武定地区中泥盆统海口组开展了沉积学、古生物学和地球化学等多学科交叉研究。在此基础上，重建了中泥盆世陆相-过渡相的古生态和古环境，并对该时期生物与环境协同演化模式进行了探讨，为早期生物登陆过程提供了新的证据。该项研究成果近期发表于国际学术期刊《地球科学评论》（Earth-Science Reviews）。云南武定地区泥盆纪地层发育，尤其是中泥盆世晚期的海口组地层沉积构造多样、生物化石丰富，为开展多学科综合研究奠定了基础。研究团队通过大量的野外和室内研究工作，利用沉积学、地球化学(δ18O, δ13C, Sr/Ba)和古生态学等证据，综合识别出海口组河流-三角洲平原沉积体系，包括下部的曲流河沉积和中上部的咸-淡水交汇三角洲平原-沼泽沉积。武定剖面海口组中上部的三角洲平原-沼泽相中产出丰富的动、植物生物群，经鉴定有介形类7超科29种、轮藻1属1种、腹足类1属1种、软骨鱼类和胴甲鱼类、双壳类以及孢子19属20种动植物化石。其中，介形类存在3种组合：组合1（Leperditicope-Palaeocope 组合）和组合3（Paraparchitoidean 组合）具有较高的多样性和丰度，分别分布于咸水的下三角洲平原和三角洲平原-沼泽环境。组合2（Leperditioidean 组合）以豆石介目为主，属种多样性较低，生活于淡水的上三角洲平原环境。丰富的介形类化石为探讨陆相介形类的起源和演化提供了重要证据。此前，学界普遍认为最早的淡水介形类出现于石炭纪密西西比亚纪早期(ca. 350 Ma)。而本研究发现了石炭纪之前从未报道过的淡水介形类金星介超科（Cypridoidea）的一种 Carbonita sp.，推测现代淡水介形虫的起源可能不晚于中泥盆世，将这类生物的出现时间提前了约 3000万年。同时，通过系统梳理石炭纪之前的非海相介形类的记录，结合本次研究数据，研究团队提出豆石介类（Leperdiditioideans）可能是最早主动向陆地迁移，并适应了淡水环境的介形类之一，为介形类从海洋向淡水环境的过渡提供了重要证据。此外，本研究还重建了华南中泥盆世非海相生态系统，并构建了泥盆纪咸-淡水生态系统的生态金字塔：包括生产者（轮藻、绿藻、维管植物等）、初级消费者（介形类、腹足类、双壳类等）和次级消费者（鱼类），体现了古生代从海洋到陆地复杂稳定的生态系统。维管植物根状茎的广泛出现以及垂直分布的根迹化石，表明当时已发育地下土壤生态系统，体现了生物与环境之间的协同演化关系。该研究系统重建了中泥盆世河流-三角洲平原体系的古环境与古生态，为理解泥盆纪非海相生态系统中环境与生物的协同演化提供了重要证据。武定地区海口组独特的动、植物生物群，代表了中泥盆世东特提斯洋一个新的咸-淡水的生态系统，为进一步研究早期生命登陆过程和古环境变化提供了重要的研究载体。本研究得到国家重点研发项目、中国科学院青促会项目和国家自然科学基金的支持。论文相关信息：Song, J.J., Zhang, X.L., Li, S., Qie, W.K., Wang, Y., & Xu, H.H. (2025). A Middle Devonian fluvial-delta plain complex from eastern Yunnan, South China: Insights into co-evolution between environments and organisms in an early non-marine system. Earth-Science Reviews, 270 (2025) 105223. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2025.105223.研究剖面-云南武定地区中泥盆统海口组野外景观图武定剖面中泥盆统海口组产出的各类化石。A.大个体的介形类-豆石介类；B.介形类和轮藻共生；C.垂直发育的根迹和丰富的介形类；D. 胴甲鱼类化石；E.鱼类牙齿和疑似鱼骨化石；F.腹足类武定剖面中泥盆统海口组的介形类组合分布武定剖面中泥盆统海口组古环境重建和生态金字塔模型192025-08 -
4.36亿年前的海洋生物如何用刚毛实现“社交距离”的精准调控？近日，中国科学院院士戎嘉余与中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄冰针对在中国贵州桐梓、仁怀地区发现的约4.36亿年前的志留纪早期腕足动物化石居群展开了深入研究，首次揭示了这些远古海洋底栖生物如何巧妙利用身体上的微小结构——刚毛，来维持彼此间的"社交距离"，形成井然有序的生存格局；研究也为“远古生物如何通过自身结构调控个体间距”这一古生态学问题提供了直接证据。成果于2025年7月21日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）。在人类社会中，保持适当的社交距离不仅能有效控制疫情传播，也是优化公共空间、减少摩擦的准则。但你是否想过，在数亿年前的古老海洋中，一群看似无法移动的生物，竟然也懂得利用自身的“装备”来主动维持个体间的距离？近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄冰与中国科学院院士、南京古生物所研究员戎嘉余针对在中国贵州桐梓、仁怀地区发现的约4.36亿年前的志留纪早期腕足动物化石居群展开了深入研究，首次揭示了这些远古海洋底栖生物如何巧妙利用身体上的微小结构——刚毛，来维持彼此间的"社交距离"，形成井然有序的生存格局；研究也为“远古生物如何通过自身结构调控个体间距”这一古生态学问题提供了直接证据。成果于2025年7月21日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）。腕足动物是古生代海洋中的优势类群，本次研究聚焦的是一种名为Nucleospira calypta（遮隐核螺贝）的无窗贝类腕足动物。该研究中原位埋藏的化石标本完整保留了它们生命最后时刻的真实状态，为科学家打开了一扇观察远古生物群落的珍贵窗口。刚毛是其外套膜边缘生长的细长、柔韧的毛状结构，在化石中极难保存，尤其是在寒武纪之后的漫长地质历史中更是凤毛麟角。此次研究标本还罕见地保存了腕足动物外套膜边缘的刚毛结构。研究人员综合运用了扫描电镜（SEM）、X射线荧光光谱（XRF）和显微CT（Micro-CT）等多种现代分析技术，不仅清晰重构了这些直径约20微米的刚毛的精细形态（图1-图3），还证实了其中一种独特的保存机制：即刚毛先是在缺氧环境下迅速黄铁矿化，继而在弱酸性条件中被钙质外壳包覆（图2F），阻止压实与氧化，因而即便黄铁矿后期转为氧化铁仍能完整保留其微观形态。在确证了这些精微结构后，研究人员将目光投向了整个居群的布局。通过运用最近邻分析(Nearest Neighbor Analysis, NNA）和泰森多边形（Thiessen polygons）等空间点格局分析方法，他们发现这些腕足动物的分布并非随机杂乱，而是呈现出一种统计学上显著的、类似棋盘的非随机、均匀分布模式（图3E）。这种“棋盘状”布局暗示着个体之间存在一种间距调节机制。这种精准的“排兵布阵”是如何实现的？研究人员通过分析发现，化石居群中个体之间的平均距离与它们保存完好的刚毛长度之间存在着明确的定量关系，这个间距大约是刚毛长度的1.5—2倍。这种在看似固着不动的生物中发生的位置微调并非没有先例，例如现代藤壶在固着后仍能进行极其缓慢的迁移以优化生存空间。因而研究推测，Nucleospira calypta光滑的盘状外壳和无肉茎的特征，使其具备了在外力（如微弱水流）或自身极其微弱的活动下发生毫米级缓慢滑动的可能。当个体间距过近，其伸展的刚毛便会与邻居接触，这种持续的物理接触，经过长时间的累积，最终促使整个居群达到一个互不干扰、空间利用最优化的稳定构型（图4）。这对于滤食性生物至关重要，能最大限度地避免彼此的摄食水流相互干扰。此项研究首次将一种精微的解剖学结构（刚毛）与一个统计学上显著的居群空间格局直接联系起来，为“生物间的相互作用如何塑造居群结构”这一古生态学核心问题提供了直接的化石证据。它表明，远古居群的形成并不仅仅受制于被动的环境因素或幼虫的随机固着，生物个体间由其形态结构引起的相互作用同样扮演了至关重要的角色。这一发现不仅加深了我们对古生代海洋生态系统复杂性的理解，也凸显了那些看似微不足道的特征在生命演化长河中可能产生的重要生态影响。此项研究得到了国家自然科学基金委面上项目的支持。论文相关信息：HUANG Bing*. and RONG Jiayu. 2025. Ancient seabed checkerboard: How setae shaped spatial distributions of Silurian brachiopods. PNAS. https://doi.org/10.1073/pnas.2509354122.图1. 腕足动物Nucleospira calypta及其由氧化铁保存的刚毛。腹壳内模及局部放大示刚毛（A-D），及其扫描电镜（SEM）与能谱（EDS）分析（E-H）。图2. Nucleospira calypta保存于矿化层下的刚毛形态（A-F），及其显微结构（F-H）与Mircro-CT三维重建（I-K）。图3. Nucleospira calypta的原位埋藏化石居群及其XRF分析元素分布（A-D），其空间分布的泰森多边形分析（E），以及另一小型集群实例（F）。图4. Nucleospira calypta的基于化石标本复原的单个个体及其边缘的刚毛(A)，及居群生活状态的生态复原图(B)。222025-07 -
西藏羌塘中侏罗世珊瑚化石研究揭示青藏高原古生物地理新证据近期，中国科学院南京地质古生物研究所青藏科考团队成员朱修萍、梁昆、张以春，联合国内青藏高原研究专家，对西藏羌塘地区中侏罗世珊瑚化石群开展了系统的研究，并根据修订后的分类标准将已西藏地区已报道的“Montlivaltia xizangensis”（西藏高壁珊瑚）、“Montlivaltia caryophyllata”（丁香形高壁珊瑚）、“Montlivaltia cornutiformis elliptica”（角状高壁珊瑚椭圆亚种）和“Montlivaltia xainzaensis”（申扎高壁珊瑚）四个种统一归并为藏北高壁珊瑚（Montlivaltia zangbeiensis）。相关研究成果发表在地学期刊《远古世界》（Paleoworld）。近期，中国科学院南京地质古生物研究所青藏科考团队成员朱修萍、梁昆、张以春，联合国内青藏高原研究专家，对西藏羌塘地区中侏罗世珊瑚化石群开展了系统的研究，并根据修订后的分类标准将已西藏地区已报道的“Montlivaltia xizangensis”（西藏高壁珊瑚）、“Montlivaltia caryophyllata”（丁香形高壁珊瑚）、“Montlivaltia cornutiformis elliptica”（角状高壁珊瑚椭圆亚种）和“Montlivaltia xainzaensis”（申扎高壁珊瑚）四个种统一归并为藏北高壁珊瑚（Montlivaltia zangbeiensis）。相关研究成果发表在地学期刊《远古世界》（Paleoworld）。研究发现该地区中侏罗世（巴通期）的珊瑚群落组成以单体型的藏北高壁珊瑚（Montlivaltia zangbeiensis）为优势物种，而丛状复体的斯洛文尼亚假通珊瑚（Pseudocoenia slovenica）和块状复体的科邦科比星珊瑚（Kobyastraea coquandi）则较为稀少。基于精确的属种鉴定结果，研究发现羌塘布曲组珊瑚群与同时代位于伊朗东部的珊瑚群展现出极高的相似性。这一发现标志着羌塘地块与中特提斯域核心的伊朗地块在中侏罗世存在紧密的生物交流通道。古地磁数据表明两者当时纬度相近，且均位于开阔的浅海碳酸盐台地环境，这为珊瑚幼虫通过洋流进行跨区域扩散提供了有利条件。虽然布曲组的三属珊瑚在欧洲中侏罗世地层中也有记录，但其种级组成与羌塘存在明显差异。这表明当时羌塘地块的古生物地理区系更接近特提斯域东部的伊朗，而非西部的欧洲。该研究成果填补了羌塘地块乃至青藏高原中侏罗世珊瑚生物地层学和系统古生物学研究的空白，并通过关键分类标准修订和群落分析，为地质学界关于“羌塘地块在中侏罗世是特提斯洋东段重要组成部分，并与伊朗地块等保持密切联系”的构造古地理推论提供了古生物学新实证，对深入理解青藏高原多块体拼合历史及特提斯洋演化具有重要意义。本研究得到了国家自然科学基金和科技部第二次青藏科考联合资助。论文相关信息：Zhu, X.-P., Liang, K.*, Liao, W.-H., Yin, J.-R., Rao, X., Zhang, Y.-C. 2025. Scleractinian corals from the Middle Jurassic Buqu Formation, Qiangtang block and their palaeogeographic implications. Palaeoworld. https://doi.org/10.1016/j.palwor.2025.200978.连续切片展示羌塘比洛错地区高壁珊瑚(Montlivaltia)珊瑚体不同生长阶段形态变异情况。D：个体直径；SN：隔片数量侏罗纪期间珊瑚属Montlivaltia、Pseudocoenia 和 Kobyastraea 的全球古生物地理分布，以及推断的海洋环流模式。地点：1，阿根廷；2，智利；3，墨西哥；4，摩洛哥；5，葡萄牙；6，法国；7，英国；8，德国；9，意大利；10，沙特阿拉伯；11，印度；12，乌兹别克斯坦；13，中东部伊朗；14，羌塘地块；15，泰国；16，印度尼西亚182025-07 -
地球生命转折期的中国答卷：新专辑揭秘深时生物危机与环境剧变国际地学知名期刊《古地理学，古气候学，古生态学》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）近日推出虚拟专辑《Biotic crises and environmental changes during the critical transitions from the late Neoproterozoic to the late Triassic in China and adjacent regions》。专辑聚焦埃迪卡拉纪-寒武纪生命大爆发、二叠纪末大灭绝及复苏等重大事件，整合地层学、地球化学、古生物学等多学科前沿手段，揭示了生物危机与环境扰动之间的复杂耦合机制。中国及邻区，特别是华南板块，保存了横跨古赤道、连续完整的特提斯域地层记录，为研究地球系统在关键转折期的记录提供了独一无二的“天然实验室”。国际地学知名期刊《古地理学，古气候学，古生态学》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）近日推出虚拟专辑《Biotic crises and environmental changes during the critical transitions from the late Neoproterozoic to the late Triassic in China and adjacent regions》。专辑聚焦埃迪卡拉纪-寒武纪生命大爆发、二叠纪末大灭绝及复苏等重大事件，整合地层学、地球化学、古生物学等多学科前沿手段，揭示了生物危机与环境扰动之间的复杂耦合机制。该专辑由中国科学院南京地质古生物研究所张华研究员领衔，联合中国矿业大学、伊朗洛雷斯坦大学和南京大学学者共同主编，汇集中国及邻区31项创新性研究成果（图1），系统剖析了地球从新元古代晚期到三叠纪晚期（约6亿至2亿年前）数次重大生命转折期，包括晚奥陶世、瓜德鲁普世末和二叠纪末大灭绝事件的环境剧变与生命响应之谜。该专辑系统揭示了六大核心主题的最新研究进展：1. 高精度时间标尺建立：运用旋回地层学（寒武纪碓边B剖面）、牙形类生物地层学（西藏拉萨地体）和沉积地球化学，为重大事件构建精细年代框架，解决了二叠系-三叠系界线在微生物岩中的定位争议，并利用寒武纪韵律层推算出当时地月距离约37万公里、日长约22.1小时。2. 碳循环扰动与火山驱动：识别并对比了寒武纪DICE、三叠世PENCIE等多个全球性碳同位素漂移事件。研究确证大规模火山活动（如峨眉山大火成岩省）是驱动碳循环剧烈扰动、导致全球变暖、冰川消融和海平面上升的关键机制。值得注意的是，中三叠世PENCIE事件虽伴随火山活动（Hg异常），却与海洋生态强劲复苏同步，表明适度环境扰动（释放营养物质）可能促进灭绝后复苏。3. 海洋缺氧硫化与生物灭绝：揭示埃迪卡拉纪-寒武纪过渡期海洋化学分层（表层含氧/深层缺氧）及硫化水体上涌导致埃迪卡拉生物群灭绝。精细刻画了瓜德鲁普世末和二叠纪-三叠纪之交海洋硫化事件的空间异质性和时间演化，首次确认透光带硫化（H2S 毒性）是瓜德鲁普世末大灭绝的主要驱动机制之一。4. 古气候-海洋演变与生命响应：解析了晚古生代大冰期（LPIA）中瓜德鲁普世P3冰期的启动（玄武岩风化耗CO2）与消退（火山释CO2及泛大陆裂解）机制，报道了伊朗埃迪卡拉纪“雪球地球”新证据。在中国保山地块首次发现晚三叠世诺利期钙质超微化石，其于变暖事件中体积“矮化”50%，揭示了生物对环境压力的适应机制。重建了埃迪卡拉纪Shuram事件期间海洋氧化还原和氮循环动态及其与早期生命辐射的关联。5. 生物韧性挑战传统认知：二叠纪末大灭绝虽造成双壳类属级损失62%，但其功能丰富度保持稳定，生态空间利用未崩溃，挑战了“功能灭绝”观点。灭绝后双壳类内栖化增强和新功能群出现，指示“中生代海洋革命”或始于晚三叠世。澄江生物群硅质碎屑环境中发现类古杯化石，突破其仅存于碳酸盐台地的传统认知。证实早二叠世真蕨植物演化攀爬习性应对水淹，并通过早三叠世牙形类粪化石重建了至少5个营养级的复杂食物网。6. 构造-古地理的调控作用： 西藏雅鲁藏布江缝合带洋岛海山䗴类化石证据将新特提斯洋打开时间约束至早二叠世晚期。揭示拉萨地体作为特提斯生物迁移“走廊”，识别中奥陶世放射虫南北半球分区（受控洋流），证实华北南缘中三叠世湿润化与秦岭造山带北扩形成地形雨屏障相关。本专辑揭示了火山作用、缺氧和气候变化等环境压力与生物韧性间复杂的相互作用，强调了特提斯古地理格局和盆地限制性等区域因素在调节全球性危机中的关键作用。这些源自地球远古的记录，为理解并预测现代生物圈应对人为驱动的全球变暖和海洋脱氧等快速环境剧变提供了至关重要的深时类比和科学预警。专辑得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项和江苏省科技计划国际合作项目等资助。专辑序言对专辑中31 篇文章进行了详细介绍：Zhang, H., Yuan, D.-X., Arefifard, S., Wei, G.-Y., 2025. Editorial preface to special issue: Biotic crises and environmental changes during the critical transitions from the late Neoproterozoic to the late Triassic in China and adjacent regions. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology , 113138. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2025.113138.图1 中国和邻区地形图展示专辑所涵盖的研究地点/区域162025-07 -
研究证实拉萨地块源自印度东北缘近期，中国科学院南京地质古生物研究所研究员王光旭、詹仁斌，及其合作者首次利用奥陶纪敏感生物群成功解析拉萨地体起源，相关成果发表在《冈瓦纳研究》（Gondwana Research）。拉萨地体曾是冈瓦纳大陆的一部分，直到二叠纪/三叠纪时期漂离，并最终拼贴至欧亚大陆，构成青藏高原的核心。然而，其裂解前的古地理位置存在较大争议，基于对地球化学和同位素数据的不同解读，目前学界存在拉萨地体可能起源于印度、澳大利亚或非洲的不同观点。这一未解之谜不仅制约冈瓦纳大陆重建的精确性，也影响对青藏高原演化历史的深入理解。近期，中国科学院南京地质古生物研究所研究员王光旭、詹仁斌，及其合作者首次利用奥陶纪敏感生物群成功解析拉萨地体起源，相关成果发表在《冈瓦纳研究》（Gondwana Research）。研究人员通过对在西藏中部班戈地区首次发现的中—晚奥陶世之交（约4.57–4.53亿年前）的地层中，识别出一套保存完好的浅水化石相生物群。该生物群包括藻类、牙形石、珊瑚、腕足类和三叶虫等门类，对古环境高度敏感，研究人员对其及进行生物地理分析，并结合已发表古生物和地化数据，准确限定了该地体的古地理位置。古生物地理与古地磁研究作为独立证据来源可用于追溯古地理位置，但长期因证据不充分难以提供明确结论。目前可靠的古地理复原表明，志留纪之前东冈瓦纳西缘呈近南北走向分布，覆盖广泛古纬度区间。如果对具有明显纬度梯度分异的生物群进行生物地理分析，将成为限定拉萨地体在冈瓦纳的相对位置的关键依据。此次发现的浅水生物群，研究人员通过生物地理分析，发现该生物群与印度板块东北缘的同期生物组合高度一致，而与澳大利亚和非洲的差异显著。该发现也得到了既有古生物学资料相的印证，为拉萨地体起源于印度提供了有力支撑。本研究成果受到国家重点研发计划项目和古生物学与油气地层应用全国重点实验室的支持。论文相关信息：Wang, G.X., Zhan, R.B., Jin, J., Chen, Z.Y., Percival, I.G., Wei, X., Liang, Y., Cui, Y.N., Wang, Y. & Zhang, Y.T. 2025. Northeastern Indian origin of the Lhasa terrane. Gondwana Research, 147, 184-191. https://doi.org/10.1016/j.gr.2025.06.010.西藏中部班戈东卡群底部（中-上奥陶统交界之交）部分代表性化石古生物地理分析结果表明拉萨地体新发现的浅水生物群与印度板块东北缘同期生物群高度相似，而与澳大利亚和非洲差别明显112025-07