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古地磁和铼锇同位素研究揭示复杂条件下油气生成和聚集过程
近期,中国科学院南京地质古生物研究所张勇副研究员与南京大学、英国帝国理工学院和杜伦大学开展合作,首次利用古地磁重磁化和铼锇同位素组合分析,对复杂条件下油气生成、运移和成藏过程的时间进行了可靠约束。相关研究结果发表在自然指数期刊《地球物理学研究杂志-固体地球》(JGR-Solid Earth)。
油气作为沉积盆地中最重要的资源型流体,其生成、运移成藏,甚至是油藏破坏往往都受控于区域构造活动,理解上述复杂地质过程对于丰富油气演化理论以及提高油气勘探效率都具有非常重要的价值,可靠约束油气活动的时间是理解上述地质过程的关键线索。然而,可靠的时间约束常常需要完善的盆地地层、构造资料以及可靠的地温参数,一直以来都是油气地质界公认的难题。
近期,中国科学院南京地质古生物研究所张勇副研究员与南京大学、英国帝国理工学院和杜伦大学开展合作,首次利用古地磁重磁化和铼锇同位素组合分析,对复杂条件下油气生成、运移和成藏过程的时间进行了可靠约束。相关研究结果发表在自然指数期刊《地球物理学研究杂志-固体地球》(JGR-Solid Earth)。
本次研究以四川盆地西北缘的龙门山造山带二叠系含油碳酸盐岩为研究对象,古地磁研究发现在晚三叠世及中侏罗世-白垩纪发生了两次重磁化事件,揭示出两期油气运移进入该储层碳酸盐岩的时间;而通过选取对应的石油和沥青为铼锇同位素研究对象,则获得了相关油气生成的时间为~264 Ma和~94 Ma。相关研究可靠地揭示出该区域复杂的两期油气生成和成藏的过程,且与相关地质构造运动有很好的对应关系。
研究还指出,正是由于古地磁重磁化和铼锇同位素组合分析两者在方法和原理上是完全独立的,又是揭示的同一油气过程,所以两个方法的结果和地质解释可以相互检验和相互补充。另外,该方法组合的重要特色在于,其可以独立于复杂地质背景以及不确定的烃源岩,更方便地揭示出相关油气的生成和运移成藏时间。
本研究得到了国家自然科学基金和中国科学院项目等的资助。
论文相关信息:Hu Jing, Zhang Yong*, Dong Jia*, Adrian Muxworthy, David Selby, Li Yongxiang, Matthew J. Brzozowski, Wei Guoqi, Cao Jian, Yin Hongwei, Li Wei, 2023. Combining paleomagnetic and Re–Os isotope data to date hydrocarbon generation and accumulation processes,Journal of Geophysical Research: Solid Earth, https://doi.org/10.1029/2022JB025955.
图1 采样和研究区域地质简图
图2 两种研究方法结果对比
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研究发现臭氧层破坏导致二叠纪末陆地生物大灭绝的直接证据
2.52亿年前的二叠纪末大灭绝造成了约81%的海洋物种和89%的陆地物种灭绝,其主要原因被认为是大规模火山喷发导致的环境变化,但仍缺乏环境因素影响陆地生态系统的直接证据。中国科学院南京地质古生物研究所刘锋研究员与英国、德国同行等合作,通过研究该时期化石花粉粒中“防晒霜”含量的变化,发现臭氧层破坏导致二叠纪末陆地生物大灭绝的直接证据,研究成果于2023年1月6日在线发表于国际知名期刊《科学进展》(Science Advances)。
2.52亿年前的二叠纪末大灭绝造成了约81%的海洋物种和89%的陆地物种灭绝,其主要原因被认为是大规模火山喷发导致的环境变化,但仍缺乏环境因素影响陆地生态系统的直接证据。中国科学院南京地质古生物研究所刘锋研究员与英国、德国同行等合作,通过研究该时期化石花粉粒中“防晒霜”含量的变化,发现臭氧层破坏导致二叠纪末陆地生物大灭绝的直接证据,研究成果于2023年1月6日在线发表于国际知名期刊《科学进展》(Science Advances)。
二叠纪末期的大灭绝事件是显生宙最大一次灭绝事件。科学家们普遍认为二叠纪末期西伯利亚大火成岩省的喷发造成的全球温室气体增加,全球变暖以及海洋酸化可能是引起这次灭绝的主要诱因。但对于这些环境因素如何影响陆地生态系统到目前还有很多争论。
一些孢粉学家在陆相二叠—三叠纪过渡剖面发现了一些畸形孢子和花粉,推测这些畸形孢子或花粉可能是由西伯利亚大火成岩省喷出的卤族元素造成的全球臭氧层破坏诱发的紫外线辐射增加引起的。但通过对现代植物中产出的畸形孢子和花粉的研究表明,这些畸形花粉和孢子产生的环境背景十分复杂,干旱、空气污染以及植物体的外伤都有可能诱发植物体产生畸形孢子或花粉,所以单凭在陆相二叠-三叠纪过渡剖面发现的少量畸形孢子和花粉并不能直接证明二叠纪末期大灭绝期间存在全球臭氧层空洞引起的紫外线辐射增加。
植物体需要阳光进行光合作用,为植物体生长提供能量,但又要避免阳光中有害的紫外线对植物体特别是植物生殖细胞(孢子和花粉)中遗传信息的破坏。为了适应陆地辐射环境,陆生植物演化出了一些调控机制,以减少紫外线对植物体的伤害。在植物体的生殖细胞中这种机制表现为植物的孢子和花粉的外壁中含有大量功能与“防晒霜”十分相似的化合物(香豆酸和阿魏酸),这些化合物可形成共振稳定的酚自由基,抵抗紫外线引起的氧化作用,从而保护脆弱的孢子和花粉,为陆生植物的传播和繁衍提供了保障。
现代植物学家已经观察到植物体可以根据周围的紫外线辐射环境,自动调节其生殖细胞外壁“防晒霜”的含量,同时这些“防晒霜”可以在惰性的孢子和花粉外壁中保存很长时间。因此,理论上我们可以通过对这些孢子和花粉中“防晒霜”含量的测定反推地质历史时期大气紫外线辐射强度。
研究团队运用傅里叶变化红外光谱,对产自我国西藏南部二叠——三叠纪过渡剖面的1011粒阿里型花粉中的香豆酸和阿魏酸进行了定量测量,通过对这些花粉产出的红外光谱的大数据分析,发现在二叠纪末大灭绝期间地层中花粉外壁的香豆酸和阿魏酸含量明显高于灭绝前后化石花粉中该化合物的含量。直接证明了二叠纪末期大灭绝期间存在全球紫外线辐射增加的现象。同时,研究团队也对剖面地层的有机碳同位素和汞的浓度进行了分析,发现这两个指标的异常波动与化石花粉中出现大量香豆酸和阿魏酸的层位基本相当,进步确认二叠纪末期全球紫外线辐射的增加可能是由于当时剧烈的火山活动引起的。
空气中紫外线辐射量的增加对整个陆地生态系统具有深远的影响。由于紫外线不仅对植物的生殖细胞具有很强的杀伤作用,同时也会对植物体叶肉细胞造成破坏。为了抵御紫外线对叶肉细胞的破坏,植物体会在其叶片中大量合成叶黄素、香豆酸和阿魏酸等,相应减少叶绿素的合成,从而导致植物体光合作用的减弱,进而使得植物体对于温室气体吸收能力减弱,进一步加重了二叠纪末期火山喷发引起的全球温室气体增加。另外,叶肉中的叶黄素、香豆酸和阿魏酸等对于食草动物以及昆虫来说是一种很难消化且营养价值较低的化合物,所以紫外线辐射的增加间接影响了陆地食物链,可能是导致二叠纪末陆地食草动物以及昆虫大灭绝的主要原因。
该研究得到国家自然科学基金委、第二次青藏高原科学考察与研究、中科院战略性先导科技专项(B类)、德国研究基金会、自然环境研究委员会和人类前沿科学计划的资助。
论文相关信息:Liu, F.*, Peng, H.P., Marshall, E.A.J., Lomax, B.H., Bomfleur, B., Kent, M.S., Fraser, W.T., Jardine, P.E.* (2023). Dying in the Sun: Direct evidence for elevated UV-B radiation at the end-Permian mass extinction. Science Advances 9, eabo6102. http://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo6102.
藏南曲布剖面二叠纪末期黑色页岩
曲布剖面二叠-三叠系过渡地层中发现的花粉化石(阿里粉)
臭氧层破坏引起的紫外线辐射增加对陆地食物链的影响
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南京古生物所2023新年贺辞
值此2023元旦新年辞旧迎新之际,我谨代表中国科学院南京地质古生物研究所党政领导班子,向全体南古人,向长期以来给予南京古生物所关心、支持和帮助的各界人士,以及你们的家人,致以最诚挚的感谢和最衷心的祝福!祝大家新年快乐,阖家幸福安康!踔厉奋发创佳绩,万象更新展新颜。值此2023元旦新年辞旧迎新之际,我谨代表中国科学院南京地质古生物研究所党政领导班子,向全体南古人,向长期以来给予南京古生物所关心、支持和帮助的各界人士,以及你们的家人,致以最诚挚的感谢和最衷心的祝福!祝大家新年快乐,阖家幸福安康!2022年,在中科院党组的正确领导下,南京古生物所深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的二十大精神,不断增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”,围绕全面实现“四个率先”和“两加快一努力”目标要求,党政同心,聚焦主责主业、狠抓工作落实,稳步推进研究所各项工作取得重要进展。所领导班子认真履行全面从严治党责任。落实所党委“三重一大”事项决策制度,进一步提高基层党组织建设质量,选优配强支部书记,大力弘扬科学家精神,加强作风学风建设。国重支部被评为中科院“四强”标兵党支部,李四光先生办公旧址暨研究所所史馆入选全国和江苏省首批“科学家精神教育基地”、中科院弘扬科学家精神示范基地。研究所“十四五”规划获中科院批复(基础前沿交叉领域)。重点聚焦地球生命起源与早期演化、陆地生态系统起源与演化、精时地层与古地理三个主攻方向,以及深时重大生物事件与生态系统演变、深时气候变化与天体古生物学、地层古生物大数据分析三个新兴方向。不断深化科研院所改革试点。围绕学科发展和国家需求,进一步优化科研布局和组织体系,新成立“新生代生物演化与环境研究室”和“沉积盆地研究中心”。持续优化科技评价和经济资源配置,创新采用“研究室主建、创新团队主战”的方式,组织以“创新研究群体”形式进行集成攻关,打造建制化基础研究新范式。持续推进重点实验室重组改革。明确实验室使命定位为“面向古生物学和地层学国际前沿及国家资源安全需求,探索生命起源与演化的奥秘,揭示生物与环境共演化机制及其资源效应”。完成实验室体系框架重组、科研组织模式的创新和确立、人才队伍的培养、遴选和引进,进入重组工作的实质推进阶段。积极组织承担国家重大科技任务。承担中科院战略先导专项(B)“关键地史时期生物与环境演变过程及其机制”,取得新的重大突破;承担科技部国家重大科技专项“第二次青藏高原科学考察”专题和国家重点研发计划“新元古代和古生代之交地球—生命系统演变”(2022年新增),以及国家基金委创新群体“多细胞生物起源和早期演化”等。为中石油、中石化、中海油、中国地质调查局等提供系列咨询服务,启动十余项攻关项目。研究成果丰硕。全年发表科研论文410余篇,包括Science、Nature、PNAS在内的Nature Index期刊论文23篇。发现约5.35亿年前“皱囊虫”的关键特征,认为其更可能是蜕皮动物而不是原先认为的最早的后口动物(Nature,2022);发现约5.18亿年前的“云南虫”具有脊椎动物特有的细胞软骨构成的咽弓,支持其为脊椎动物的最基干类群(Science,2022);提出约3亿年前的晚古生代大冰期期间地球上曾发生过一次短暂的巨量碳排放事件,引发了海洋缺氧及海洋生物多样性骤降(PNAS,2022);昆虫化石揭示2亿年前中生代声学景观及动物声音交流行为的演化(PNAS,2022)。三项成果入选中国古生物学十大进展,一项成果入选江苏省科学技术奖。出版中、英文专著《中国扬子区奥陶纪末至志留纪初含页岩气地层》,为国家非常规油气勘探开发提供地层“黄金卡尺”。队伍建设取得新突破。青年学科带头人快速成长,年内1人获评国家科技创新领军人才、1人获评青年拔尖人才,1人获国家基金委优秀青年基金,1人获中科院青年科学家奖、3人获院青促会优秀会员。为满足优化后的学科布局需求,面向海内外精准引才,从澳大利亚麦考瑞大学、英国地调局、南京大学、北京大学以及中科院相关单位全职引进院人才计划候选人5人;柔性引进中科院院士3人、国家杰青3人担任客座研究员。做好后备人才储备,年内招聘博士后/特别研究助理10人(黎巴嫩、西班牙籍各1人),招收研究生31人创历史新高,获评中科院院长特别奖等系列荣誉。国际合作彰显影响力。组织17人赴泰国参加第六届国际古生物学大会,继续引领相关国际组织工作;国际小行星协会正式命名“南古星(Star of NIGPAS)”;1人入选伦敦地质学会荣誉会士、1人获评国际地层委员会埃迪卡拉系分会终身荣誉委员。平台建设取得重要进展。围绕“国际一流的地层古生物学实验技术支撑平台”目标,完成微纳结构显微成像、稳定同位素与环境元素同位素研究等技术平台布局和交叉团队建设,年内支撑服务总收入1000余万元;进一步提升GBDB数据库建设,获“中国科学院2021年网信工作进步奖”;多方争取投入科学传播经费1100余万元,博物馆全年接待近20万人次,举办科普活动300余场,发布系列科普视频,荣获中科院优秀科普图书(2项)及江苏省优秀科普作品一等奖(2项)等系列荣誉。展望未来,机遇无限。南京古生物所将继续在院党组的领导下,更加紧密地团结在以习近平同志为核心的党中央周围,持续深入学习贯彻党的二十大精神,根据党中央、院党组的统一部署,持续聚焦主责主业、狠抓工作落实,稳步推进研究所改革发展,以新的优异成绩为服务国家需求并有效促进中国乃至国际地层古生物学学科发展,为实现第二个百年奋斗目标和中华民族伟大复兴的中国梦做出新的更大贡献!祝大家在新的一年再创佳绩!詹仁斌所长中国科学院南京地质古生物研究所2022年12月31日
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2亿年前的交响乐:螽斯化石揭示中生代声学景观的演化
研究结果揭示了中生代螽斯的声学行为的演化,为昆虫和早期哺乳动物的声学共演化假说提供了证据,也为动物的声学演化机制和中生代的声学景观提供了新信息。
声音交流是动物最重要的通讯方式之一,对动物的生存具有非常重要的意义。声音交流通常被用于求偶、交配、捕食和躲避天敌等行为中,这也构成了现代生态系统中纷繁复杂的声学景观的一部分。由于声学景观无法直接保存在化石记录中,我们对早期声学景观面貌以及动物声音交流行为的起源和演化了解非常有限。
直翅目昆虫是现今多样性最高的鸣声生物,包括我们常见的蟋蟀、螽斯、蝗虫等。其中螽斯(俗称蝈蝈、纺织娘)可以利用前翅间的相互摩擦发出声音,依靠前足的听器(鼓膜)接收声音信号。螽斯在中生代非常繁盛,因此是动物声学演化研究的一类理想类群。
近日,中国科学院南京地质古生物研究所的博士研究生许春鹏在王博研究员和张海春研究员的指导下,建立了首个化石直翅目形态特征数据库,以中生代的螽斯化石为研究对象,分析了该类群声音器官的形态特征,并重建了其鸣声频率的宏演化历史。研究结果揭示了中生代螽斯的声学行为的演化,为昆虫和早期哺乳动物的声学共演化假说提供了证据,也为动物的声学演化机制和中生代的声学景观提供了新信息。相关研究成果于2022年12月13日在线发表于《美国科学院院报》(PNAS)上。
研究取得的主要成果如下:
1 重建了中生代螽斯的鸣声频率。研究团队检视了各地馆藏的直翅目化石标本,建立了螽斯化石的关键形态特征数据库,并根据生物物理模型,对中生代螽斯的鸣声频率进行了系统重建。对南非和哈萨克斯坦标本研究发现,早在三叠纪中期螽斯就已经可以发出高频的鸣声(12-16 kHz),这也是整个动物界最古老的高频声音记录。进一步的数据库分析表明,中生代螽斯已经演化出极高的声音频率多样性,并已经具有明显的声学生态位分区现象。声学生态位分区的出现,可以极大地降低声音交流时其他声学信号的干扰,提高声音交流的效率。高效的声音交流能力很可能是中生代早期螽斯辐射演化的驱动因素之一。
2 发现了最古老的昆虫听器和复杂声学行为。在侏罗纪鸣螽化石中发现了保存精美的听器。无论是在大小、位置还是在结构上,它们和一些现生螽斯(例如鸣螽、沙螽)的听器几乎一样。它们分别位于一对前足的内侧(后侧)和外侧(前侧),由内部椭圆形的硬质鼓膜板和包围在其外侧新月形的软质鼓膜组成。这种结构表明其可能以硬质的鼓膜板为支点,形成杠杆结构以大大地提高声波的传导效率。综合鸣器和听器的证据表明,早在侏罗纪雄性螽斯间的复杂声学行为(争斗和领地行为)已经出现。
3 中生代螽斯的类群转换和声学演化。在早-中侏罗世,螽斯类群发生了明显的类群转换现象:原本占据主导地位的哈格鸣螽科昆虫开始衰落,鸣螽科昆虫开始崛起。同时,中生代哈格鸣螽科和鸣螽科昆虫的鸣声频率虽然都主要分布在4-16 kHz之间,但却有极大的不同:哈格鸣螽科昆虫的鸣声频率在4-16 kHz近乎均匀分布,而鸣螽科昆虫的鸣声频率显示为双峰分布(主要位于4-8 kHz和12-16 kHz两个范围内)。高频鸣声有利于躲避捕食者的探查,但传播距离较近;低频鸣声则恰好相反,虽易被捕食者探查,却能够传播更远的距离。鸣螽科昆虫叫声频率的双峰分布表明,每个种类在“传播距离”和“躲避探查”之间根据自身需求和特点更好地权衡,避免了既容易被探查又传播不远的情况。此外,螽斯前翅声音辐射区域的变化(镜区面积占比提升)也说明了从中-晚三叠世到中侏罗世,其发声能力有了明显增强。
4 为螽斯和早期哺乳动物的声学共演化假说提供证据。与其他脊椎动物相比,现生哺乳动物具有更高频的听力范围和更灵敏的听觉能力。在爬行动物占据主体生态位的中生代,原始哺乳动物可能多为夜行的小型食虫类,很可能利用声音进行定位猎物和侦查捕食者。而善于鸣叫、体型硕大的螽斯可能为早期哺乳动物提供了理想的食物来源。
本研究发现中生代螽斯在早-中侏罗世发生一次明显的类群更替(从哈格鸣螽科主导转为鸣螽科主导),时间上恰好对应了早期哺乳动物的辐射事件,并伴随其听觉能力的提高。因此,早期哺乳动物很可能对螽斯的演化产生了定向选择作用,导致了哈格鸣螽科昆虫的衰落以及声学通迅能力和飞行能力更强的鸣螽科昆虫的崛起。反之,螽斯高频声音的出现可能也促进了早期哺乳动物听觉能力的提高。
5 为中生代的声学景观提供新认识。在现代陆地生态系统的声学景观中,热带地区由昆虫和青蛙的叫声占据主导,而在温带地区,鸟类的叫声更为丰富。本研究总结和梳理了动物重要声学演化事件。研究发现中生代声学景观与现代完全不同:在三叠纪由昆虫尤其是螽斯的鸣声占据主导;早侏罗世青蛙和晚侏罗世鸟类的出现带来了新的声音;直到白垩纪,森林中的声学景观才接近现代面貌。总之,随着各类鸣声动物类群的辐射演化,中生代陆地生态系统的声学景观面貌逐渐复杂化。
该研究由中国科学院南京地质古生物研究所、临沂大学、法国自然历史博物馆、德国黑森州立博物馆、俄罗斯科学院古生物研究所、英国自然历史博物馆和美国自然历史博物馆的研究团队共同完成。
此研究得到了中国科学院、科技部、国家自然科学基金委和DDE计划的资助。南京古生物所画师杨定华绘制了生态复原图。
相关论文:Xu Chunpeng, Wang Bo*, Wappler T., Chen Jun, Kopylov D., Fang Yan, Jarzembowski E.A., Zhang Haichun, Michael S.E. (2022) High acoustic diversity and behavioral complexity of katydids in the Mesozoic soundscape. PNAS, https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2210601119.
图1 三叠纪螽斯的音齿(上)和侏罗纪螽斯的听器(下)
图2 动物听力范围(上)、现生和中生代螽斯的鸣声频率分布(下)
图3 鸣螽总科声音辐射区域演化散点图(左)和箱型图(右)
图4 动物声学演化事件
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中国科协调研中国古生物学会
11月24日,中国科学技术协会党组成员、书记处书记张桂华等一行,在江苏省科协党组书记、副主席孙春雷等陪同下调研了中国古生物学会,并在学会挂靠单位中国科学院南京地质古生物研究所行政楼一楼会议室进行了座谈交流。
11月24日,中国科学技术协会党组成员、书记处书记张桂华等一行,在江苏省科协党组书记、副主席孙春雷等陪同下调研了中国古生物学会,并在学会挂靠单位中国科学院南京地质古生物研究所行政楼一楼会议室进行了座谈交流。南京古生物所党委书记、副所长杨涛,中国古生物学会监事长杨群、秘书长张元动以及相关负责人参加会议。会议由张元动主持。
杨涛首先对中国科协、江苏省科协等一行的到访表示热烈欢迎,并简要介绍了南京古生物所的基本情况,以及研究所作为学会支撑单位所提供的支持情况。随后,张元动简要汇报了学会的发展历史、国际交流、人才举荐、学科建设、科普活动等方面的工作。
张桂华首先感谢了南京古生物所对中国古生物学会工作给予的支持,充分肯定了学会所做的各项工作。张桂华表示,期望学会能继续发挥优势,在团结全国古生物科技工作者等方面发挥更大作用,做出更多优异的成绩。会上,与会人员还就中国古生物学会未来发展等情况进行了讨论交流。
会后,张桂华等人参观了李四光先生办公旧址暨南京古生物所所史馆,认真听取了研究所科学家精神教育基地建设及开展工作情况的汇报,积极肯定了研究所老一辈古生物科技工作者为国民经济以及学科发展所做出的奉献。
中国科协科学技术创新部学会发展处副处长徐腾、办公厅秘书处王冠,江苏省科协办公室主任范银宏、学会部部长岳智顺等导陪同调研。
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南京古生物所举行党的二十大精神专题报告会
11月3日下午,中国科学院南京地质古生物研究所在图书馆三楼报告厅举行一场党的二十大精神专题报告会。会议由江苏省科协主办,特别邀请了江苏省科学家精神宣讲团成员、南京航空航天大学马克思主义学院刘亮副教授做专题报告。
11月3日下午,中国科学院南京地质古生物研究所在图书馆三楼报告厅举行一场党的二十大精神专题报告会。会议由江苏省科协主办,特别邀请了江苏省科学家精神宣讲团成员、南京航空航天大学马克思主义学院刘亮副教授做专题报告。江苏省科协调研宣传部部长张红兵,南京古生物所党委委员、纪委委员、党支部书记和党员同志等共40余人参加会议。南京古生物所党委书记、副所长杨涛主持会议。
杨涛首先感谢了省科协长期以来对南京古生物博物馆、南京古生物所科普工作,以及研究所科学家精神教育基地的大力支持,也对省科协将研究所作为党的二十大精神宣贯单位表示了感谢!
会上,刘亮做了题为《大力弘扬科学家精神,实现科技自立自强》专题报告。报告详细解读了二十大会议中有关科技、科学、科学家精神的论述,随后从科学家的价值定位、初心使命、价值依归和行动指南四个方面详细展开解读。报告中还列举了李四光、钱三强、郭永怀、黄大年等多位科学家的感人案例,生动全面诠释了科学家爱国、创新、求实、奉献、协同、育人六个方面的精神内涵。
与会人员纷纷表示党的二十大报告高瞻远瞩、立意深远、内涵丰富、思想深邃,是党和人民智慧的结晶,为全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴指明了前进方向、提供了根本遵循。大家被报告中提到的优秀科学家事迹所感动,纷纷表示要立足岗位,将学习贯彻党的二十大精神同科技创新工作结合起来,以国家战略需求为导向,为加快实现高水平科技自立自强和加快建设科技强国做出应有贡献。
杨涛在总结发言中,号召全所党员干部职工要深刻认识新时代、新征程党和国家对科技创新的战略部署,深刻认识国立科研机构的战略定位和历史使命,主动肩负起国家战略科技力量的责任,大力弘扬科学家精神,发挥学习贯彻二十大精神的表率作用,以更加优异的科研成绩,为全面建成社会主义现代化强国、以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴贡献更大力量!
杨涛主持党的二十大精神专题报告会
刘亮为与会人员做专题报告
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7个中国地质遗产地入选全球首批100个地质遗产地名录
10月26日,国际地质科学联合会(IUGS)公布了全球首批100个地质遗产地名录,7个中国地质遗产地成功入选,成为本次入选遗产地最多的国家之一。
北京时间2022年10月26日,国际地质科学联合会(International Union of Geological Sciences,简称IUGS)在西班牙公布了全球首批100个地质遗产地名录,中国有7个地质遗产地成功入选,成为本次入选遗产地最多的国家之一。
由中国科学院南京地质古生物研究所牵头或主要参与研究的珠峰奥陶纪岩石(中国/尼泊尔)、浙江长兴煤山二叠纪/三叠纪生物大灭绝和“金钉子”、云南澄江寒武纪化石产地和化石库等三个地质遗产地入选。在浙江长兴同步举行的中国入选首批100个国际地质科学联合会地质遗产地名录发布活动上,南京古生物所所长詹仁斌、澄江古生物研究站站长赵方臣,分别对“珠峰奥陶纪岩石”和“澄江寒武纪化石产地和化石库”两处地质遗产地进行了大会介绍。
南京古生物所长期以来依托中国丰富的地层古生物资源开展科学研究,取得系列重要成果。其中,“青藏高原的隆起及对自然环境和人类活动影响的综合研究”和“澄江动物群与寒武纪大爆发”分别荣获1987年和2003年国家自然科学奖一等奖,“全球二叠系——三叠系界线层型研究”和“中国的乐平统和二叠纪末生物大灭绝研究”和分别荣获2002年和2010年国家自然科学奖二等奖。
2021年底,由国际地质科学联合会和联合国教科文组织联合支持的“国际地质遗产地定义和标准”公布。经过一年多的严格遴选,从全球21个国家中选定的34位地质遗迹领域权威专家,对56个国家申报的181个候选地进行综合评定,最终投票产生了首批9个地球科学领域的100个国际地质科学联合会地质遗产地。
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南京古生物所集中收看党的二十大开幕会
10月16日上午,中国共产党第二十次全国代表大会在北京人民大会堂隆重召开,习近平总书记代表十九届中央委员会向大会作报告。这是中国共产党团结带领中国人民走过百年奋斗壮阔征程,在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,全党全国各族人民迈上全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的关键时刻召开的一次十分重要的大会。
10月16日上午,中国共产党第二十次全国代表大会在北京人民大会堂隆重召开,习近平总书记代表十九届中央委员会向大会作报告。这是中国共产党团结带领中国人民走过百年奋斗壮阔征程,在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,全党全国各族人民迈上全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的关键时刻召开的一次十分重要的大会。
中国科学院南京地质古生物研究所党委将组织收听收看习近平总书记在中国共产党第二十次全国代表大会上的报告作为一项重大政治任务,认真对待,提前部署。南京古生物所党政领导班子成员、党委委员、纪委委员、所务委员、党支部书记、学术委员会、学位委员会、工会职代会主席团、妇委会、团委以及中层领导干部共27人在研究所集中收看了大会实况。各党支部和广大党员通过电视、网络、广播等媒体收听收看了现场直播。共约200人以多种形式进行了收听收看,境外及野外的同志也同步参与。
大家一致反映,以习近平同志为核心的党中央统筹中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局,统揽伟大斗争、伟大工程、伟大事业、伟大梦想,攻克了许多长期没有解决的难题,办成了许多事关长远的大事要事,华夏大地上演着精彩传奇的“中国故事”,创造着激动人心的“中国奇迹”,书写着气象万千的“中国答卷”。
大家纷纷表示,习近平总书记的报告主题鲜明、内容丰富、令人鼓舞、催人奋进。一定要把学习好、领会好二十大报告作为当前和今后一个时期的重大政治任务,切实把思想统一到党的二十大精神特别是习近平总书记重要报告上来。紧紧抓住“利用自身学科优势,服务国民经济,促进地层古生物学学科发展”这一主责主业,保持并进一步提升“时代齐全的国际水平的门类古生物学研究”这一核心竞争力,踔厉奋发,勇毅前行,为全面建成社会主义现代化强国,实现第二个百年奋斗目标,以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴贡献力量!
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江苏省科协调研南京古生物所科普工作
9月23日下午,江苏省科学技术协会党组书记、副主席孙春雷一行前往中国科学院南京地质古生物研究所,调研玄武区全国科普示范区创建工作。南京市科协党组书记、主席朱军,玄武区区委书记闵一峰,区委副书记、区长钱维等陪同调研。南京古生物所党委书记、副所长杨涛,党委副书记、纪委书记张建成以及相关部门负责人等接待了孙春雷一行。
孙春雷一行首先走访调研了南京古生物所所史馆及李四光先生办公旧址,认真听取了研究所科学家精神教育基地建设及开展工作情况的汇报。孙春雷指出,南京古生物所科学家精神教育基地是江苏省以及全国首批认定的科学家精神教育基地,要重视发挥示范效应,加大宣传力度,持之以恒弘扬科学家精神,铸牢科技创新的精神根基。
随后,孙春雷一行详细调研了南京古生物博物馆全国科普教育基地开展工作情况,深入了解了博物馆在提升科普展陈、开展科普活动、推动科普出版、开发科普产品等过程中形成的特色创新工作案例,以及服务“双减”开展的青少年科普活动等相关情况。孙春雷表示,南京古生物博物馆各项科普工作富有成效,印象深刻。他希望,博物馆要不断提升科普公共服务能力,深化科普供给侧改革,利用科普资源助推“双减”工作,为“奋进新江苏 建功新时代”科技强省建设提供有力支撑。
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澄江动物群完整化石标本揭示奇虾类系统演化新信息
奇虾类动物(anomalocarids)作为最早称霸海洋的大型掠食动物和顶级捕食者,它们在寒武纪早期的出现,标志着寒武纪大爆发时期金字塔式食物链的存在以及复杂生态系统的建立。奇虾类的身体造型怪异,最大体长推测可超过2米;它们的头部由一双视觉良好的复眼、一对多刺的掠食型前附肢以及一只辐射状的口器等器官构成,表现出在捕食上的高度特化;其流线型躯干上长有一系列成对的桨状叶和鳃片,分别用于游泳和呼吸;尾部具有一至三对桨状叶组成的尾扇,部分物种还具有细长的尾叉,在运动中可起到转向和平衡的作用。
自从1886年在加拿大洛基山脉首次发现以离散前附肢保存的奇虾类化石至今,在其130余年的研究史中,古生物学家们曾将奇虾类的不同身体零件解释为各种各样的动物。随着全球各地化石标本的不断发现,特别是完整保存标本的发现和深入研究,奇虾类现在被认为是一类原始的节肢动物。
奇虾类由最早发现的奇虾属(Anomalocaris)而得名,在分类学上归属于射齿目(Radiodonta)。目前为止,奇虾类最早的化石记录可追溯到约5.2亿年前的寒武纪早期,最晚延续至约4.0亿年前的早泥盆世;其演化历史不短于1.2亿年,并呈现出全球性的地理分布特点。目前,奇虾类所在的射齿目已发现20多个属、30多个种,分属于四个科一级分类单元,包括奇虾科(Anomalocarididae)、抱怪虫科(Amplectobeluidae)、筛虾科(Tamisiocarididae)和赫德虾科(Hurdiidae)。尽管奇虾类多样性很高,然而完整保存的化石标本却非常稀少,这使得大部分奇虾类物种缺少除前附肢外的形态和解剖学等信息。正因为如此,奇虾类各科、各属种之间的系统演化关系扑朔迷离,尚未得到很好的解析。
最早发现于云南澄江帽天山的寒武纪早期澄江动物群,是独一无二的化石宝库和世界自然遗产。澄江动物群不仅具有奇虾类确切的最早化石记录,也是迄今保存奇虾类物种多样性最高的化石群。1994年,由中国科学院南京地质古生物研究所陈均远研究员领衔的研究团队,在美国《科学》(Science)杂志上发表了包括两块完整标本在内的澄江动物群奇虾类化石,在学术界和社会大众中引起了轰动。其中一块在1990年采集于帽天山的奇虾类标本(图1),已成为了澄江动物群的标志性符号之一。自发表后,该化石标本和复原图经常出现在国际学术活动、各类科普作品和媒体报道中,并作为澄江动物群的标志入选1999年中国科学院建院50周年代表性科技成果之一,以纪念邮票的形式公开发行。然而,自1994年首次发表以来,这块完整的奇虾类化石标本并未得到深入系统研究,成为奇虾类和早期节肢动物演化研究领域的一大缺憾。
近期,南京古生物所朱茂炎研究员团队的曾晗副研究员、赵方臣研究员等人对包括这块完整的奇虾类标本在内的相关化石进行了精细的形态解剖研究。结果发现,这块经典的奇虾类化石标本在前附肢形态、桨状叶数量、尾扇组成等特征上均不同于其他已命名的奇虾类属种,应属于一个新属新种。研究者以这块化石标本为正模式标本,将其命名为帽天山开拓虾(Innovatiocaris maotianshanensis),以纪念陈均远先生开拓创新的科学精神和对澄江动物群与寒武纪大爆发研究的贡献。研究成果于近期在线发表在英国《地质学会会刊》(Journal of the Geological Society)上。
该枚帽天山开拓虾正模标本展现出包括肠道、肌肉等精美的软躯体生物学特征,同时也揭示了奇虾类头部前附肢、眼睛、头壳等构造之间的空间关系,以及颈部、桨状叶等部位的解剖细节。依据这些新的解剖学信息,研究者与南京古生物所化石复原师杨定华合作,对帽天山开拓虾进行了三维艺术复原(图2)。
依据获得的解剖学新线索,研究者还在加拿大布尔吉斯页岩生物群中的加拿大奇虾(Anomalocaris canadensis)标本上,找到了此前未曾报道的相关构造。此外,研究者还依据离散的前附肢标本,描述了澄江动物群中另外两个可能属于开拓虾属的奇虾类新种,分别为开拓虾未定种(Innovatiocaris? sp.)和多刺开拓虾(Innovatiocaris? multispiniformis)。这些解剖学信息为奇虾类研究提供了宝贵的新数据。
在形态解剖学数据的基础上,研究者采用系统发生方法对奇虾类的系统学和演化进行了重新分析。此前的研究表明,奇虾类前附肢在基部到远端的不同区域有明显的形态分化。尽管这些形态分化特征暗含了宝贵的演化信息,然而这些信息并没有得到以往系统发生研究的重视。基于这点,研究者系统梳理了奇虾类的性状特征,对前附肢不同部位的形态分化进行了详细编码,同时对奇虾类多个属种的数据进行了补充和修订,采用简约法和贝叶斯法进行演化树重建。相对以往的研究,此次奇虾类系统发生关系的解析度得到了明显的提高。同时,根据研究数据对奇虾类四个科之间的演化关系、部分奇虾类物种的演化位置等方面提出了新观点(图3)。系统发生分析表明,帽天山开拓虾不属于已知奇虾类四个科中的任何一个,其演化位置位于非赫德虾类的基部或赫德虾科的基部,靠近赫德虾科和非赫德虾类的分异点,即接近奇虾类演化树的根部。因此,帽天山开拓虾为奇虾类的起源和演化提供了一个重要参考点。
本项研究得到了国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项(B类)、国家自然科学基金委、江苏省自然科学基金、现代古生物学和地层学国家重点实验室等项目的支持。
论文相关信息:Han Zeng, Fangchen Zhao*, Maoyan Zhu, 2022. Innovatiocaris, a complete radiodont from the early Cambrian Chengjiang Lagerstatte and its implications for the phylogeny of Radiodonta. Journal of the Geological Society, https://doi.org/10.1144/jgs2021-164.
图1 帽天山开拓虾(Innovatiocaris maotianshanensis)正模式标本及解释图
图2 帽天山开拓虾(Innovatiocaris maotianshanensis)三维艺术复原(杨定华制作,曾晗、赵方臣指导)
图3 该研究得到的奇虾类系统发生树,分别为简约法(a)和贝叶斯推断(b)的结果,示帽天山开拓虾(Innovatiocaris maotianshanensis)的演化位置