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2.5亿年前的二叠纪末生物大灭绝让超过80%的海洋生物灭亡 谁是“罪魁祸首”？
2.5亿年前的二叠纪末生物大灭绝让超过80%的海洋生物灭亡 谁是“罪魁祸首”？（Credit: Florilegius/SSPL/Getty）
（化石网报道）据科技日报：二叠纪末，海洋生命遭受有史以来最惨烈打击，超过80%的海洋生物和大部分陆地生物灭亡。天体撞击、气候变暖、火山喷发……
回溯地质历史，地球曾经发生过5次重大生物灭绝事件，这些事件造成当时海洋中至少75%的物种在短时间内灭绝。直到今天，各国科学家经过多年的研究，虽然提出过多种假说，但对生物大灭绝的原因存有争议。
科技日报记者近日从中科院南京地质古生物研究所获悉，该所科研团队与美国学者合作，对地球历史上最大规模的一次海洋生物灭绝展开了研究。2.5亿年前的二叠纪末，一次史无前例的生物大灭绝，让超过80%的海洋生物和大部分陆地生物灭亡。这是有史以来海洋生命遭受的最惨烈打击。
十多年前，在浙江省长兴县煤山跨越二叠纪-三叠纪转折期的一段地层剖面，中科院南京地质古生物研究所的科研团队进行了科研钻探取样工作，而这次获取的岩芯中可能暗藏着大灭绝“罪魁祸首”的蛛丝马迹。
究竟是什么导致了二叠纪末海洋生物大灭绝？是天体撞击，海洋酸化还是地球变暖？其他几次生物大灭绝的原因又是什么？这个神秘“杀手”会不会再次出现，上演第六次生物大灭绝？记者带着问题采访了领导此项研究的中科院南京地质古生物研究所研究员张华。
史上最严重的生物大灭绝
到目前为止，地球历史上有过5次非常大的灭绝事件，其中，二叠纪末生物大灭绝毫无争议地被公认为地质历史时期严重的一次灭绝事件。
过去，由于统计尺度较粗，二叠纪生物大灭绝曾被认为发生在很长的时间(大约1000万年)内。
后来，经过进一步研究，科学家发现二叠纪生物大灭绝分为两个阶段：一次发生在瓜达鲁普世末(约2.6亿年前)，可能与当时的峨眉山玄武岩大规模喷发有关；另一次发生在二叠纪末期(约2.5亿年前)。“目前通常所说的二叠纪末生物大灭绝，是指发生在二叠纪-三叠纪之交的生物灭绝事件。”张华说。
人们熟知的三叶虫，是当时一种比较常见的生物，在我国许多地方都能挖掘到它的化石。在5亿年前的海洋中，三叶虫曾占据主导地位，堪称海中霸主。但在这一次大灭绝中，三叶虫彻底消失了，再也没有出现过。
不仅是三叶虫，这次生物大灭绝造成古生代非常繁盛的动物群中许多主要门类灭绝或者大幅减少。比如四射珊瑚、横板珊瑚、海蕾类等均遭受灭顶之灾， 从此销声匿迹；还有古生代晚期腕足动物，在大灭绝层位明显小型化，曾经繁盛的长身贝目、扭月贝目、石燕目和直形贝目等均灭绝。
与此同时，地球的陆地生态系统也遭受重大打击。据张华介绍，当时的地球大陆与现在完全不同，上亿年的板块运动，到了二叠纪全球各个主要大陆拼在一起，成为一个名为“泛古陆”的超级大陆。在广阔的陆地上，滋养了许多植物和动物，比如在华南地区以大羽羊齿为代表的热带雨林植物群，二叠纪晚期占主导地位的脊椎动物二齿兽等。
但是，在这次空前的大灭绝中，以大羽羊齿为代表的热带雨林植物群基本消失，以二齿兽为代表的脊椎动物群也受到重大打击，数量锐减。
张华告诉记者，古生物学家根据化石记录进行了统计，约有95%的海洋生物物种和约75%的陆地生物物种惨遭灭绝。
海洋明显缺氧致生物“憋死”
在寒武纪生命大爆发之后的近3亿年时间里，地球表面的海陆不断变幻，生命不断升级，每一纪都是新舞台，每一纪都有新“演员”登场。
同时，也有大量物种淘汰，包括那些不可一世的霸主。那么，究竟是谁在支配地球生命的轮回？
据张华介绍，二叠纪末生物大灭绝是地球史上最严重的事件，如果能够找出确切原因，将有助于揭开其他几次生物大灭绝的面纱，关于二叠纪末生物大灭绝的原因有多种猜测，比较流行的是火山喷发。
也曾经有学者提出天体撞击造成二叠纪末生物大灭绝，地外的小行星或者彗星撞击地球，肯定会带来灾难性的后果，比如，它会带来地球磁极倒转、在陆地上引发大火、在海洋中引发巨型海啸。但是，这种观点没有足够的证据支撑，一直受到多方质疑。
而火山爆发的观点则更令人信服。俗话说分久必合，合久必分。地球大陆经过板块运动拼接在一起后，并未停止活动，地球内部强大的力量推动板块相互挤压，造成大规模的火山喷发，泛大陆也于二叠纪末期逐渐分裂。在位于俄罗斯的西伯利亚，至今还留有大量的火山喷发痕迹。有人认为，那是地球史上规模最大的火山喷发，喷射出大量的温室气体和矿物质。
张华带领的科研团队在对浙江长兴县的一段地层剖面展开研究发现，这段地层曾是远古海洋，记录了大灭绝前后约50万年的海洋地质历史。
他们对地层样品中铁、钼、铀、钒等对氧化还原非常敏感的元素进行分析。结果显示，生物大灭绝期间，海洋处于缺氧状态，且大灭绝结束后一段时间，缺氧情形仍没有显著改变。此外，地层样品中还发现了缺氧环境中常见的硫化物。
“我们比对了其他研究，发现大灭绝前后，全球海洋普遍出现了缺氧状况。我们认为，很可能是当时的火山喷发等地质事件产生了大量还原性物质，并输入海洋。海水里的氧气被大量消耗，普遍性的缺氧出现，最终大部分海洋生物死亡。”张华说。
地球环境突变存在幕后黑手
目前，地球上一共有约150万种生物。这个数字听起来非常多，但其实只占地球曾经拥有的物种总数的1%。也就是说，地球上曾经居住着1.5亿种生物，而如今，它们中的99%都灭绝了。
很多物种消失于显生宙的5次生物大灭绝，分别发生在4.3亿年前的奥陶纪末、3.7亿年前的晚泥盆世、2.5亿年前的二叠纪末、2亿年前的三叠纪末以及6600万年前的白垩纪末，恐龙的灭绝就发生在白垩纪末。
科学家们曾经列举了不下20种可能造成整个生物圈毁灭的原因。
张华告诉记者，已有研究表明，6亿年以来生命在不断地演化，还没有任何天外事件曾经毁灭整个地球生物圈，所有这些生物大灭绝事件几乎都伴随有剧烈的全球性环境变化。
这些环境和气候变化包括冰室效应或温室效应，并导致大气温度剧烈变化、海洋酸化和缺氧、海洋微生物爆发等现象出现， 所有这些都说明剧烈的气候环境变化是导致生物大灭绝发生的原因。
“其幕后黑手大多指向地球内部活动造成的大规模火山喷发。”张华说，即便是公众关注的白垩纪末生物大灭绝事件，也逐渐被证实与印度的德干玄武岩喷发有密切联系。
因此专家认为，大规模火山喷发触发埋藏于地下的甲烷和二氧化碳等温室气体在短时间内快速释放，这些温室气体进入大气后引发地表环境剧烈变化，从而造成生物大灭绝。
自从有人类记录以来，地球还没有观察到上千平方公里的大规模火山喷发的现象。但是人类对地球环境带来了前所未有的改变，造成大量二氧化碳进入大气，如果这种趋势长期保持下去，那么地球生物圈进入新一轮大灭绝在所难免。
相关报道：借助高分辨率岩芯样品再认识二叠纪末大灭绝期间的缺氧事件
（化石网报道）据中国科学院南京地质古生物研究所：在距今约2.52亿年前的二叠纪末期发生了地质历史上最具灾难性的生物灭绝事件，该事件使得超过90%的海洋物种灭绝。包括中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代团队在内的中外科学家经过数十年的持续努力，该生物事件过程的细节正不断被揭示。与此同时，基于各种地质学和地球化学证据，包括天体撞击、西伯利亚大火成岩省、大洋缺氧、海洋酸化、极端气候变暖和快速的大陆风化等诸多可能导致此次重大生物事件的环境背景机制也陆续被提出。
前人曾对作为全球二叠系—三叠系GSSP的浙江省长兴县煤山剖面二叠纪—三叠纪之交生物大灭绝事件期间的海洋氧化还原环境进行过大量的研究。考虑到该时段煤山剖面总体上属于凝缩沉积，因此需要更高分辨率的采样方法来进一步恢复该生物事件的古海洋氧化还原条件的演化史。
最近，由南京古生物所张华研究员和向雷博士等人与南京大学、美国西卡罗莱纳州立大学的合作者所组成的研究小组，对煤山剖面P-T科研钻探的岩芯中二叠纪—三叠纪之交时间跨度约50万年的样品进行了高精度取样，开展了铁组分和微量元素的测试分析。该研究成果已在线发表于《三古》（Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology）。
详细的铁组分研究发现：煤山剖面生物灭绝事件前沉积水体主体处于氧化状态，生物灭绝事件发生期间主要处于缺氧环境并伴随有间断性的硫化环境发育，而灭绝事件之后海洋持续缺氧并未发生显著的氧化。Mo、U、V等氧化还原敏感微量元素浓度数据进一步揭示：在生物大灭绝期间，此类氧化还原敏感元素浓度急剧降低，意味着全球主要海洋在此时都同向的发生了脱氧作用。因此，大洋脱氧和硫化氢毒性可能在二叠纪末生物大灭绝中扮演了重要作用。
该项研究得到了中国科学院战略性先导科技专项、前沿科学重点研究计划项目和国家自然科学基金委的资助。
论文相关信息： Xiang, L., Zhang, H.*, Schoepfer, S.D., Zheng, Q.F., Yuan, D.X., Cai, Y.F., Cao, C.Q., Shen, S.Z., 2020. Oceanic redox evolution around the end-Permian mass extinction at Meishan, South China. Paleogeogr. Paleoclimatol. Paleoecol. 544, 109626. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2020.109626
2020-05-19 -
江西志留系发现中华盔甲鱼类新材料 研究建立新属种——石盘裂吻鱼
山口中华盔甲鱼（A）和西坑裂吻鱼（B）头甲复原图（郭肖聪绘）
盔甲鱼亚纲系统发育关系及系统分类（盖志琨提供） 山口中华盔甲鱼（左）和西坑裂吻鱼（右）在淡水河流中的生态复原图（郭肖聪绘）
山口中华盔甲鱼（左）和西坑裂吻鱼（右）在淡水河流中的生态复原图（郭肖聪绘）
（化石网报道）据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所：近日，PeerJ杂志和古脊椎动物学报分别报道了在中国江西志留系发现的中华盔甲鱼类新材料的最新研究成果，这些新材料极大地丰富了中华盔甲鱼科的形态学特征，基于这些新特征所进行的系统发育分析，厘清了长期以来悬而未决的真盔甲鱼目系统分类问题。
盔甲鱼类是无颌鱼类“甲胄鱼纲”下的一个类群，该类群最早出现于中国华南地区的志留系，在志留纪早期迎来了第一次适应辐射，出现了形形色色的盔甲鱼类群，称之为“张家界动物群”。 中华盔甲鱼科属于该动物群中的“中华盔甲鱼—修水鱼组合”，是真盔甲鱼目中最原始的类群，能够为解决脊椎动物从无颌向有颌转变过程中有颌类关键特征的演化提供化石证据，比如通过同步辐射X射线显微成像对我国浙江长兴志留纪兰多维列世盔甲鱼类曙鱼(Shuyu) 的研究。然而，由于该科中山口中华盔甲鱼的许多特征存在争议，且西坑“中华盔甲鱼”的大量形态学特征尤其是感觉管特征缺失，使得这一类群的单系性一直以来存在争议。江西志留系发现的中华盔甲鱼科新材料填补了这些缺失特征的空白，基于深入的形态学研究，为西坑“中华盔甲鱼”建立了一新属——裂吻鱼属（Rumporostralis gen. nov.）， 并建立了新属下的一新种石盘裂吻鱼（R. shipanensis）。新属以中背孔后端位于眶孔之上，前端到达头甲吻缘并使吻缘裂开为主要鉴定特征 (图1)。系统发育分析结果表明，新属与中华盔甲鱼属、安吉鱼属亲缘关系更近，它们构成一个单系类群——中华盔甲鱼科，从而确认了中华盔甲鱼科的单系性； 而原来归到中华盔甲鱼科的曙鱼、煤山鱼属，则构成一个新的单系类群——曙鱼科（新科），代表了真盔甲鱼目的最原始类群（图2）。
中华盔甲鱼类的侧线系统在盔甲鱼类中非常特殊, 展示出基干盔甲鱼类、真盔甲鱼目、多鳃鱼目和华南鱼目等多个类群的镶嵌特征。侧线系统是鱼类和两栖类独有的一类感觉器官，作为水流感受器，能够感知水的流向、压力、以及周围环境移动物体的情况，有助于动物调整姿态和运动方向。江西志留系的中华盔甲鱼类新材料保存了完好的侧线系统，深入的形态学研究表明中华盔甲鱼类的侧线系统由4条纵干管和3~8条横向联络管相互交叉在头甲背面形成格栅状分布，可能反映了脊椎动物侧线系统的祖先状态。同时，盔甲鱼亚纲的系统发育分析表明中华盔甲鱼科的成员均具有2条以上的中横联络管，可以作为该科独有的自近裔特征，具有重要的系统分类意义（图2）。
盔甲鱼类的生活环境长期以来一直被认为是近岸的滨海环境，而江西修水西坑组则指示了一种低盐度半咸水的近海环境，可能是由于大量淡水从附近河流注入而导致盐度降低，而含鱼层位的灰绿色泥质粉砂岩中含有大量的泥砾则指示了鱼化石经历了短距离的河流搬运。因此，该时期的盔甲鱼可能生活在其埋藏区域上游的淡水河流里（图3）。研究表明盔甲鱼的生态空间可能在志留纪早期就已经向大陆盆地扩展。
来自山东科技大学的本科生山显任分别是这两篇文章的第一作者和第二作者。山显任是我所2018年大学生“科创计划”获资助者之一，在盖志琨副研究员指导下开展相关工作。“科创计划”以项目的形式，资助全国各高校中理工科专业二或三年级本科学生中的成绩优秀者，到古脊椎所开展6-12月的科研创新实践活动，这是我所大学生“科创计划”实施以来取得的较为瞩目的成果。两篇文章的通讯作者分别为盖志琨副研究员和朱敏研究员。该研究得到了国家自然科学基金，中国科学院前沿科学重点研究计划，中国科学院院战略性先导科技专项（B类）等项目的资助。
文章链接：
https://peerj.com/articles/9008/
http://www.ivpp.cas.cn/cbw/gjzdwxb/xbwzxz/201911/t20191106_5422979.html
相关报道：中国科学家最新研究建立中华盔甲鱼类新属种
（化石网报道）据中新网（孙自法）：记者17日从中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)获悉，该所科研人员通过对江西修水志留系(约4.3亿年前)西坑组发现的中华盔甲鱼类新材料深入研究，建立了中华盔甲鱼科一新属“裂吻鱼属”，并建立新属下的一新种“石盘裂吻鱼”。
新属裂吻鱼属以中背孔后端位于眶孔之上，前端到达头甲吻缘并使吻缘裂开为主要鉴定特征。系统发育分析结果表明，新属与中华盔甲鱼属、安吉鱼属亲缘关系更近，它们构成一个单系类群“中华盔甲鱼科”，从而确认中华盔甲鱼科的单系性，而原来归到中华盔甲鱼科的曙鱼、煤山鱼属，则构成一个新的单系类群“曙鱼科”。
中科院古脊椎所科研人员介绍，中华盔甲鱼科属于盔甲鱼类群“张家界动物群”中的“中华盔甲鱼—修水鱼组合”，是真盔甲鱼目中最原始的类群，能够为解决脊椎动物从无颌向有颌转变过程中有颌类关键特征的演化提供化石证据。此前，由于中华盔甲鱼科的化石材料存在大量形态学特征的缺失，使得这一类群的单系性一直以来存在争议，这次江西志留系发现的中华盔甲鱼科新材料，则填补了该特征缺失的空白。
江西志留系的中华盔甲鱼类新材料保存了完好的侧线系统，深入的形态学研究表明，中华盔甲鱼类的侧线系统由4条纵行干管和3-8条横向联络管相互交叉在头甲背面形成格栅状分布，可能反映出脊椎动物侧线系统的祖先状态。同时，盔甲鱼亚纲的系统发育分析表明，中华盔甲鱼科成员均具有2条以上中横联络管，可作为其独有的自近裔特征，具有重要的系统分类意义。
盔甲鱼类的生活环境长期以来一直被认为是近岸的滨海环境，而江西修水西坑组中华盔甲鱼类新材料则指示出一种低盐度半咸水的近海环境，可能是由于大量淡水从附近河流注入而导致盐度降低，研究表明盔甲鱼的生态空间可能在约4.3亿年前的志留纪早期就已向大陆盆地扩展。
这一中华盔甲鱼类新材料的最新研究成果，极大丰富了中华盔甲鱼科的形态学特征，基于这些新特征所进行的系统发育分析，厘清了长期以来悬而未决的真盔甲鱼目系统分类问题。该成果的两篇论文，近日已分别获专业学术期刊PeerJ杂志和古脊椎动物学报发表。
2020-05-19 -
6600万年前恐龙大灭绝后 巨大的剑齿凤尾鱼出现了（化石网报道）据cnBeta：外媒报道，在大约6600万年前恐龙大灭绝之后，其他生物进化取代了它们的位置。而这些新生物中的其中一个则是一条巨大的剑齿凤尾鱼(Saber-toothed anchovies)。这是本周发表在《Royal Society Open Science》上的一项研究得出的结论。
“大型掠食性物种的消失给生态系统留下了空缺，从而让新物种来填补，”这项研究主要作者、来自密歇根大学的Alessio Capobianco在发给Newsweek的一份声明中指出，“新发现的鱼类物种被认为是试图通过多样化和进化出新的适应能力来利用这些差异的物种之一。”
研究人员在比利时Chie？vres附近嵌在一块岩层的近一英尺化石中发现这种古代凤尾鱼。另外他们还在巴基斯坦旁遮普发现另一块部分化石，研究人员估计这些化石的年龄在4100万年到5400万年之间。
这两块化石的特征都是在鱼的上颚有一颗剑齿。科学家后来对这种鱼的头骨进行的高分辨率成像显示，古代凤尾鱼的下颚也有一排尖牙。科学家们推测，跟如今温顺的、以浮游生物为食的凤尾鱼不同，这种古老的鱼类用其尖牙捕食。
研究人员确定，这块来自巴基斯坦的部分化石保存了一个独特的物种，他们以南亚传说中发现的一种具有锋利獠牙的变形生物对其进行命名，叫Monosmilus chureloides，。据了解，Monosmilus chureloides可以最长可以达到3.2英尺，是现在小凤尾鱼的10倍，它的剑齿大约长1英寸，占其头骨的近30%。
古代凤尾鱼的发现凸显了这个物种向现在的小身体进化的过程，同时也为科学家们提供了更多关于海洋生物是如何演变成今天这样的问题。2020-05-19 -
从“牙尖嘴利”到“无齿之徒”：中国科学家探究古鸟类躲过6500万年前“大灭绝”的秘密
植食性古鸟类 (左)和小型掠食性恐龙(右)的生态复原场景。与肉食性恐龙同处在一个生态系统下的中生代鸟类，演化出不同的取食习性，例如以种子、果实为主的植食性和以小型昆虫为食的杂食性，避免了直接与肉食性恐龙的食物竞争。（郑秋旸 绘图）
（化石网报道）据科技日报：生活中，我们经常能看见鸟吃东西时，都是整个儿吞咽下去的。这是因为它们没有牙齿，所以省去了咀嚼的环节。但是你知道吗，很早以前，鸟类也是有牙齿的。近日，我国科学家就通过探究古鸟类牙齿的微结构，发现了它们躲过6500万年前“大灭绝”事件的秘密。
或许不少人会问，是不是所有古鸟类都有牙齿？鸟类的牙齿和它们的食性有着怎样的关系？现代鸟类还会有一些类似牙的器官吗？为此，科技日报记者采访了相关专家。
大部分中生代鸟类都有牙齿
从化石记录中发现的证据表明，现在已知的大部分中生代鸟类的上下颌都有牙齿。
2018年5月，《自然》杂志发表了一篇论文，讲述了当时新发现的4块早期鸟类——鱼鸟的化石。鱼鸟是一种类似燕鸥的海鸟，翼展可达60厘米，生活在距今约1亿至6600万年前的北美地区。它就保留有尖锐的弯曲齿。
此前，古生物学家曾在我国辽宁地区发现一种长有古怪牙齿的鸟类化石。这种鸟类学名为Sulcavis geeorum，属于已经灭绝的反鸟亚纲，它们身长只有十几厘米，体型与知更鸟大小相似，生活在距今1.21亿至1.25亿年前。Sulcavis geeorum的牙齿有尖利的牙冠，而且还保存有形成齿形脊的牙釉质。可能正是因为有了坚固的齿形脊，这些鸟类才可以咬开昆虫、螃蟹或者蜗牛的坚硬外壳。
“大多数完整的中国辽西鸟类化石都有牙齿并且原位保存在齿骨以及上颌骨的齿槽里，比如长翼鸟、会鸟、热河鸟以及燕鸟等，这些鸟类覆盖了中生代鸟类的主要类群。”中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副研究员李志恒告诉科技日报记者。
但也并不是所有中生代鸟类都有牙齿，比如辽西地区最早发现的也是数量最多的一类基干鸟类——孔子鸟就没有牙齿，而具有角质喙。
食性转变导致鸟类牙齿退化
在李志恒看来，古鸟类和小型兽脚类恐龙具有共同的祖先，它们都具有牙列。
但古鸟类牙齿的数量比小型兽脚类恐龙要少，形态和位置上也出现了一些变化，不像肉食性恐龙那样长着满口锋利的“弯镰刀”。比如属于基干鸟类的热河鸟，牙齿变小、数量变少；而长翼鸟的牙齿虽然相对较弯曲，但是仅在上下颌的最前端存在。
研究人员认为，鸟类牙齿退化的原因很大程度上是因为食性的转变，从肉食性转为杂食性，种子、果实以及昆虫都成了鸟类的“盘中餐”。不用费力撕咬，牙齿就不再是鸟类进食的必要器官。
“最近，我们对包括今鸟类、反鸟类、会鸟、热河鸟在内的古鸟类牙齿的微结构进行对比观察和研究，发现尽管简单的釉质层在早期古鸟类中都有保留，但牙釉质与牙本质之间的多孔罩牙本质层皆已消失。”李志恒说，多孔罩牙本质层被认为是能够避免肉食性恐龙在掠食过程中牙齿断裂的特殊避震保护结构，它的消失意味着，鸟类的牙齿不再需要特殊的力学保护结构，间接证实了当时的鸟类在饮食习惯方面与肉食性恐龙产生了极大差异。
这说明鸟类牙齿在完全丢失之前，已经出现了阶段性的牙齿部分退化现象，直到所有现代鸟类最近的共同祖先仅仅具有角质喙，牙齿消失成为了一个不变的特征被保留下来。
没有牙齿没关系它们还有喙
到了现代，鸟类的牙齿全部消失。为了增强消化功能，鸟类演化出嗉囊和肌胃，食物先在嗉囊中存贮并慢慢软化，再经肌胃磨碎。
此外，为了弥补牙齿的功能，鸟类进化出各种不同的喙。
如果有机会近距离观察灰雁，你会发现，它们上下喙的内侧边缘是锯齿状的。不过，这可不是真正意义上的牙齿，科学家称之为板层状构造。这些特殊的喙部的衍生结构可以帮助它们在取食过程中更有效地进食，比如切割植物根茎、过滤水体中的无脊椎动物等。
李志恒表示，另外还有一些雁鸭类喙部的锯齿状构造与板层状构造类似，只不过形状不同，其用途很像鱼钩的倒刺，捕鱼的时候可以防止鱼从口中逃脱，企鹅舌部的刺状突起与其有类似的功能。
另外，隼形目的鸟类(如红脚隼)喙部前端有一个小的啮缘齿，即喙前端侧面有一个齿状突起，这也是用来撕咬或固定猎物的。“但是，这些都不是真正的牙齿，而是喙部的角质壳衍生出来的膜质或角质结构。”李志恒强调。
相关链接
鸟类牙齿消失原因众说纷纭
为什么在漫长岁月中所有鸟类的牙齿都丢了呢？
传统观点认为，鸟类牙齿的缺失与它们适应飞行生活有密切的关系。没有了牙齿，鸟类的体重就会减轻，从而更利于飞行。
近年来的分子遗传学研究对这一问题提出了新看法。2014年底，有学者分析了数百种现生脊椎动物的基因序列，发现多个与牙齿形成有关的基因在鸟类的基因组中都已丢失或者只剩下了“假基因”(不完整的序列)。于是，他们在此基础上提出鸟类没有牙齿是因为它们与牙齿发育相关的基因发生了突变。
到了2017年，首都师范大学的王烁研究团队提出了启发性观点。他们认为，牙齿的异时发育(后裔发育的时间和速率与祖先不同而发生演化)退化才是导致早期鸟类牙齿丢失的直接原因。
还有一种观点认为，鸟类是为了使它们的雏鸟能够更快地从卵中孵化出来，才放弃了牙齿。研究人员以长有牙齿的爬行动物作为参照进行研究时发现，胚胎发育出牙齿的过程可以占据全部孵化时间的60%。因此主动放弃牙齿，将会有助于提高鸟类的孵化成功率，对种群的延续具有重要的意义。
相关报道：鸟类如何躲过大灭绝: 秘密藏在牙齿里
（化石网报道）据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所：恐龙的后代－鸟类，是如何躲过六千五百万年前的大灭绝事件的，一直是科学家亟欲待答的问题。陨石撞击地球以及火山频繁活动导致的大量火山灰在大气中布满，导致地球终年不见天日，依赖光合作用的植物大量死亡，进一步造成植食性恐龙失去了主要的食物来源，最终导致食物链最顶端的肉食性恐龙，如暴龙等相继灭绝。在这一食物链崩溃引发的灭绝事件中，为何鸟类得以幸存?
4月21日，学术期刊《BMC Evolutionary Biology》在线发表了中科院古脊椎所李志恒团队与同步辐射研究中心等多家合作单位共同完成的研究成果，对与鸟类亲缘关系最接近的非鸟类恐龙至古鸟类的牙齿演化特征进行了探讨，揭示鸟类与恐龙之间食性的差异很可能是其能够躲过灾变，幸存至今的关键。
研究团队通过同步辐射的高解析穿透式X-光显微镜，对小型非鸟类恐龙－包含伤齿龙、近鸟龙、小盗龙，以及古鸟类(见图2)－包含今鸟类、反鸟类、会鸟、热河鸟等牙齿的微结构进行对比观察和研究，发现尽管简单的釉质层在早期古鸟类中都有保留，但牙釉质与牙本质之间的多孔罩牙本质层（图3中IGS所示）皆已消失，而多孔罩牙本质(porous mantle dentin)层被认为是肉食性恐龙牙齿中发育的、避免其在掠食过程中牙齿断裂的特殊避震保护结构。不仅在古鸟类中，本次研究的一种小盗龙标本的罩牙本质层也已经消失。这意味着鸟类与部分亲缘关系相近的恐龙，其牙齿不再需要特殊的力学保护结构；间接证实了其在饮食习惯，如咬合力与掠食性方面，与肉食性恐龙产生了极大差异，通过食性转换避开了与肉食性恐龙对食物生态位的竞争，适应能力极大提高，度过最艰难的时刻。相较于古鸟类的普遍性植食或杂食化的演进趋势，虽然非鸟类恐龙的少数类群，如小盗龙，也发生了趋同演化，但仍难以避免灭绝的危机。
文章链接： https://doi.org/10.1186/s12862-020-01611-w
2020-05-19 -
生命起源是否和超临界二氧化碳有关？
（化石网报道）据中国科学院海洋研究所（海洋地质与环境重点实验室，深海研究中心）：近日，Science Bulletin作为封面文章发表了题为Discovery of supercritical carbon dioxide in a hydrothermal system的文章，报道了中国科学院海洋研究所阎军和孙卫东课题组合作首次在热液系统观测到自然状态下超临界二氧化碳流体的喷发。此次观测到的超临界二氧化碳中含有大量氮气和有机组分，为生命起源以及初始有机质的形成提供了新的启示。
在“科学”号科考船的2016年深海热液航次中，研究人员利用“发现”号深海ROV机器人上搭载的我国自主研发的深海激光拉曼光谱原位探测系统（RiP）在深海热液区（1400 m）发现了具有超临界二氧化碳流体喷发的热液喷口，利用自主研发的深海热液温度探针测定超临界二氧化碳喷口温度约为95°C，进而使用RiP探针直接在深海原位探测了喷发状态的超临界二氧化碳流体，发现深海超临界二氧化碳拉曼谱峰在频移、半峰宽等光谱参数上与实验室内模拟获得的超临界二氧化碳是完全一致的。同时，原位超临界二氧化碳拉曼光谱中不仅含有甲烷、硫化氢、硫酸根等组分的拉曼特征峰，还含有大量的氮气以及多个未知组分的拉曼峰，远远高于周围海水。虽然单从拉曼光谱信息上很难确定未知峰对应的化学物质，但是拉曼特征峰的峰位可以反映化学键的信息。对拉曼特征峰的归属表明，这些未知峰大多与C-H、C-C、C-N、N-H有关，这证明深海热液区喷发的超临界二氧化碳流体中很可能含有大量有机物质。考虑到超临界二氧化碳在甲酸、氨基酸等有机合成中的重要作用，推测这些未知的有机物很有可能与氨基酸合成相关。
地球生命起源与初始有机质形成一直广受关注。生物学研究表明超嗜热菌很可能是地球上生命的共同祖先，因此热液系统一直被认为与生命起源密切相关。但是热液流体中缺少合成氨基酸的关键元素——氮，这是早期生命起源于热液假说最致命的问题。而此次在深海热液区发现的超临界二氧化碳流体大量富集氮气，为早期地球从无机到有机的过程提供了绝佳的反应介质。近期有实验表明在超临界二氧化碳和矿物的参与下，从H2O-CO2-N2体系中可以合成四种氨基酸包括丙氨酸、甘氨酸、天冬氨酸和精氨酸。由此作者提出了一个新的早期地球生命起源模型。月球形成后的几百万年间原始大气逐步形成，此时的原始大气中含有数百大气压的水蒸气和二氧化碳，以及氮气等。在原始海洋形成后，当温压条件大于31°C和7.3MPa时，二氧化碳将以超临界流体相态存在，因此在地球表面存在超临界态的二氧化碳层。在水圈与大气圈的交界面上，氮气和矿物微粒可以被稠密的超临界二氧化碳所吸附。超临界二氧化碳、水、氮气在矿物颗粒的催化下，形成了初始的有机物氨基酸等物质，从而完成了从无机到有机的转化，并产生了生命体必须的氨基酸等有机大分子。
2020-05-13 -
新研究系统综述青藏高原形成过程 重建青藏高原古海拔
（化石网报道）据中国科学院西双版纳热带植物园（苏涛）：印度板块与欧亚板块碰撞，形成了“世界屋脊”—青藏高原，这是新生代全球最为重要的地质事件之一。它塑造了亚洲的地形地貌，对亚洲乃至全球的气候都有着深远影响。因此，青藏高原的形成过程长期以来备受地质学、环境科学和生物学等领域学者的关注。由于青藏高原形成过程的复杂性，目前对于其形成历史的认识还存在很大分歧。
中国科学院西双版纳热带植物园客座研究员Robert A. Spicer、苏涛研究员、周浙昆研究员等人近期在《国家科学评论》（National Science Review）发表综述论文，系统地综述了以往有关青藏高原形成过程的不同观点，并详细介绍了利用地球系统模型、同位素分析以及古生物证据重建青藏高原古海拔的最新研究进展。
“青藏高原隆升”这一术语，大量出现在地质学和生物学的文献中。“高原隆升”通常把青藏高原看作一个平面整体的抬升。这一观点主要依据过于简化的地球动力学与气候模型，以及对代理指标结果的不合理解释，且认为青藏高原的隆升肇始于印度板块与欧亚板块碰撞（～65-55 Ma）及其后的持续向北推进。然而越来越多的地质学研究表明，青藏高原的形成过程极其复杂。青藏高原各地块的形成时间和过程不同，这些地块在不同的地质时期先后拼接到亚洲大陆。印度板块与欧亚板块的碰撞仅仅是青藏高原形成过程中的最后一次拼接。
近年来，越来越多的地质学和古生物学证据表明，高原中部在新生代相当长的时期内存在着一条东西走向的低谷，低谷的南面和北面分别是冈底斯山脉和羌塘山脉。在始新世由于印度洋季风的增强，暖湿气团能够越过南面的冈底斯山脉，于是在低谷中孕育了具有亚热带性质的动植物区系，这个时期的动植物区系与北半球有着广泛的联系。中央低谷自古近纪以来经历了南北向的挤压变形而不断变窄。该中央低谷在新近纪被进一步挤压填充，青藏高原在整体上才形成。
对于高原中部的古海拔，稳定性同位素研究和古生物学证据常得出截然不同的重建结果，这是因为：大气中的同位素从印度洋传送到青藏高原中部的过程中发生了反复分馏，由于高原中部在古近纪存在谷地，同位素分析结果代表了附近山体的最大高度；而基于化石证据（如棕榈和攀鲈等）的重建结果，则代表了生活在谷地的生物在地质时期的海拔分布范围。
在今后的研究中，需要充分考虑青藏高原不同地块在形成过程中的差异性和有机统一，重视具有可靠地质年代的化石证据，采用整合同位素分析、古地形更为合理的地球系统模型，结合同位素分析和古生物学证据，交叉验证古海拔重建结果，进而深入认识青藏高原形成历史及其对亚洲季风气候和生物多样性演变的重要影响。
该综述论文以“Why the 'Uplift of the Tibetan Plateau' is a Myth”为题在线发表于National Science Review。
2020-05-12 -
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化石“讲述”两亿年前“乌贼”猛烈攻击“鲱鱼”的故事
（化石网报道）据cnBeta：外媒CNET报道，一块最初收集于19世纪的化石现在被保存在英国地质调查局在诺丁汉的一个藏馆中。而最近一组研究人员对化石所显示的内容进行了全新的分析。该团队确定这两种动物为类似乌贼的Clarkeiteuthis montefiorei和类似鲱鱼的Dorsetichthys bechei。
化石显示，化石中的“乌贼”似乎是通过张开腕足捕捉到鱼，并将其头骨击碎。科学家的分析结果已被接受，并在《地质学家协会论文集》杂志上发表。
古生物学家还发现了来自同一地区的其他捕食者化石。研究主要作者、英国普利茅斯大学的名誉教授Malcolm Hart表示：“然而，这是一种最不寻常的化石，因为捕食事件在地质记录中只是偶尔被发现。"Hart将保存下来的场景描述为“特别猛烈的攻击”。
研究人员提供了一些可能的故事情节。鱼可能是被困在乌贼的口部，确保了双方的毁灭。另一种可能是乌贼带着猎物往海底深处游，直到不小心在低氧水中窒息而亡。
2020-05-08 -
澳洲4000多万年琥珀中包裹着2只正在交配中的长足苍蝇
（化石网报道）据ETtoday（实习记者 崔子柔）：澳洲蒙纳许大学（Monash University）一名古生物学家，2011年与学生在南部地区找到许多标本，其中有一块相当特殊的琥珀，里面包裹着2只正在交配中的长足苍蝇（long-legged flies），他透过显微镜观察研究后，直呼简直不敢不可思议，经研判这块琥珀应有4000多万年的历史。
据Newsweek报导，澳洲蒙纳许大学考古学家史迪威（Jeffrey Stilwell）用显微镜观察后惊叹，「我不敢相信，它们就像连在一起，我简直不敢相信，它们看起来是正在交配时被树脂滴到了」。史迪威称这种状况为罕见的「冻结行为」（frozen behavior），指包括生物在防御、寄生、进食等动作时，被化石纪录下来。
威斯康辛大学（University of Wisconsin）考古学家麦科伊（Victoria McCoy）看到这则研究后也提出看法，认为「有种可能性是，其中一只苍蝇先被困在琥珀中，另一只则感到兴奋试图交配。」
史迪威将研究发表在英国Nature出版集团《Scientific Reports》，化石树脂也有出现蜘蛛攻击黄蜂的瞬间、蜘蛛刚孵化的模样，还有不同种类的蕨类，这让澳洲物种起源与进化有了新角度的见解，也提供古代陆地的生态系统资讯。
化石树脂（琥珀）较常出现在北半球，而这次在澳洲新发现属最古老的动植物，时间从2.3亿年前的三叠纪晚期至4000万年前的始新世晚期，生活在盘古大陆（Pangea）及冈瓦纳大陆（Gondwana），有5800件化石来自塔斯马尼亚（Tasmania）与维多利亚州（Victoria）。2020-05-06 -
南极洲“头盔蛙”化石的发现证明南极半岛在与冈瓦纳大陆分离之前拥有暖温带气候
（化石网报道）据Nature自然科研：南极洲已知最早现代两栖动物的发现提供了进一步证据，证明了南极半岛在与南部超大陆（冈瓦纳大陆）分离之前拥有暖温带气候。发现的化石属于“头盔蛙”（helmeted frog）科，《科学报告》本周发表的一篇论文First fossil frog from Antarctica: implications for Eocene high latitude climate conditions and Gondwanan cosmopolitanism of Australobatrachia对此进行了描述。
瑞典自然历史博物馆的Thomas M rs和同事在2011年至2013年期间前往南极半岛西摩岛探险，期间发现了一个髋骨和有纹饰颅骨的化石残骸。这些化石样本大概有4000万年的历史，来自始新世，全都属于智利蟾科（Calyptocephalellidae），也被称为“头盔蛙”。此前尚未在南极洲发现过属于现存科的冷血两栖动物或爬行动物的痕迹。
既往证据显示，在南部冈瓦纳超大陆最终裂解成今天的南半球（包括南美洲和南极洲）之前，整个南极半岛都有冰盖形成。新发现表明，南极半岛在中始新世晚期的气候条件可能与今天南美洲雨林的潮湿温带气候差不多，后者是迄今仍能发现“头盔蛙”全部五个现生种的唯一地点。
研究结果表明，南美洲雨林可能是南极洲气候在南大陆即将发生冰川作用前的现代类似物，现在可能也是最初遍布南极洲半岛物种的栖息地。2020-04-27