中国湖北发现“清江生物群”,打开全新寒武纪生物宝库!

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原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s/2QfYPt5PyaLrKB_VWn_gjw
作者:绿洲、Yuki
编辑:Kamin

距今大约5.4亿年前[1],地球上发生了一件史诗级别的生物演化大事件——“寒武纪大爆发”(Cambrian Explosion)。当今动物所在的大部分门类,都在那个时候“唰”地一下冒了出来。
中国湖北发现“清江生物群”,打开全新寒武纪生物宝库!
寒武纪生命大爆发的想象图。图片来源:shmds
长久以来,展现寒武纪生物风貌的最著名的两个“化石宝库”,莫过于自加拿大布尔吉斯页岩生物群和云南澄江生物群。它们为人们呈现出寒武纪生物辉煌历史的一个剪影。
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加拿大布尔吉斯页岩生物群(左)和云南澄江生物群挖掘现场(右)。图片来源: Wikimedia Commons(左);参考文献[2](右)

那么,会不会还有其他的“宝库”,记录着“寒武纪大爆发”更多的秘密呢?
别说,还真有!而且,这次的新宝库坐标点又一次落在了中国。

中国湖北发现全新寒武纪生物宝库

2007年夏季,西北大学的张兴亮教授带领科学考察团队,来到湖北宜昌的长阳地区附近进行野外踏勘,寻找可能含有早寒武纪时代生物化石的泥质页岩。
在刚开始的十多天里,考察团队一无所获。直到某天黄昏,他们忽然在河岸边发现了一些似乎“不同寻常”的泥质页岩。于是,大家决定晚些回去,勘察下这个地点。
挖掘工作进行了仅仅半小时左右,张兴亮教授就发现了第一块化石——来自寒武纪的林乔利虫(Leanchoilia)。考察团队的研究人员们万分欣喜,立即对这里展开进一步地考察。在接下来的数年中,他们又进行了多次野外勘察,一块又一块珍稀的化石标本也相继被挖掘出来。

中国湖北发现“清江生物群”,打开全新寒武纪生物宝库!
研究人员在淡水河岸边挖掘化石。摄影:傅东静

研究人员很快意识到,他们很可能打开了一座前所未有的、全新的寒武纪生物宝库。因为该化石群位于湖北清江与丹江河交汇处,于是就被命名为“清江生物群”(Qingjiang biota)
这一振奋人心的发现于2019年3月22日,登上了顶级学术期刊《科学》(Science)杂志[3]。


卓尔不群的“清江生物群”

经过研究人员的鉴定,清江生物群产出于水井沱组中段地层,形成于5.18亿年前的早寒武纪时期[2]。那时的地球,正处在生物门类爆发的极盛时期,这意味着清江动物群很可能出现种类更为丰富、身体构造更特别的生物化石。
事实上,清江生物群也确实没有令人们失望:
目前,研究人员在清江生物群中一共发现了4351件标本。其中包括了一些极其罕见的动物种类和首次面世的新物种。
研究人员通过鉴定和分类,将这些动物分为109个属,包括101个后生动物属和8个藻类属。新发现的属种占据了总量的53%,无论是新属种比例还是物种多样性比例,都远超现今发现的其他地点的同类型化石库

超过半数的新种属,也表明清江生物群与之前发现的生物群有着不同的生态环境,因而产生了一些独特的全新生物群落。后续的大规模发掘,也将为发现和探索更为奇特的新动物门类提供第一手材料。
清江动物群不仅在数量和种类上超过了之前的化石库,与此同时,各类化石尤其是软体类化石的保存的完整情况也令人惊叹。
比起遭受了变质作用的布尔吉斯页岩,以及遭受风化作用的澄江生物群,“清江生物群”中的化石的原始状态得到了更为充分地保留。这种“高保真”的化石群,几乎刷新了人们对化石保存程度的认知。



清江生物群的“高保真”靓照
目前,研究人员已经在这一地区发现了许多全新的生物种类,让我们来一睹它们的“芳容”吧!(下列图片均来自参考文献[3])
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这是一只寒武纪时期的水母,它的体表呈放射状对称,外伞面/亚伞面(Eu/Su)、柄 (Ma) 和触手 (Te) 结构均清晰可见。
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这是一只栉水母,具有双辐射对称性。
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一种新的脊索动物。
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一个漂亮的分枝藻类化石,可以看到鲜明的四分叶状体。
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这是一只云南虫(Yunnanozoon sp)。
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林乔利虫(Leanchoilia sp)这块化石展示出非常精细的结构细节,包括大量附肢。
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它可能是动吻动物门的一种。
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新发现的藻类。
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一种新发现的纳罗虫。通过它体侧两边的刺(Sp)可以与其他种区别开来。
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一种新发现的海绵。
是什么成就了“清江生物群”?
欣赏完这些精美的化石,你也许会问,是什么原因让清江生物群的能够保存情况如此完好呢?
通常情况下,生物死后软体会被微生物分解,只剩下坚硬的骨骼和甲壳。想要成为化石,还需要经历埋藏、成岩等等一系列地质过程,极容易受到改造甚至被彻底破坏。
据推测,清江生物群曾经应该生活在远离海岸的、较深的水域中,被带到了风暴难以达到的海面之下。它们在厌氧环境中被快速埋藏,于是避免了外界环境的扰动和其他生物的破坏。

中国湖北发现“清江生物群”,打开全新寒武纪生物宝库!
清江生物群生态位、化变层及保存过程复原图。图片来源:参考文献[2]

随着时间推演,这里形成了一种被称为布尔吉斯型页岩(Burgess Shale type, BST)的特殊岩层结构。这种页岩不但能够保存具有矿化骨骼的后生动物软体,那些没有矿化骨骼的生物也能够以类似“压膜”的形式保留下来。
而在后来漫长的地质演变过程中,这里的化石既没有经历类似加拿大布尔吉斯页岩的变质作用,转变为黏土矿物;也没有遭遇类似澄江化石经显著的风化作用,转变为铁氧化物。它最大程度地还原了寒武纪生物群的面貌,将精美绝伦的化石呈现在人们眼前。

可以说,清江动物群为我们一睹寒武纪古生物真容,了解它们曾经的生活提供了得天独厚的条件和难得的契机。这里的挖掘工作仍将继续,相信在未来,清江动物群一定涌现出更多的奇妙发现,带我们走近远古生物曾生活的五彩斑斓的世界,从中体验更多的惊喜。

感谢傅东静老师在本文完成过程中提供的帮助。
排版:小爽参考文献:[1]1.Maloof,A. C. , Porter, S. M. , Moore, J. L. , Dudas, F. O. , Bowring, S. A. , &Higgins, J. A. , et al. (2010). The earliest cambrian record of animals andocean geochemical change. Geological Society of America Bulletin, 122(11-12),1731-1774.[2]Zhao F, Caron J B, Bottjer D J, et al. Diversityand species abundance patterns of the early Cambrian (Series 2, Stage 3)Chengjiang Biota from China[J]. Paleobiology, 2013, 40(1): 50-69.[3]Fu D J, Tong G J, TaoD, et al. The Qingjiang biota- A Burgess Shale-type fossil Lagerstatte from the early Cambrian of South China [J]. Science,2019, 363, 6433:1338-1342.












网友评论:
能好怎?
论文见附件

10.1126@science.aau8800.pdf

2019-3-22 14:07 上传

点击文件名下载附件

1.36 MB, 下载次数: 353

那个林乔利虫的化石震惊到我了……竟然如此清晰!

  -
论文全是英文
吗的。还以为清江里发现一群寒武纪生物
李雲鶴:??
这是刑立达这两天去的那波吧?
是不是相当于口袋妖怪出新时代,一下子新增很多new!
来冒出多少游客来“捡”化石?
没看到有奇虾化石,是年代偏早?
被二向箔降维打击后的遗物


相当于第一世代,本来是只有普通动物的世界,刷地一下出现150种呼风唤雨的宝可梦。而且之前存在的普通动物突然灭绝了


寒武纪之前的动物,和植物没什么太大的区别,要么固定在海底要么随波逐流,滤食微生物来生存

到寒武纪,有感知器官、能自由移动的动物大量出现,然后就开始了相互伤害,大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米的生态链由此出现,极大的刺激了物种竞争与演化。

也可能不具独特性文章懒得写上去。

5.18亿年,应该不算早了。看复原图确实是没有奇虾的,可能是生态圈不一样。生物也是有分布的嘛。当然到底有没有肯定要看之后的发掘了。

噢,这样啊。
我去,小时候还来过这边吃野鱼
那个分支藻太科幻了吧

清江鱼好吃

—— 来自 nubia NX595J, Android 7.1.1上的 v2.1.2

这个鱼是不是就是这地方出的?
欣赏完了这些古生物化石感觉san值下降
这化石好清晰
水母这种生物几亿年都没什么变化,完美的躯体啊
那个林乔利虫太漂亮了啊!!!!好想复活了来养一只!!
这,,这是在我家啊

— from Meizu 16th, Android 8.1.0 of Next Goose v2.1.2

看了一下附带的文件,是有奇虾的,不过奇虾化石占比只有2%的样子。

清江生物群


澄江生物群

附件路径http://science.sciencemag.org/content/sci/suppl/2019/03/20/363.6433.1338.DC1/aau8800_Fu_SM.pdf


一下子=两千万年左右

Sirus Passet:我呢?
应该没人会有兴趣写穿越到这个时代的网文
以前看关于这些的纪录片的时候,一旦出现这种水下的场景就会莫名浑身不自在
穿越之我成为了草履虫?
那个可以瞎几把长,随意发展的自由时代
清江三鲜面好吃

—— 来自 ZUK Z2131, Android 8.0.0上的 v2.1.0-play
以前看过个演讲,好像是说发现原始后口动物的,应该也是西北大学的,就是不记得具体是谁了
涨知识了,这种帖子才有味道

炸刁子鱼人间美味

舒德干,在nature和science上发过好几篇后口动物的文章

这些东西都不知道能不能吃呢。穿越过去怕是要饿死。

这些生物再古老也是蛋白质,糖类,脂肪等构成的,而且这么古老搞不好还没有发展出强力的毒素之类的东西,反而可以安心的吃?

嗯嗯,对对对,其实刚才也搜到名字了,只是一时没跟印象对起来

看过的就是这个视频。其中确实有张兴亮这个名字。我印象是没错
http://www.bilibili.com/video/av14375614/


那是咱们祖先!