化石显示,海平面变化塑造了世界上的早期生命

图片uux.cn/Rachel Wood据爱丁堡大学:一项研究表明,地球大陆板块的移动推动了海平面的长期变化,为地球上最早的动物的进化奠定了基础。
一项新开发的早期动物化石时间表揭示了海平面、海洋氧气变化与当今动物最早祖先的出现之间的联系。
这项研究揭示了推动最早生物进化的力量的线
【菜科解读】
研究人员在纳米比亚的野外工作中检查了大约5.5亿年前的动物化石证据。
图片uux.cn/Rachel Wood据爱丁堡大学:一项研究表明,地球大陆板块的移动推动了海平面的长期变化,为地球上最早的动物的进化奠定了基础。
一项新开发的早期动物化石时间表揭示了海平面、海洋氧气变化与当今动物最早祖先的出现之间的联系。
这项研究揭示了推动最早生物进化的力量的线索,所有主要动物群都是从这些生物进化而来的。
古代化石爱丁堡大学的一个团队研究了5.8亿至5.1亿年前所谓的埃迪卡拉纪-寒武纪时期的岩石和化石汇编。
根据化石记录,这一时期生物多样性激增,其原因自查尔斯·达尔文以来一直困扰着科学家。
这个时代发现的早期动物都是海洋生物,当时空气和海洋中的氧气含量远低于今天。
虽然在此之前最早的生命形式大多是单细胞和简单的多细胞生物,但埃迪卡拉纪时期的生物开始变得更加复杂,多个细胞被组织成身体计划,使它们能够在海底觅食、繁殖和移动。
这个时代也标志着所谓的双层动物的出现,它们与包括人类在内的大多数现代物种一样,显示出对称的身体计划。
生物多样性时间表通过整合来自不同来源的数据,包括放射性测年和化石所在岩石层的地球化学信息,该团队将所有主要化石发现和各种环境数据集绘制到一个时间线上。
新的年表使该团队能够比以前更详细地研究所讨论时期的生物多样性趋势。
他们将这些见解与地质记录中的进一步化学线索相结合,证实了全球海平面的重大变化、浅海环境获得更多氧气的时间间隔以及早期动物群的出现和多样化之间的联系。
这种动态为生物多样性的几次重大爆发奠定了基础,这些爆发被称为阿瓦隆、白海和寒武纪组合,每一次都标志着新动物群的到来和其他动物群的衰落。
通过重建最深处的环境条件,这项研究为塑造地球上最早生命的古老力量和压力提供了新的见解。
该团队还发现了化石记录中的空白,这表明目前关于早期动物的知识受到世界各地发现和研究化石的地点集群的影响。
地球科学学院弗雷德·鲍耶博士:利用岩石记录构建早期动物进化的时间尺度是一项艰巨的任务,只有通过国际和跨学科的研究才能实现。
但全球一体化的方法至关重要。
它暴露了我们记录中的偏见,同时也揭示了化石外观、海平面周期和环境氧气的模式。
地球科学学院Mariana Yilales Agelvis:了解生物多样性的驱动因素是生命之谜中的一个基本知识。
我深感荣幸,能基于数十年的跨学科全球研究,为更好地理解海平面在早期动物进化中的作用做出了贡献。
该论文发表在《科学进展》上,由自然环境研究委员会(NERC)资助。
陆生植物的进化改变了地球的大陆组成
种子蕨植物“中华叉羽叶”在中国华南的新发现及意义
自1878年建立至今,已有一百四十余年的研究历史,曾在全球范围内广泛分布。
然而,由于化石标本保存条件及形态特征认识的限制,对该植物的分类属性尚有争议,一些欧洲学者主张将其并入另外一种种子蕨植物枝羽叶属(Ctenozamites)。
该属在中国的研究历史首次开始于徐仁先生1950年命名的中华叉羽叶(Ptilozamiteschinensis)。
该植物最早发现自我国湖南,并具有重要的生物地层学和古地理学指示意义。
由于过去缺少完整标本和角质层解剖构造技术,中华叉羽叶被欧洲学者并入到假篦羽叶属(Pseudoctenis)。
近期,中国科学院南京地质古生物研究所博士生许媛媛,在导师王永栋研究员和祝幼华研究员的指导下,与张筱青博士、鲁宁博士、李丽琴博士,以及罗马尼亚布加勒斯特大学、德国慕尼黑大学以及西南石油大学团队合作,对新近发现自中国华南的中华叉羽叶植物化石新材料开展了深入系统研究,对其形态学特征取得了新认识,并据此深入分析了其化石记录和时空分布特征。
该成果近期发表在国际学术刊物《古植物与孢粉学论评》(Review of Palaeobotany and Palynology)。
新发现的化石标本采集自四川广元和广东花都地区的晚三叠世瑞替期地层,距今约2.03亿年左右,保存有二次羽状复叶和角质层微细构造。
研究人员通过对中华叉羽叶新材料的深入剖析并结合已报道的叉羽叶属化石信息,否定了此前欧洲学者将中华叉羽叶归入到假蓖羽叶属(Pseudoctenis)的观点,并对其形态特征和角质层构造进行了补充修订。
新材料还揭示出中华叉羽叶小羽片顶部特征具有明显的种内变异性,表现出或呈钝圆或具有2–4个的小锯齿(图1,2);表皮细胞呈矩形且排列规则,双面气孔型,但以气孔下生为主,气孔器单唇型,保卫细胞明显下陷,为4–7个副卫细胞环绕(图3)。
研究团队还对中国已发现的叉羽叶属植物化石进行了详细比较和全面评估,提出中华叉羽叶不同发育阶段可能存在不同的蕨叶形态,这对于认识和探究该植物的形态及生长发育阶段具有重要意义。
通过对中国植物化石记录的时空分布特征分析,研究人员认为中华叉羽叶具有重要的地层时代指示意义(图4)。
该植物仅局限分布于中国晚三叠世的南方植物区,且在瑞替期最为繁盛,至今未在其它年代地层和地区有确凿的化石记录。
本研究得到了国家自然科学基金项目、中科院战略先导B类项目、现代古生物学和地层学国家重点实验室基础和自主项目以及江苏省自然科学基金项目联合资助。
论文信息: Yuanyuan Xu, Mihai E. Popa*, Xiaoqing Zhang, Evelyn Kustatscher, Ning Lu, Liqin Li, Jianli Zeng, Tingshan Zhang, Yongdong Wang*, 2022. Ptilozamiteschinensis (Pteridospermopsida) from the Late Triassic of South China with considerations on its intraspecific variability and palaeoenvironmental preferences. Review of Palaeobotany and Palynology, 304: 104727. https://doi.org/10.1016/j.revpalbo.2022.104727.