中國發現5.12億年前花垣生物群 改寫地球生物大滅絕事件歷史

　　中新網北京1月29日電 (記者 孫自法)如何認識地球歷史上發生過的生物大滅絕事件?最新在中國湖南省花垣縣發現的地質年代約5.12億年前的寒武紀軟軀體特異埋藏化石群——花垣生物群給出了不同的答案。

　　中國科學家通過對花垣生物群持續開展5年研究，以豐富化石證據，揭開了在“五次大滅絕”之前的距今約5.13億年、打斷寒武紀生命大爆發過程的顯生宙第一次生物大滅絕事件(也稱辛斯克事件)的神秘面紗。

　　中國科學院南京古生物所朱茂炎院士、曾晗副研究員、趙方臣研究員(由遠及近)在實驗室研討交流。中新網記者 孫自法 攝

　　有關這一未被學界關注的生物大滅絕事件的重要研究成果，由中國科學院南京地質古生物研究所(南京古生物所)朱茂炎院士團隊聯合湖南省博物館等機構的合作者共同完成，相關論文北京時間1月29日凌晨在國際學術期刊《自然》上線發表。

辛斯克事件為何被忽視

　　研究團隊介紹說，地球上的生命在40億?38億年前起源，經歷30多億年漫長的隱生宙階段，最終在約5.39億年前后，迎來顯生宙第一紀寒武紀，開啟了地球-生命系統演化史上的偉大創新事件——寒武紀生命大爆發，推動全球海洋生態系統由微生物主導的隱生宙系統向動物主導的顯生宙系統轉變。

　　在約5.13億年前，寒武紀生命大爆發被顯生宙第一次生物大滅絕事件打斷，其生物滅絕規模與“五次大滅絕”的規模相當，屬一級的生物滅絕率達到41%-49%。

　　研究團隊對顯生宙第一次生物大滅絕事件進行科普解讀的相關示意圖。中國科學院南京古生物所 供圖

　　不過，辛斯克事件自20世紀80年代提出以來，證據主要局限于淺海生態系統中的生物礁和具骨骼和外殼的常規殼相化石，不能反映海洋動物群落的完整面貌，并缺少能夠相對完整記錄海洋動物群落面貌的軟軀體特異埋藏化石群。另外，由于寒武紀海洋生物多樣性的規模無法與之后年代相比，因此，作為顯生宙第一次生物大滅絕，辛斯克事件沒有像之后發生的“五次大滅絕”事件那樣受到普遍關注和研究，其對全球海洋生態系統的真實影響如何，此前也不清楚。

如何發現花垣生物群

　　花垣生物群地處湘西花垣縣境內，化石主采坑位于花垣縣石欄鎮磨子村仁枯坡。2020年，磨子村村委會組織修建機耕道，露出由泥頁巖為特征的寒武紀地層剖面，為花垣生物群的化石發現埋下伏筆。

　　同年，湖南省博物館劉琦館員在磨子村的仁枯坡采集到首批用于科學研究的化石標本，并聯系朱茂炎院士團隊進行全面深入研究。

　　研究團隊意識到這些化石標本保存好、發掘潛力大，尤其是其時代屬于辛斯克事件之后的寒武紀第四期，科學價值重大，隨即在化石點組織開展持續5年的野外發掘和系統的化石采集工作，以及系統的數據統計分析研究。

　　花垣生物群化石主要產出于深約12米、長約30米、寬8米的仁枯坡采坑，目前累計采集到的化石標本超過5萬塊。

　　研究團隊從花垣生物群早期階段采集的8681件動物化石個體中已識別出153個動物物種，其中59%代表了新物種。同時，花垣生物群展現出很高的門類多樣性，涵蓋非兩側對稱動物中的16個門一級動物類群。

揭示五方面科學意義

　　中國科學院南京古生物所曾晗副研究員表示，最新發表的研究，主要揭示出花垣生物群五方面科學意義：化石數量豐富、多樣性高、保存精美;展現出一個具有復雜生態系統的深水動物群落;反映顯生宙第一次大滅絕事件在淺水和深水環境的差異性影響;表明顯生宙第一次大滅絕事件之后海洋動物發生了長距離的跨洋擴散;大數據比較分析揭示顯生宙第一次大滅絕事件前后全球海洋動物群落面貌發生了重大轉折。

　　花垣生物群生態復原圖(上圖)楊定華 繪制;花垣生物群部分化石展示。中新網記者 孫自法 攝

　　其中，作為寒武紀時期生活在外大陸架深水環境的生物群，花垣生物群中的生物生活方式多樣，存在一個具有復雜捕食關系的食物網。

　　作為寒武紀軟軀體生物群中少見的深水生物群，花垣生物群研究揭示，辛斯克事件對淺水生物群造成重大影響，而對深水生物群的影響有限，這與辛斯克事件中淺海大范圍缺氧的環境背景相呼應。

　　花垣生物群中產出寒武紀中期遠在北美的布爾吉斯頁巖生物群中的多種代表性分子，表明寒武紀海洋動物存在長距離跨洋擴散的機制。

　　研究團隊對包括花垣生物群在內的45個寒武紀布爾吉斯頁巖型軟軀體化石群開展大數據分析，分析揭示出辛斯克事件前后全球生物群的組成存在明顯差異，表明寒武紀演化生物群在辛斯克事件中發生了重大轉變。

　　此外，花垣生物群與布爾吉斯頁巖生物群之間存在較緊密聯系，暗示二者均生活的外大陸架深水環境，在滅絕事件前后扮演了生物避難所、演化創新起源地的重要角色。

未來加大發掘研究力度

　　中國科學院南京古生物所趙方臣研究員認為，花垣生物群的發現和研究成果，不僅填補了辛斯克事件之后寒武紀第四期頂級軟軀體化石群缺失的空白，而且為科學認識顯生宙第一次大滅絕事件的規模和影響提供了寶貴證據。

　　在國際特異埋藏化石群研究專家羅伯特·蓋恩斯(Robert R. Gaines)教授看來，花垣生物群是全球頂級寒武紀特異埋藏化石群，不僅可為解析動物門類的起源和早期演化增加新的化石材料，還將為探索顯生宙第一次大滅絕事件前后寒武紀演化生物群的災難與復蘇、演化創新和全球擴散等問題，以及該大滅絕的幕后原因提供關鍵的科學依據。

　　朱茂炎院士指出，考慮到全球環境變化和人類活動的影響，當今地球可能正在發生“第六次生物大滅絕”事件，花垣生物群研究所揭示的顯生宙第一次生物大滅絕的過程和機制，對科學認識地球生物多樣性演化具有重要意義和深遠影響，未來要加大花垣生物群的發掘研究力度。(完)