中國科學家發現花垣生物群，揭開5.13億年前生物大滅絕面紗 | 科技前線

地球上的生命歷經30多億年演化，在5.39億年前迎來“寒武紀生命大爆發”，海洋動物快速涌現，全球海洋生態系統完成由微生物到動物主導的轉變，這一爆發在約5.18億年前達到頂峰。

但5.13億年前的辛斯克事件，即顯生宙第一次生物大滅絕，打斷了“寒武紀生命大爆發”進程。由于該事件的相關證據僅局限于淺海常規殼相化石，缺失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，其對全球海洋生態系統的真實影響始終成謎。

近日，中國科學院南京地質古生物研究所等團隊，發現了距今約5.12億年前、緊臨辛斯克事件之后的寒武紀軟軀體化石群——花垣生物群。這一發現填補了寒武紀第四期頂級軟軀體化石群缺失的空白，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關鍵證據。

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偶然發現的“寶藏”

花垣生物群發現于湖南省湘西土家族苗族自治州花垣縣磨子村。2020年，當地組織修建機耕道，露出了以泥頁巖為特征的寒武系杷榔組新鮮地層剖面，為發現花垣生物群化石埋下了伏筆。

湖南省博物館將在該地點采集的首批化石標本，交由中國科學院南京地質古生物研究所等團隊研究時，科研人員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滅絕事件之后的寒武紀第四期，科學價值重大，隨即開展了持續五年的野外發掘和化石采集工作，經過室內研究和系統的數據統計分析，最終解鎖了這一珍貴化石群。

▲花垣生物群代表性化石。

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花垣生物群刷新認知

花垣生物群化石數量豐富、多樣性高、保存精美。研究團隊目前累計采集花垣生物群化石標本超5萬塊，識別出153個動物物種，其中59%為新物種，其單一采坑的物種多樣性超過澄江動物群、布爾吉斯頁巖生物群等經典采坑。

▲花垣生物群代表性化石。

花垣生物群展現出具有復雜生態系統的深水動物群落。研究團隊證實，該生物群是寒武紀時期生活于外大陸架深水環境的生物群，生物生活方式多樣。同時，該生物群中還發現了多種樽海鞘狀浮游被囊動物，這表明寒武紀早期海洋碳循環中，已存在類似現代海洋的生物碳泵。

▲花垣生物群生態復原圖。中國科學院南京地質古生物研究所供圖

花垣生物群反映出顯生宙第一次大滅絕事件，對淺水、深水環境的差異性影響。研究表明，辛斯克滅絕事件對淺水軟軀體生物群影響顯著，對深水生物群則影響有限，這與辛斯克滅絕事件中淺海大范圍缺氧的環境背景相呼應。

花垣生物群表明顯生宙第一次大滅絕事件之后，海洋動物曾發生長距離跨洋擴散。該生物群中發現的昆明關山蝦，證實奇蝦類單一物種的地理分布跨度可達750公里，也由此揭示這一時期寒武紀海洋動物已存在長距離跨洋擴散的機制。

▲語言花垣生物群與其他寒武紀特異埋藏化石群的對比分析，及其在寒武紀生物多樣性演化和環境演變中的位置。

花垣生物群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。研究團隊發現，辛斯克滅絕事件前后，全球生物群組成存在明顯差異，這表明寒武紀演化生物群在該事件中發生重大轉變，也由此暗示外大陸架深水環境在該事件中，扮演了生物避難所、演化創新起源地的重要角色。

這項研究為解析動物門類起源與早期演化增添了新的化石材料，也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、演化與創新，以及全球擴散等問題提供了關鍵科學依據。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1038/s41586-025-10030-0

來源：中國科學院南京地質古生物研究所

責任編輯：閆文藝