中新網(wǎng)北京1月29日電 (記者 孫自法)如何認(rèn)識(shí)地球歷史上發(fā)生過(guò)的生物大滅絕事件？最新在中國(guó)湖南省花垣縣發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)年代約5.12億年前的寒武紀(jì)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(guó)科學(xué)家通過(guò)對(duì)花垣生物群持續(xù)開(kāi)展5年研究，以豐富化石證據(jù)，揭開(kāi)了在“五次大滅絕”之前的距今約5.13億年、打斷寒武紀(jì)生命大爆發(fā)過(guò)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(guó)科學(xué)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(yuǎn)及近)在實(shí)驗(yàn)室研討交流。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝有關(guān)這一未被學(xué)界關(guān)注的生物大滅絕事件的重要研究成果，由中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所(南京古生物所)朱茂炎院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合湖南省博物館等機(jī)構(gòu)的合作者共同完成，相關(guān)論文北京時(shí)間1月29日凌晨在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》上線發(fā)表。
辛斯克事件為何被忽視
研究團(tuán)隊(duì)介紹說(shuō)，地球上的生命在40億‒38億年前起源，經(jīng)歷30多億年漫長(zhǎng)的隱生宙階段，最終在約5.39億年前后，迎來(lái)顯生宙第一紀(jì)寒武紀(jì)，開(kāi)啟了地球-生命系統(tǒng)演化史上的偉大創(chuàng)新事件——寒武紀(jì)生命大爆發(fā)，推動(dòng)全球海洋生態(tài)系統(tǒng)由微生物主導(dǎo)的隱生宙系統(tǒng)向動(dòng)物主導(dǎo)的顯生宙系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。
在約5.13億年前，寒武紀(jì)生命大爆發(fā)被顯生宙第一次生物大滅絕事件打斷，其生物滅絕規(guī)模與“五次大滅絕”的規(guī)模相當(dāng)，屬一級(jí)的生物滅絕率達(dá)到41%-49%。
研究團(tuán)隊(duì)對(duì)顯生宙第一次生物大滅絕事件進(jìn)行科普解讀的相關(guān)示意圖。中國(guó)科學(xué)院南京古生物所 供圖不過(guò)，辛斯克事件自20世紀(jì)80年代提出以來(lái)，證據(jù)主要局限于淺海生態(tài)系統(tǒng)中的生物礁和具骨骼和外殼的常規(guī)殼相化石，不能反映海洋動(dòng)物群落的完整面貌，并缺少能夠相對(duì)完整記錄海洋動(dòng)物群落面貌的軟軀體特異埋藏化石群。另外，由于寒武紀(jì)海洋生物多樣性的規(guī)模無(wú)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(méi)有像之后發(fā)生的“五次大滅絕”事件那樣受到普遍關(guān)注和研究，其對(duì)全球海洋生態(tài)系統(tǒng)的真實(shí)影響如何，此前也不清楚。
如何發(fā)現(xiàn)花垣生物群
花垣生物群地處湘西花垣縣境內(nèi)，化石主采坑位于花垣縣石欄鎮(zhèn)磨子村仁枯坡。2020年，磨子村村委會(huì)組織修建機(jī)耕道，露出由泥頁(yè)巖為特征的寒武紀(jì)地層剖面，為花垣生物群的化石發(fā)現(xiàn)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(xué)研究的化石標(biāo)本，并聯(lián)系朱茂炎院士團(tuán)隊(duì)進(jìn)行全面深入研究。
研究團(tuán)隊(duì)意識(shí)到這些化石標(biāo)本保存好、發(fā)掘潛力大，尤其是其時(shí)代屬于辛斯克事件之后的寒武紀(jì)第四期，科學(xué)價(jià)值重大，隨即在化石點(diǎn)組織開(kāi)展持續(xù)5年的野外發(fā)掘和系統(tǒng)的化石采集工作，以及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析研究。
花垣生物群化石主要產(chǎn)出于深約12米、長(zhǎng)約30米、寬8米的仁枯坡采坑，目前累計(jì)采集到的化石標(biāo)本超過(guò)5萬(wàn)塊。
研究團(tuán)隊(duì)從花垣生物群早期階段采集的8681件動(dòng)物化石個(gè)體中已識(shí)別出153個(gè)動(dòng)物物種，其中59%代表了新物種。同時(shí)，花垣生物群展現(xiàn)出很高的門類多樣性，涵蓋非兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物中的16個(gè)門一級(jí)動(dòng)物類群。
揭示五方面科學(xué)意義
中國(guó)科學(xué)院南京古生物所曾晗副研究員表示，最新發(fā)表的研究，主要揭示出花垣生物群五方面科學(xué)意義：化石數(shù)量豐富、多樣性高、保存精美；展現(xiàn)出一個(gè)具有復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)的深水動(dòng)物群落；反映顯生宙第一次大滅絕事件在淺水和深水環(huán)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(dòng)物發(fā)生了長(zhǎng)距離的跨洋擴(kuò)散；大數(shù)據(jù)比較分析揭示顯生宙第一次大滅絕事件前后全球海洋動(dòng)物群落面貌發(fā)生了重大轉(zhuǎn)折。
花垣生物群生態(tài)復(fù)原圖(上圖)楊定華 繪制；花垣生物群部分化石展示。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝其中，作為寒武紀(jì)時(shí)期生活在外大陸架深水環(huán)境的生物群，花垣生物群中的生物生活方式多樣，存在一個(gè)具有復(fù)雜捕食關(guān)系的食物網(wǎng)。
作為寒武紀(jì)軟軀體生物群中少見(jiàn)的深水生物群，花垣生物群研究揭示，辛斯克事件對(duì)淺水生物群造成重大影響，而對(duì)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(huán)境背景相呼應(yīng)。
花垣生物群中產(chǎn)出寒武紀(jì)中期遠(yuǎn)在北美的布爾吉斯頁(yè)巖生物群中的多種代表性分子，表明寒武紀(jì)海洋動(dòng)物存在長(zhǎng)距離跨洋擴(kuò)散的機(jī)制。
研究團(tuán)隊(duì)對(duì)包括花垣生物群在內(nèi)的45個(gè)寒武紀(jì)布爾吉斯頁(yè)巖型軟軀體化石群開(kāi)展大數(shù)據(jù)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(jì)演化生物群在辛斯克事件中發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變。
此外，花垣生物群與布爾吉斯頁(yè)巖生物群之間存在較緊密聯(lián)系，暗示二者均生活的外大陸架深水環(huán)境，在滅絕事件前后扮演了生物避難所、演化創(chuàng)新起源地的重要角色。
未來(lái)加大發(fā)掘研究力度
中國(guó)科學(xué)院南京古生物所趙方臣研究員認(rèn)為，花垣生物群的發(fā)現(xiàn)和研究成果，不僅填補(bǔ)了辛斯克事件之后寒武紀(jì)第四期頂級(jí)軟軀體化石群缺失的空白，而且為科學(xué)認(rèn)識(shí)顯生宙第一次大滅絕事件的規(guī)模和影響提供了寶貴證據(jù)。
在國(guó)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(lái)，花垣生物群是全球頂級(jí)寒武紀(jì)特異埋藏化石群，不僅可為解析動(dòng)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(jì)演化生物群的災(zāi)難與復(fù)蘇、演化創(chuàng)新和全球擴(kuò)散等問(wèn)題，以及該大滅絕的幕后原因提供關(guān)鍵的科學(xué)依據(jù)。
朱茂炎院士指出，考慮到全球環(huán)境變化和人類活動(dòng)的影響，當(dāng)今地球可能正在發(fā)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(guò)程和機(jī)制，對(duì)科學(xué)認(rèn)識(shí)地球生物多樣性演化具有重要意義和深遠(yuǎn)影響，未來(lái)要加大花垣生物群的發(fā)掘研究力度。(完)