昨日,“2019年度中国古生物学十大进展”评选结果揭晓
2020-04-08 08:46 来源:中国古生物学会 编辑:矿材网

 2020年4月7日,中国古生物学会在南京发布2019年度中国古生物学十大进展”评选结果。

“2019年度中国古生物学十大进展”的成果,由中国科学院南京地质古生物研究所、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、中国科学院西双版纳热带植物园、北京大学、西北大学、中国地质大学(武汉)等科研团队完成,内容涉及动物早期演化与寒武纪大爆发、脊椎动物演化(恐龙类、古鸟类、哺乳类等)、白垩纪琥珀生物群、古植物与古生态、古人类学、分子古生物学等多个研究领域。

 这些成果集中反映了我国科技工作者在古生物学各个分支领域所取得的具有国际影响力的高水平创新研究成果。2019年度十大进展的发布,有助于推动对地质历史时期生命演化历程的认识。同时,对于进一步促进学科创新发展,展示我国古生物学领域取得的重大发现和科研成果,推动科学研究、科学传播和化石保护工作具有重要的意义


进展一 华南寒武纪早期布尔吉斯页岩型化石库——清江生物群



 西北大学早期生命与环境研究团队的张兴亮、傅东静等人在湖北长阳地区发现了一个距今5.18亿年的布尔吉斯页岩型特异埋藏软躯体化石库——清江生物群。团队成员经过12年化石采集和研究发现,清江生物群形成于寒武纪大爆发极盛时期;与其它寒武纪生物群相比,清江生物群的相对多样性最大,新属种比例最高,软躯体生物类群最多,化石保真度最好,而且保存了原生的有机质,它的发现刷新了人类对寒武纪海洋生态系统的认识。该研究成果发表于《科学》(Science)杂志。  

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清江生物群水母状化石


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清江生物群复原图



进展二 埃迪卡拉纪新化石揭示动物的早期演化


 身体分节和两侧对称体制的出现是动物演化史上极为重要的革新事件。中科院南京地质古生物研究所早期生命团队袁训来课题组在三峡地区约5.5亿年前的“石板滩生物群”中发现和研究了新的动物化石(夷陵虫)和一类特殊的遗迹化石。该项研究将分节的两侧对称后生动物的出现时间提前了至少一千万年,为之后寒武纪两侧对称动物大爆发找到更为久远的“根”;动物的复杂运动也反映了当时水体中氧含量存在周期性波动;表明“寒武纪大爆发”时期以底栖动物为主体的生态系统在埃迪卡拉纪已经开始建立。相关研究成果发表在《自然》(Nature)和《地质学》(Geology)杂志上。


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分节的两侧对称动物化石夷陵虫(Yilingia)。实体化石(左)、遗迹(右)和动物复原(中)


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遗迹化石反映海底氧含量的短期变化


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主要完成者在三峡野外

自左至右依次为:袁训来、周传明、陈哲、肖书海



进展三 侏罗纪擅攀鸟龙类的发现和膜质翅膀在兽脚类恐龙中的演化


 由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王敏研究员和其同事在《自然》(Nature)杂志以封面文章报道了一具有膜质翅膀的恐龙——长臂混元龙,化石发现于燕辽生物群晚侏罗世早期的海房沟组。长臂混元龙属于兽脚类恐龙中的擅攀鸟龙类,是该类群目前发现最完整的骨架,为擅攀鸟龙类中广泛存在的膜质翅膀和棒状长骨提供了支持,展示了在恐龙—鸟类演化历程中出现大量意想不到的适应飞行的尝试,与之对应演化出差异显著的骨骼—表皮衍生物组合。


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长臂浑元龙Ambopteryx longibrachiumWang et al., 2019正型标本


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长臂浑元龙复原图和当期《自然》杂志封面


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王敏工作照 


进展四 热河俊兽——揭示哺乳动物中耳演化新模式


由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王元青研究员领衔的科研团队在《自然》(Nature)报道了早白垩世哺乳动物——盖氏热河俊兽。研究首次揭示了多瘤齿兽类完整的中耳形态,重塑了上隅骨的演化历史。研究认为哺乳动物的锤骨-砧骨关节(原始颌关节)与齿骨-鳞骨颌关节(次生颌关节)协同演化。结合多重证据,研究提出一种新的哺乳动物中耳演化模式:异兽类独特的齿骨-鳞骨颌关节及其取食方式可能为其中耳脱离下颌提供了比其他类群更大的选择压,加速了中耳演化。《自然》(Nature)同期发表的“新闻&观点”文章认为这项研究为探讨早期哺乳动物耳区演化的多样性和复杂性提供了重要证据。


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盖氏热河俊兽正型标本


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盖氏热河俊兽生态复原图(许勇 绘)


进展五 发现具有现代人特征的30万年前人类头骨化石


 中更新世晚期是东亚古人类演化的重要时间段。以往发现的人类化石大多破碎、年代存在不确定,古人类学界对东亚古老型人类向现代人的演化过渡一直存在争议。在安徽东至华龙洞发现的30万年前人类头骨化石呈现一系列与现代人类相似的形态特征,揭示这一时期东亚古人类已经出现向早期现代人演化过渡的趋势,现代人在东亚大陆出现时间可能比以往认为的更早。此外,华龙洞人类化石为论证东亚地区人类演化区域连续性提供了新的化石证据。


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安徽东至华龙洞遗址远景以及CT扫描虚拟复原人类头骨


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华龙洞遗址:展示含化石地层的坍塌洞穴及发现人类头骨化石



进展六 植物化石为青藏高原形成过程提供新证据


 由中国科学院西双版纳热带植物园苏涛研究员、周浙昆研究员所带领的科研团队,于2019年在《科学进展》(Science Advances)和《国家科学评论》(National Science Review)相继发表了利用植物化石重建青藏高原古海拔的系列研究成果,发现青藏高原中部在两千五百万年前还存在东西向的峡谷,而其东南缘在三千三百万年前已经达到现在高度。由此提出,青藏高原在地质时期具有复杂的地形地貌。上述科研成果从古植物学的角度为认识青藏高原的差异性抬升历史提供了全新的视角。


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发现于青藏高原中部伦坡拉盆地的大型棕榈叶片化石 


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             青藏高原东南缘芒康盆地不同层位的植物叶片化石组合 


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 “第二次青藏高原综合科学考察研究”古生物科考队在青藏高原中部的伦坡拉盆地合影

图中前排左起:黄健、房庚雨、夏加、李航、毕黛冉、张世涛、张立召、滇巴、吴飞翔、刘佳、罗明国后排左起:阿穹、苏涛


进展七 侏罗纪带羽毛恐龙为鸟类羽毛的分子演化提供直接证据


 鉴于不同生物大分子在深时化石中的保存潜力,研究者近年来一直尝试应用多种分析手段,利用深时化石中的分子证据来检验现代分子生物学得出的与演化相关的假说,进一步彰显形态学、发育生物学、古老和现生生物的分子生物学数据跨学科整合的可行性。其中通过多手段的结合,对恐龙和化石鸟类羽毛的分子组成进行了分析,为羽毛的演化提供了直接的分子化石证据,该项成果2019年发表在PNAS上。论文发表后,Science杂志还专门撰文进行了报道,美国南卡州立大学演化生物学家Matthew Greenwold 对这一项工作给予高度评价,认为 “This type of work is every evolutionary biologist’s dream”。


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用于本次研究的近鸟龙标本(STM0-214),取样位置用红色框标示


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泮燕红工作照


进展八(并列)世界首例大熊猫古基因组


 由中国地质大学(武汉)赖旭龙教授领导的研究团队及合作者在《当代生物学》(Current Biology)杂志上报道了世界首例大熊猫古基因组,该基因组从发现于云南腾冲约5000年前全新世大熊猫化石中获得。运用古DNA方法及新一代测序技术得到的大熊猫古基因组信息,显示该个体属于大熊猫已绝灭遗传谱系,该谱系与现生大熊猫的祖先种群存在基因交流,古代大熊猫的部分基因存在于现生大熊猫基因库中。该成果对于研究现代大熊猫的起源、进化和保护具有重要意义。该成果受到了国内外媒体的广泛报道,《自然》(Nature)杂志网站研究亮点专栏对其进行了报道。


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云南腾冲江东山全新世大熊猫骨骼遗存


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中国地质大学(武汉)古DNA团队成员赖旭龙教授(右)与德国波兹坦大学合作者Michael Hofreiter教授(左)


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中国地质大学(武汉)古DNA团队成员盛桂莲副教授在实验室工作


进展八(并列)白垩纪缅甸琥珀揭示远古森林环境和被子植物昆虫传粉证据


 由中国科学院南京地质古生物研究所王博研究员带领的研究团队,对一亿年前的缅甸琥珀生物群开展了长期研究,于2019年在《美国科学院院刊》(PNAS)分别报道了琥珀中的菊石等海生和陆生动物化石集群和最古老的被子植物传粉甲虫。琥珀菊石的研究表明该琥珀森林位于热带海滨地区,为琥珀埋藏学和白垩纪森林生态环境分析提供了新见解,并为缅甸琥珀年龄提供了直接证据;传粉甲虫的研究表明真双子叶植物的虫媒传粉机制已经于1亿年前出现,填补了早期被子植物虫媒授粉证据的空白,为解答达尔文的“讨厌之谜”提供了一个关键证据。


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缅甸琥珀中的菊石三维CT重建图


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缅甸琥珀中的传粉花蚤和花粉


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王博在缅甸提林地区采集琥珀


进展十(并列)亚洲最古老、泥盆纪面积最大的化石森林及其最早的根座型根系


 森林最早出现在泥盆纪,但泥盆纪森林的化石记录罕见。北京大学王德明教授所在的学术团队从安徽省广德市新杭镇发现并研究了我国乃至亚洲最早、泥盆纪出露面积最大(至少25万平方米)的森林。论文于2019年发表在《当代生物学》(Current Biology)。新杭森林的石松树木演化出最早的根座型(stigmarian)根系,这是石炭纪全球广布的沼泽森林的主体植物(高大石松树木)特有的根系。该研究还解释了早期森林与大气CO2浓度下降、海岸带水土保持之间的关系。

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广德木的根座型根系 


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泥盆纪新杭森林景观复原图。森林由小型石松树木---广德木(Guangdedendron)组成,分布在晚泥盆世热带的滨海岸边(邓珍珍等 绘制)


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研究团队部分成员(秦敏、刘乐、刘璐、薛进庄)在新杭化石森林产地工作


进展十(并列)六亿年前化石揭示动物胚胎发育方式起源之谜


 动物是如何从单细胞祖先演化成多细胞生命的呢?这一直是演化生物学领域悬而未决之谜。中科院南京地质古生物研究所殷宗军等人研究了我国贵州瓮安生物群中一类名叫“脊笼球”的疑难化石,为回答这一问题提供了重要线索。研究人员采用同步辐射和显微CT等三维无损成像技术,扫描了数百个标本,重建了脊笼球的发育序列。结果显示其发育过程中出现了有规律的细胞迁移和重组,和动物原肠胚期的细胞迁移重组行为非常一致,表明动物胚胎特有的一些发育机制在寒武纪大爆发之前至少7千万年就已经起源,为真正有细胞和组织分化的动物成体的出现奠定了基础。


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贵州瓮安生物群中的脊笼球化石


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国际合作团队部分成员在瓮安生物群化石产地考察合影

左四John Cunningham,左五殷宗军,右二Kelly Vargas,右四,Philip CJ Donoghue.

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