中國(guó)古生物學(xué)2020年度十大進(jìn)展

中國(guó)古生物學(xué)會(huì)

2021年3月12日，中國(guó)古生物學(xué)會(huì)在南京發(fā)布“中國(guó)古生物學(xué)2020年度十大進(jìn)展”評(píng)選結(jié)果。本次入選成果由中國(guó)科學(xué)院、西北大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）、中山大學(xué)等科研院所和高校領(lǐng)銜完成，集中反映了我國(guó)科技工作者在古生物學(xué)各個(gè)分支方向上所取得的具有國(guó)際影響力的高水平創(chuàng)新研究成果。

2017年至今，“中國(guó)古生物學(xué)年度十大進(jìn)展”的評(píng)選和發(fā)布工作已舉辦五屆，每次評(píng)選均受到學(xué)界、社會(huì)廣泛關(guān)注，也極大促進(jìn)了我國(guó)古生物學(xué)的發(fā)展。 2020年度“十大進(jìn)展”的發(fā)布，對(duì)于進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)科創(chuàng)新發(fā)展，展示我國(guó)古生物學(xué)領(lǐng)域取得的重大發(fā)現(xiàn)和科研成果，推動(dòng)科學(xué)研究、科學(xué)傳播和化石保護(hù)工作具有重要意義。

中國(guó)古生物學(xué)會(huì)成立于1929年，至今已有90余年的歷史，是國(guó)內(nèi)成立最早的自然科學(xué)學(xué)術(shù)團(tuán)體之一。中國(guó)古生物學(xué)會(huì)在團(tuán)結(jié)和服務(wù)廣大古生物學(xué)科技工作者、開(kāi)展學(xué)術(shù)活動(dòng)、國(guó)際交流合作、科普教育和人才培養(yǎng)等領(lǐng)域成果豐碩，有力地推進(jìn)了古生物學(xué)的發(fā)展，成為凝聚力不斷增強(qiáng)的、富有活力的學(xué)術(shù)團(tuán)體。

進(jìn)展一 基干獸類聽(tīng)覺(jué)和咀嚼器官模塊式演化分離節(jié)點(diǎn)

聽(tīng)骨和齒骨分離并高度分化，是哺乳動(dòng)物與爬行類的重要差別。中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所毛方園副研究員、王元青研究員領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)，基于熱河生物群基干獸類李氏源掠獸的多件標(biāo)本，首次建立了中生代哺乳動(dòng)物中完整聽(tīng)骨的三維形態(tài)，確立了哺乳動(dòng)物演化中聽(tīng)覺(jué)與咀嚼器官分離節(jié)點(diǎn)的表型特征，彌合了中耳演化過(guò)程中一個(gè)關(guān)鍵空缺。該研究成果發(fā)表在《科學(xué)》（Science）上。

李氏源掠獸生態(tài)復(fù)原圖（趙闖 繪）

李氏源掠獸正型標(biāo)本及聽(tīng)覺(jué)和咀嚼器官模塊式分離演化示意圖（毛方園 供圖）

進(jìn)展二 古基因組揭示中國(guó)南北方人群遷移與混合歷史

在國(guó)際古遺傳學(xué)領(lǐng)域，有關(guān)東亞，尤其是中國(guó)早期人群的遺傳演化研究非常匱乏。中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所付巧妹課題組首次對(duì)中國(guó)南北方古人群展開(kāi)時(shí)間跨度最大、規(guī)模性、系統(tǒng)性的古基因組研究，揭示中國(guó)人群自9500年以來(lái)的南北分化格局、主體連續(xù)性與遷徙融合歷史，其首獲的中國(guó)南方大陸人群核基因組填補(bǔ)了相關(guān)區(qū)域空白，且明確現(xiàn)在廣泛分布在臺(tái)灣島和太平洋島嶼的南島語(yǔ)系人群起源于中國(guó)南方大陸。

中國(guó)南方重要人類樣本——約8400年前福建奇和洞2號(hào)個(gè)體的出土圖

進(jìn)展三 澄江動(dòng)物群“章氏麒麟蝦”的發(fā)現(xiàn)揭秘節(jié)肢動(dòng)物的起源

中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所朱茂炎研究員領(lǐng)導(dǎo)的“寒武紀(jì)大爆發(fā)”研究團(tuán)隊(duì)在云南約5.18億前的寒武紀(jì)澄江動(dòng)物群中，發(fā)現(xiàn)了解答“節(jié)肢動(dòng)物起源之謎”的關(guān)鍵過(guò)渡型化石——章氏麒麟蝦，其嵌合了真節(jié)肢動(dòng)物和奇蝦類等多種節(jié)肢動(dòng)物祖先類型的形態(tài)特征，填補(bǔ)了節(jié)肢動(dòng)物起源過(guò)程中的核心缺失環(huán)節(jié)，為節(jié)肢動(dòng)物主要演化創(chuàng)新的起源提供了重要參考點(diǎn)。

章氏麒麟蝦Kylinxia zhangi正模標(biāo)本（曾晗 供圖）

?章氏麒麟蝦復(fù)原圖（孫捷 繪）

進(jìn)展四 青藏高原中部中始新世濕潤(rùn)低地的亞熱帶“香格里拉”生態(tài)系統(tǒng)

中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園蘇濤研究員、周浙昆研究員，中國(guó)科學(xué)院古人類與古脊椎動(dòng)物研究所吳飛翔副研究員聯(lián)合國(guó)、內(nèi)外專家，報(bào)道了青藏高原迄今物種最為豐富的新生代化石植物群，揭示高原中部4700萬(wàn)年前存在亞熱帶森林，證明青藏高原在當(dāng)時(shí)和北半球其他地區(qū)有著密切的植物區(qū)系交流，并且對(duì)北半球現(xiàn)代植物多樣性分布格局有著重要貢獻(xiàn)。此外，古植物證據(jù)結(jié)合模型模擬表明，中始新世青藏高原中部存在溫暖濕潤(rùn)的季風(fēng)氣候，具有一個(gè)海拔不超過(guò)1500米的東西向中央谷地，直到中新世才逐漸形成現(xiàn)在的高原。

?青藏高原中部班戈縣中始新世部分化石植物

晚二疊世到中三疊世生物多樣性緯度梯度的變化（宋海軍 供圖）

進(jìn)展五 二疊紀(jì)—三疊紀(jì)大滅絕事件對(duì)生物古地理格局的影響

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）宋海軍、代旭等人針對(duì)關(guān)于生物古地理對(duì)大滅絕等深時(shí)重大地質(zhì)事件的響應(yīng)開(kāi)展了深入探索。該研究發(fā)現(xiàn)，二疊紀(jì)-三疊紀(jì)大滅絕導(dǎo)致熱帶地區(qū)生物多樣性的顯著高峰消失，出現(xiàn)了一種扁平化的多樣性緯度梯度。大滅絕后的菊石出現(xiàn)全球化現(xiàn)象，世界不同地區(qū)的菊石變得極為相似。這些發(fā)現(xiàn)表明氣候變暖及相關(guān)的環(huán)境事件對(duì)熱帶地區(qū)物種和地方性物種的影響更大。

進(jìn)展六 三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交氣候變化與森林火災(zāi)事件：來(lái)自中國(guó)華南的化石證據(jù)

由中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所王永棟研究員和中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）謝樹(shù)成教授領(lǐng)銜的國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)，在陸相三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交氣候變化與森林火災(zāi)事件研究方面取得創(chuàng)新成果。根據(jù)孢粉化石、分子化石和銀杏植物氣孔參數(shù)等多種方法，首次獲取了川東鄂西地區(qū)晚三疊世到早侏羅世的古植被更替與氣候變化、裂解多環(huán)芳烴（PAHs）與古火災(zāi)事件以及古大氣CO2變化與溫室氣候等重要證據(jù)。這不僅是迄今為止東特提斯地區(qū)三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交植被、古氣候、古火災(zāi)事件和古大氣CO2濃度最為翔實(shí)的高分辨率記錄，而且首次在東亞地區(qū)揭示了該時(shí)期陸地植被、氣候變化與火災(zāi)事件之間的聯(lián)系。該系列成果標(biāo)志著我國(guó)在三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交重大地質(zhì)事件方面躋身于國(guó)際學(xué)術(shù)前沿領(lǐng)域。

中國(guó)華南三疊系-侏羅系之交氣候變化與森林火災(zāi)事件（1，分子化石記錄；2，古植被與古氣候變化；3，晚三疊世孢粉化石；4，古大氣CO2重建；5，銀杏植物化石與表皮氣孔分布）

進(jìn)展七 白堊紀(jì)琥珀揭示昆蟲(chóng)和介形蟲(chóng)的早期演化

克欽琥珀中的具長(zhǎng)喙的阿鈕蝎蛉

克欽琥珀中的介形蟲(chóng)復(fù)原圖

由中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所王博研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)基于緬甸克欽琥珀中的標(biāo)本，分析了阿紐蝎蛉科昆蟲(chóng)長(zhǎng)口器的三維解剖學(xué)形態(tài)特征，并發(fā)現(xiàn)在白堊紀(jì)中期已出現(xiàn)至少5個(gè)科的長(zhǎng)口器傳粉昆蟲(chóng)，表明了白堊紀(jì)傳粉昆蟲(chóng)的多樣性和復(fù)雜性；確認(rèn)了黑帝斯蟻特化的捕食機(jī)制，并厘定了早期螞蟻的演化歷史；重建了克欽琥珀中介形蟲(chóng)的軟軀體結(jié)構(gòu)（包括巨型精子），將動(dòng)物精子化石記錄提前了至少5000萬(wàn)年。上述成果為解釋跳蚤起源、傳粉和社會(huì)性昆蟲(chóng)以及介形蟲(chóng)的早期演化提供了新見(jiàn)解。

進(jìn)展八 環(huán)南中國(guó)海地區(qū)海岸帶沉積環(huán)境演變與史前水稻農(nóng)業(yè)擴(kuò)張

中山大學(xué)鄭卓教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)探索南中國(guó)海地區(qū)海岸帶沉積環(huán)境演變與史前水稻農(nóng)業(yè)發(fā)展之間的關(guān)系，利用孢粉記錄集成的水稻農(nóng)業(yè)歷史發(fā)展，結(jié)合鉆孔古環(huán)境數(shù)據(jù)重建的華南和東南亞地區(qū)沿海平原擴(kuò)張過(guò)程，揭示出距今3-2千年是沿海平原快速堆積和擴(kuò)張的關(guān)鍵階段，并顯示與花粉記錄指示的水稻農(nóng)業(yè)快速擴(kuò)張同步變化。距今2.5千年開(kāi)始是華南地區(qū)水稻農(nóng)業(yè)快速發(fā)展和向東南亞擴(kuò)散的主要過(guò)渡階段。本研究證實(shí)了環(huán)南中國(guó)海周邊地區(qū)海岸帶平原沉積演化的關(guān)鍵過(guò)程與亞洲東南部水稻農(nóng)業(yè)的爆發(fā)式擴(kuò)張存在密切關(guān)系。

主要三角洲和海岸平原的演變。(A) 研究區(qū)域主要三角洲平原。A1，珠江三角洲；A2，紅河三角洲；A3,湄公河三角洲；A4，湄南河三角洲。灰色虛線顯示為距今6-5 ka海岸線的位置。(B)該區(qū)域大型三角洲在5 ka以后出陸的平原面積估算。(C)沉積記錄揭示的3-2 ka沉積環(huán)境的變化。(D)沉積物年齡-深度曲線顯示三角洲沉積速率的變化。（馬婷供圖）

進(jìn)展九 澄江動(dòng)物群的核心價(jià)值：動(dòng)物界成型和人類基礎(chǔ)器官誕生

達(dá)爾文留下重大世紀(jì)謎題：地球三分動(dòng)物樹(shù)何時(shí)成型？如何成型？成型時(shí)期哪些動(dòng)物最接近人類的直系始祖？綜合早期生命發(fā)現(xiàn)的“大數(shù)據(jù)”，西北大學(xué)舒德干院士、韓健教授對(duì)上述科學(xué)問(wèn)題開(kāi)展深入的研究，初步破解了上述難題：1) 澄江動(dòng)物群不僅延續(xù)并擴(kuò)展了之前的基礎(chǔ)動(dòng)物和原口動(dòng)物亞界眾多門(mén)類的繁榮，更誕生了后口動(dòng)物亞界的全部類群，標(biāo)志三分動(dòng)物樹(shù)成型；2）三幕式寒武紀(jì)大爆發(fā)與動(dòng)物三個(gè)亞界的誕生依次同步耦合；3）第一魚(yú)昆明魚(yú)目首創(chuàng)人類遠(yuǎn)祖的頭腦和脊椎，古蟲(chóng)動(dòng)物門(mén)則十分接近始祖?zhèn)兊摹暗谝祸w裂”。

基于分子信息和古生物學(xué)證據(jù)的三幕式寒武紀(jì)大爆發(fā)假說(shuō)（舒德干、韓健 供圖）

進(jìn)展十 寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期發(fā)現(xiàn)最早包殼竊食寄宿關(guān)系化石

地球生物界中，寄生蟲(chóng)無(wú)處不在，但追溯地球最早的寄生現(xiàn)象卻并不容易。由西北大學(xué)張志飛教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期海洋生物寄生現(xiàn)象起源進(jìn)行了深入研究，首次以大量化石統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)，從宿主個(gè)體病理學(xué)的角度論證了地球上最早的專性寄生關(guān)系，提出了竊食寄生是地球上最早出現(xiàn)的寄生現(xiàn)象；發(fā)現(xiàn)成群礦化蟲(chóng)管附著在成層原位生活的腕足動(dòng)物殼體上，代表地球最早的包殼（encrustation）介殼記錄，將包殼生態(tài)追溯到寒武紀(jì)早期，把這一時(shí)間點(diǎn)向前推進(jìn)至少3000萬(wàn)年。

關(guān)山動(dòng)物群烏龍?bào)湫聢A貨貝化石（左）和復(fù)原圖（右，示貝殼體形態(tài)和竊食寄生蟲(chóng)寄宿關(guān)系）