2020年破解了哪些远古地球留下的谜题

2021-03-19 16:57:49来源：光明日报

日前，中国古生物学会发布了“中国古生物学2020年度十大进展”评选结果。这些成果是对千万年，甚至数亿年前，远古地球所留下谜题的研究，试图探寻今天地球上的植物、动物以及人类的起源和发展。

本次入选成果由来自中国科学院、西北大学、中国地质大学(武汉)、中山大学等科研院所和高校领衔完成，集中反映了我国在古生物学各个分支方向上所取得的具有国际影响力的高水平创新研究成果。这些研究成果究竟破解了哪些远古地球留下的谜题?记者邀请古生物专家为你一一解析。

基干兽类听觉和咀嚼器官模块式演化分离节点

中国科学院古脊椎与古人类研究所毛方园副研究员、王元青研究员领衔的研究团队，基于热河生物群基干兽类李氏源掠兽的多件标本，首次建立了中生代哺乳动物中完整听骨的三维形态，确立了哺乳动物演化中听觉与咀嚼器官分离节点的表型特征。

破解谜题：

听骨和齿骨分离并高度分化，是哺乳动物与爬行类的重要差别，但两种感觉器官的分离过程，一直缺乏令人信服的化石证据。这项研究则弥合了中耳演化过程中一个关键空缺。

白垩纪琥珀揭示昆虫和介形虫的早期演化

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基于缅甸克钦琥珀中的标本，分析了阿纽蝎蛉科昆虫长口器的三维解剖学形态特征，并发现在白垩纪中期已出现至少5个科的长口器传粉昆虫，表明了白垩纪传粉昆虫的多样性和复杂性;确认了黑帝斯蚁特化的捕食机制，并厘定了早期蚂蚁的演化历史;重建了克钦琥珀中介形虫的软躯体结构(包括巨型精子)，将动物精子化石记录提前了至少5000万年。

破解谜题：

这项成果为解释跳蚤起源，传粉和社会性昆虫以及介形虫的早期演化提供了新见解。

澄江动物群的核心价值：动物界成型和人类基础器官诞生

综合早期生命发现的“大数据”，西北大学舒德干院士、韩健教授深入研究提出：1) 澄江动物群不仅延续并扩展了之前的基础动物和原口动物亚界众多门类的繁荣，更诞生了后口动物亚界的全部类群，标志三分动物树成型;2)三幕式寒武纪大爆发与动物三个亚界的诞生依次同步耦合;3)第一鱼昆明鱼目首创人类远祖的头脑和脊椎，古虫动物门则十分接近始祖们的“第一鳃裂”。

破解谜题：

达尔文留下重大世纪谜题：地球三分动物树何时成型?如何成型?成型时期哪些动物最接近人类的直系始祖?这项研究初步破解了上述难题。

古基因组揭示中国南北方人群迁移与混合历史

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹课题组首次对中国南北方古人群首次展开时间跨度最大、规模性、系统性的古基因组研究，揭示中国人群自9500年以来的南北分化格局、主体连续性与迁徙融合历史。

破解谜题：

在国际古遗传学领域，有关东亚，尤其是中国早期人群的遗传演化研究非常匮乏。这项研究首次获得的中国南方大陆人群核基因组填补了相关区域空白，且明确了现在广泛分布在台湾岛和太平洋岛屿的南岛语系人群起源于中国南方大陆。

二叠纪—三叠纪大灭绝事件对生物古地理格局的影响

中国地质大学(武汉)宋海军、代旭等人针对关于生物古地理对大灭绝事件响应开展了深入探索。该研究发现，二叠纪—三叠纪大灭绝导致热带地区显著的生物多样性高峰消失，出现了一种扁平化的多样性纬度梯度。同时还发现大灭绝后的菊石出现全球化现象，世界不同地区的菊石变得极为相似。

破解谜题：

重大地质事件对生物地理格局的影响是生物演化领域的重要科学问题。这项研究的相关发现表明气候变暖及相关的环境事件对热带地区物种和地方性物种的影响更大。

环南中国海地区海岸带沉积环境演变与史前水稻农业扩张

中山大学郑卓教授领衔的研究团队利用孢粉记录集成的水稻农业历史发展，结合钻孔古环境数据重建的华南和东南亚地区沿海平原扩张过程，揭示出距今3000~2000年是沿海平原快速堆积和扩张的关键阶段，并显示与花粉记录指示的水稻农业快速扩张同步变化。距今2500年开始是华南地区水稻农业快速发展和向东南亚扩散的主要过渡阶段。

破解谜题：

该研究证实了环南中国海周边地区海岸带平原沉积演化的关键过程与亚洲东南部水稻农业的爆发式扩张存在密切关系，展示了微体古生物和孢粉学在发掘历史时期人地关系等问题中不可替代的作用。

澄江动物群“章氏麒麟虾”的发现揭秘节肢动物的起源

中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎研究员领导的“寒武纪大爆发”研究团队在云南约5.18亿前的寒武纪澄江动物群中，发现了解答“节肢动物起源之谜”的关键过渡型化石——章氏麒麟虾。章氏麒麟虾嵌合了真节肢动物和奇虾类等多种节肢动物祖先类型的形态特征。

破解谜题：

虾等节肢动物是地球上物种多样性和个体数量最高的动物门类。这项发现填补了节肢动物起源过程中的核心缺失环节，为节肢动物主要演化创新的起源提供了重要参考点。

寒武纪大爆发时期发现最早包壳窃食寄宿关系化石

西北大学张志飞教授领导的研究团队对寒武纪大爆发时期海洋生物寄生现象起源进行了深入研究。此前古生物学家记述的寒武纪或更早的化石记录仅以少数几个化石或者印痕为依据，提出了窃食寄生是地球上最早出现的寄生现象;发现成群矿化虫管附着在成层原位生活的腕足动物壳体上，代表地球最早的包壳介壳记录，将包壳生态追随到寒武纪早期，向前推进至少3000万年。

破解谜题：

地球生物界中，寄生虫无处不在，但追溯地球最早的寄生现象却并不容易。本研究首次以大量化石统计为基础，从宿主个体病理学的角度论证了地球上最早的专性寄生关系。

青藏高原中部中始新世湿润低地的亚热带“香格里拉”生态系统

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，中国科学院古人类与古脊椎动物研究所吴飞翔副研究员联合国内外专家，深入研究了青藏高原中部中始新世湿润低地的亚热带生态系统。该研究揭示高原中部4700万年前存在亚热带森林，证明青藏高原在当时和北半球其他地区有着密切的植物区系交流，并且对北半球现代植物多样性分布格局有着重要贡献。此外，古植物证据结合模型模拟表明，中始新世青藏高原中部存在温暖湿润的季风气候，具有一个海拔不超过1500米的东西向中央谷地，直到中新世才逐渐形成现在的高原。

破解谜题：

该项研究成果发现了青藏高原迄今物种最为丰富的新生代化石植物群，为认识青藏高原主体在形成初期时的生物多样性面貌及其对全球植物区系交流的贡献打开了一扇窗口，也为探讨高原的形成过程提供了重要的古生物学依据。

三叠纪—侏罗纪之交气候变化与森林火灾事件：来自中国华南的化石证据

中国科学院南京地质古生物研究所王永栋研究员和中国地质大学(武汉)谢树成教授领衔的国际合作团队，在陆相三叠纪—侏罗纪之交气候变化与森林火灾事件研究方面取得创新成果。根据孢粉化石、分子化石和银杏植物气孔参数等多种方法，首次获取了川东鄂西地区晚三叠世到早侏罗世的古植被更替与气候变化、裂解多环芳烃(PAHs)与古火灾事件以及古大气CO2变化与温室气候等重要证据。

破解谜题：

该系列成果不仅是迄今为止东特提斯地区三叠纪—侏罗纪之交植被、古气候、古火灾事件和古大气CO2浓度最为翔实的高分辨率记录，而且首次在东亚地区揭示了该时期陆地植被、气候变化与火灾事件之间的联系。这标志着我国在三叠纪—侏罗纪之交重大地质事件方面跻身于国际学术前沿领域。

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