中新網(wǎng)北京1月29日電 (記者 孫自法)如何認(rèn)識地球歷史上發(fā)生過的生物大滅絕事件？最新在中國湖南省花垣縣發(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。

　　中國科學(xué)家通過對花垣生物群持續(xù)開展5年研究，以豐富化石證據(jù)，揭開了在“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。

　　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)論文北京時間1月29日凌晨在國際學(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，地球上的生命在40億‒38億年前起源，經(jīng)歷30多億年漫長的隱生宙階段，最終在約5.39億年前后，迎來顯生宙第一紀(jì)寒武紀(jì)，開啟了地球-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)，屬一級的生物滅絕率達(dá)到41%-49%。

　　不過，辛斯克事件自20世紀(jì)80年代提出以來，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，不能反映海洋動物群落的完整面貌，并缺少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。另外，由于寒武紀(jì)海洋生物多樣性的規(guī)模無法與之后年代相比，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，磨子村村委會組織修建機(jī)耕道，露出由泥頁巖為特征的寒武紀(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)意識到這些化石標(biāo)本保存好、發(fā)掘潛力大，尤其是其時代屬于辛斯克事件之后的寒武紀(jì)第四期，科學(xué)價值重大，隨即在化石點(diǎn)組織開展持續(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5萬塊。

　　研究團(tuán)隊(duì)從花垣生物群早期階段采集的8681件動物化石個體中已識別出153個動物物種，其中59%代表了新物種。同時，花垣生物群展現(xiàn)出很高的門類多樣性，涵蓋非兩側(cè)對稱動物中的16個門一級動物類群。

　　揭示五方面科學(xué)意義

　　中國科學(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)出一個具有復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)的深水動物群落；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物發(fā)生了長距離的跨洋擴(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物群落面貌發(fā)生了重大轉(zhuǎn)折。

　　其中，作為寒武紀(jì)時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的深水生物群，花垣生物群研究揭示，辛斯克事件對淺水生物群造成重大影響，而對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巖生物群中的多種代表性分子，表明寒武紀(jì)海洋動物存在長距離跨洋擴(kuò)散的機(jī)制。

　　研究團(tuán)隊(duì)對包括花垣生物群在內(nèi)的45個寒武紀(jì)布爾吉斯頁巖型軟軀體化石群開展大數(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。

　　未來加大發(fā)掘研究力度

　　中國科學(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)第四期頂級軟軀體化石群缺失的空白，而且為科學(xué)認(rèn)識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，花垣生物群是全球頂級寒武紀(jì)特異埋藏化石群，不僅可為解析動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程和機(jī)制，對科學(xué)認(rèn)識地球生物多樣性演化具有重要意義和深遠(yuǎn)影響，未來要加大花垣生物群的發(fā)掘研究力度。(完)