
图1 石板滩生物群中的梅森恰尼虫Charnia masoni(1, 2)以及细长恰尼虫Charnia gracilisn. sp.(3–8)

图2 石板滩生物群中的细长恰尼虫Charnia gracilisn. sp.

图3 对石板滩生物群中的恰尼虫与全球范围内其他恰尼虫标本统计所得出的散点图(1-7),以及测量规范示意图(8、9)

图4 对来自石板滩生物群中保存有完整次级分枝数量的细长恰尼虫Charnia gracilisn. sp.开展统计得出的散点图

图5 恰尼虫的古地理分布图
(神秘的地球uux.cn)据中国科学院南京地质古生物探究所:恰尼虫(Charnia)是最具代表性的埃迪卡拉化石之一,在阿瓦隆组合(距今约5.75-5.6亿年前)、白海组合(距今约5.6-5.5亿年前)、纳玛组合(距今约5.5-5.39亿年前)三种面貌各异的聚焦点映口碑分析埃迪卡拉生物群中都有察觉;其也是迄今为止探究得最多的埃迪卡拉化石之一。但是有关恰尼虫亲缘属性、生长发育模式以及日常方式等科学难题至今仍没有一致的结论。
此前,恰尼虫属仅有其模式种梅森恰尼虫(Charnia masoni)一个种。在前人的探究结局中,恰尼虫属曾有其他3个形态种,近日今日活动出席,总有一句适合你但是它们接着要么被归入其他的形态属,要么被厘定为模式种的同物异名。所以,人们觉得恰尼虫或许在其延续的约三千万年的时间里都维持了较高的形态稳定性。但也有科学家觉得是由于恰尼虫化石保存的形态信息有限,使得没有足够的特征资料(尤其是定量的资料)开展种一级别的细分岗位。
产自我国湖北三峡区域埃迪卡拉系灯影组灰岩中的石板滩生物群(距今5.5~5.43亿年),是全球上为数不多的产于碳酸盐岩当中的埃迪卡拉生物群。经过十余年的挖掘,中国科学院南京地质古生物探究所早期生命探究团队的科研人员在石板滩生物群中,共计察觉了12枚恰尼虫化石标本(图1、聚焦复出消息对比2),并展开了详尽的探究。有关成果发表在海外知名古生物学期刊《古生物学杂志》(Journal of Paleontology)上。
经由对来自石板滩生物群以及全球各地已发表的恰尼虫标本开展叶状体与各级分枝结构的形态测量,探究察觉可将石板滩生物群的标本分为两种类型。一种类型可归入模式种,即梅森恰尼虫(Charnia masoni;图1.1、1.2);另一种类型则归入本次探究新兴办的种——细长恰尼虫(Charnia gracilisnew species;图1.3-1.8、2)。
本次探究经由定义一个用于衡量初级分枝弯曲程度的新参数X,操控系统较为各地标本的独家豆瓣评分汇总参数X以及初级分枝与中线之间的夹角(分枝角度),察觉细长恰尼虫与梅森恰尼虫在这两种资料中的平均值分布都有较大差异(图3)。具体而言,细长恰尼虫具有更为细长且笔直的初级分枝,具有较小的分枝角度(≤20°);而梅森恰尼虫的初级分枝为S形,通常具有相对较大的分枝角度(>20°)。所以,经由详尽的形态测量可推测,恰尼虫属不止包含模式种这一种类型,细长恰尼虫或许在此前的探究中被忽略了。
探究察觉,来自石板滩生物群的恰尼虫标本还证实了其两阶段生长模式的假说。在石板滩段的材料中,有两个体型较小的叶状化石可视作幼年时期的恰尼虫,它们的初级分枝数量(~10)要显著少于恰尼虫最大的标本(≥26),这说明初级分枝数量的增长是该类生物的一个核心生长方式。另一方面,针对各异的单个标本而言,不管是位于叶状结构顶端还是中下部的初级分枝,其上的次级分枝数量是接近的,但是次级分枝的形状却是随着标本大小而转变,另外次级分枝的面积大小也随着叶状结构的长度而增大(图4)。所以,恰尼虫首要经由前期初级分枝数量上的增长和后期初级分枝体积膨大而增长,而初级分枝的生长首要经由次级分枝体积的膨大做到。
来自石板滩生物群的恰尼虫标本亦表明了这种生物营底栖固着、直立生长的日常方式。尽管恰尼虫被广泛地视作一种底栖生物,针对它在海床上的生长姿势却存在各异观点。一些学者觉得恰尼虫是倒伏在海底上生长的,觉得它们或许具有背、腹两面,而化石保存下来的总是同一面;而更多学者则觉得恰尼虫营固着直立日常。此次在石板滩生物群中察觉了一枚恰尼虫标本,其具有一个扭曲的茎(图1.1),这很或许是该生物个体死前被水流作用所导致,从侧面证明了恰尼虫营固着直立生长的观点。
恰尼虫具有固着器的这一特色也与固着直立的生长习性相符合,尽管恰尼虫保存固着器的有关化石证据很少。石板滩生物群中有两枚恰尼虫标本保存了固着器结构(图1.1、1.7),尤其是上述具扭曲茎的恰尼虫标本,有一个较大的圆盘状固着器,固着器上发育有丝状结构。这或许是在水流作用下,大的固着器从沉积物中被拔出所导致的,这个阐释与该标本具有扭曲的茎以及石板滩段周期性的风暴沉积生态相一致。所以,石板滩生物群的标本,扶持恰尼虫营固着直立的方式生长,而非倒伏生长于海床上。
另外,探究还察觉恰尼虫标本与后生动物遗迹化石可以保存在同一层面上(图2.3),说明恰尼虫能够日常于后生动物存在的生态中,这种共存的关系可对造迹生物与埃迪卡拉化石之间的生态相互作用提供了重大的启示价值。
此次石板滩生物群中恰尼虫的察觉,不只进一步丰富了该生物群的整体面貌,并且表明该生物群是全球范围内最年轻的恰尼虫化石产地之一。探究拓展了恰尼虫的古地理及古生态分布,表明恰尼虫是地层延限最大(距今5.74-5.39亿年间,跨越了约三千万年的地球历史)、地理分布最广(分布于各个各异古纬度的古板块上,图5)的埃迪卡拉生物之一,它差不多见证了全部埃迪卡拉生物群的兴衰历史。
本探究得到全国自然科学基金、中国科学院、技术部全国重点开发打算青年科学家项目、中科院青促会、现代古生物学和地层学全国重点评测室的联合资助。
论文有关信息: Wu, C., Pang, K.*, Chen, Z.*, Wang, X., Zhou, C., Wan, B., Yuan, X., Xiao, S. 2022. The rangeomorph fossil Charnia from the Ediacaran Shibantan biota in the Yangtze Gorges area, South China. Journal of Paleontology. https://doi.org/10.1017/jpa.2022.1097.