湖北鳄地质层新发现15枚牙形化石集群 地质专家这样推断

时尚   2024-10-08 01:49   浙江  

据湖北日报(记者 林晶、通讯员 许铮、黄彬):9月24日从湖北省地质科学研究院获悉,该院古生物化石研究团队在国际知名学术期刊《PeerJ》发表最新研究论文《化石宝库》显示,在湖北鳄等同一地质层发现15枚牙形化石集群,它们保存完整精美,且十分集中。这一发现为湖北鳄的研究带来新方向。

该论文第一作者吴奎博士表示,这揭示了湖北远安县2.48亿年前的古海洋沉积物中埋藏着罕见精美的“化石宝库”,而这些体形像鳗鱼一样的生物可能为湖北鳄等大型生物的食物来源。


制图还原早三叠纪的海洋生态系统。大型的为湖北鳄、鱼龙和扇桨龙等高等级生物,牙形化石即为体形像鳗鱼的生物的牙齿的化石。


南漳远安动物群是全球最早的海生爬行动物群落之一,是揭示早三叠纪海洋生物复苏和海生爬行动物起源与演化的关键窗口。近年来,湖北鳄、鱼龙和扇桨龙等多种海生爬行动物化石相继在该地发现。2023年,湖北省地质科学研究院古生物化石研究团队在远安落星村发现了许多呈特殊锥状牙齿形态的微体生物化石碎片,该研究报道后,引起学界强烈关注。该团队持续对该地区的牙形化石进行了研究。

“之前发现的多数牙形化石来自不同地层,并不集中,其中两枚连在一起的枝形牙形化石促使我们开始进一步的研究。”吴奎介绍,团队怀疑在同一地层还存在着大量牙形化石。最终在一个1米厚的灰黑色灰岩层面发现了15枚枝形牙形化石(如同树枝状),它们集中在1平方米的岩石上,小到1毫米至3毫米,部分还能看到眼球等软体组织。

“锥形和枝形牙形化石虽然代表着不同种类生物的牙齿,但这类生物大都长得像鳗鱼一样,没有硬体,是食物链的低端生物。”吴奎解释,大量微小的牙形化石能完整保存,说明此地完整记录了当时生态系统绝大部分的生物,海洋中存在丰富而微小的体形类似鳗鱼一样的生物,个体大概3—5厘米长。吴奎介绍说,它们与此前发现的湖北鳄、鱼龙、扇桨龙等大型动物化石处于同一地层,说明这些生物与湖北鳄等属于同一时代的生物。


通过显微镜放大后的牙形化石。(图片由受访者提供)


据介绍,此前中国地质调查局武汉地质调查中心在落星村研究湖北鳄时发现,湖北鳄颌骨形状与须鲸类似,认为它们属于过滤性滤食动物,即像须鲸一样滤食,大口吞食海水,然后过滤掉海水,吃掉其中的小鱼小虾。“团队一致推断认为,这些形似鳗鱼的生物很可能是湖北鳄等高等级生物的食物来源,湖北鳄像须鲸一样滤食这些低等级生物。”湖北省地质科学研究院院长杨波涌介绍,这也是下一步研究的重点,如果证实这一结论,那将极大地丰富人类对当时生态系统复苏与演化的认知。


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据光明日报全媒体(记者 王建宏 张锐 通讯员 赵璧):近日,湖北省地质科学研究院古生物科研团队在国际著名学术期刊《PeerJ》(《同行审稿期刊》)发表最新研究成果,揭示湖北省远安县2.48亿年前的古海洋沉积物中埋藏着罕见精美的“化石宝库”。

2023年,该团队在对鄂西荆山地区的三叠纪灰岩样品进行酸解处理过程中,发现被醋酸溶液浸解破坏后的石渣中残存着许多呈特殊锥状牙齿形态的微体生物化石碎片。研究报道后,引起了学界的强烈关注。因为在同样的岩石中,曾发现过许多十几厘米到三米多长的海洋爬行动物化石骨架,可是,距离这些爬行类化石的发现已过去60多年,仍未确认与之伴生的其他生物类群,这一神秘的史前海洋生命世界仍被迷雾笼罩。

本次研究采取了野外地质调查和室内实验处理相结合的方法。团队用近2年时间,在荆山腹地的远安县落星村一带产大型海洋动物化石的灰岩中逐层调查,非常幸运的是,在被巨厚岩层夹持的一段灰黑色薄层灰岩层面,观察到罕见丰富的锥状牙形动物化石集群。这些聚集在一起的化石只有毫米级尺寸,不用放大镜根本看不清,很多化石还半包埋在岩石中,很容易被当作岩石表面的点痕或枯死的苔藓。团队在化石采集过程中发现,同一层位中也埋藏着湖北鳄、鱼龙、扇桨龙等各种大型动物化石。

通过采集回大量牙形石样品,并在室内结合显微镜和弱酸小心去除遮挡化石表面的围岩,研究团队终于弄清此前获得化石碎片的完整形态——这些聚集在一起的“牙”化石是死后原地埋藏的一些微小游泳动物的复杂进食器官。每个集群代表了一个生物个体,在显微镜下呈现类同的精细解剖结构,有些甚至能隐约观察到动物软组织结构。不同的化石集群还反映了其死亡时的不同状态。

论文第一作者吴奎博士表示,此前本区的地质古生物工作主要着眼于寻找和识别大型动物化石,因为较大的骨骼化石更容易被埋藏和保存。出乎意料的是,连毫米级的微小动物也遗留下了完整化石,这一发现对研究本区三叠纪早期古海洋生态系统尤其是食物链意义重大。

吴奎认为,就目前的化石材料可以初步判断,三叠纪早期这里存在一个非常特殊的古海洋生态系统,该生态食物链的中上层都是各种类型、大小的海洋爬行动物,而生态金字塔的底层则分布着数量庞大的微小牙形动物。但是,鱼群和底栖生物极度匮乏,这不仅有别于现代海洋,在整个地球历史的海洋生态图景中也是十分罕见的画面。

论文共同通讯作者、湖北省地质科学研究院院长杨波涌博士补充说,本研究的另一个要点是确认了远安三叠纪早期灰岩保存精美化石标本的潜力,论文标题也因此使用了专业术语“化石宝库”,以表达对微小生物化石的细节也得到完好保存的赞叹。这也暗示,该化石群中还有更多被前人忽略的重要科学信息,不少研究工作需要进一步开展。

据悉,本项研究得到了国家自然科学基金、湖北省自然科学基金和湖北省地质局古生物首席科研项目的资助。



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