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蜗牛化石记录着人类两千年前开始显著改造黄土高原生物群落

2021-04-18

科学中国人·上半月 2021年2期
关键词:酸枣古人类中国科学院

蜗牛化石记录着人类两千年前开始显著改造黄土高原生物群落

中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境院重点实验室吴乃琴、董亚杰等建立了中国北方(空间梯度约600公里范围内)人工扰动生境表土蜗牛组合数据库,利用蜗牛化石记录重建发现人类在两千年前就开始显著改造黄土高原的无脊椎动物群落。相关成果发表于Quaternary Science Reviews。研究显示了蜗牛组合在作为无脊椎动物群落人为干扰强度生态指标上具有良好的潜力,WAPLS蜗牛-人类活动影响转换函数较高的可靠性,研究结果为人类活动(尤其是农业活动)至少在两千年前开始改造中国北方自然生态系统和无脊椎动物群落提供了有力的证据。

1500萬年前木乃伊化的南酸枣果化石

中国科学院南京地质古生物研究所史恭乐、舒军武等与美国芝加哥植物园的合作者,利用Micro-CT扫描和包埋切片等实验方法,系统研究了我国福建漳浦中新世佛昙植物群中的木乃伊化南酸枣果化石。相关成果发表于Review of Palaeobotany and Palynology。中新世时南酸枣属的形态特征比现代更为多样化。事实上,在渐新世时南酸枣属就已广泛分布于欧亚大陆,但在中新世大暖期之后,该属在欧洲便消失了,东亚地区现也仅存一种南酸枣。南酸枣属在东亚地区自渐新世以来几乎保存着连续的记录;通过古生态学分析显示,南酸枣属的生态适应范围较广,这个特点可能是该属在东亚地区一直延续至今的一个重要原因。

发现始椎类最“长寿”化石记录

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所刘俊研究团队报道了一件产自山西阳泉晚二叠世(距今约2.5亿年)的始椎类化石(Embolomere)新种。相关成果发表于Fossil Record。始椎类是一类典型的适应热带丛林气候的爬行型类生物,属于羊膜卵动物的基干类群。在欧美的石炭纪古赤道附近分布着大量的热带湿润气候下形成的煤层沉积,这也是发现始椎类化石最多的地区。但随着二叠纪全球气候的恶化,湿润的热带丛林逐渐被干旱的热带荒漠所取代,这导致了始椎类化石分布的迁徙和碎片化。晚二叠世最晚期,华北板块是少有还保存有热带丛林环境的地区,这为始椎类化石提供了不可多得的“避难所”。

苔藓植物古多倍化历史及重复基因保留特征

中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室张道远研究组联合香港浸会大学张建华教授和美国密苏里大学Melvin Oliver教授,构建了一个高质量的苔藓演化图谱。相关成果发表于Journal of Systematics and Evolution。藓类植物作为陆地植物早期演化中的一个重要分支,在陆地植物的演化谱系中占有重要位置。研究团队通过拼装和整合近30种苔藓植物的转录组和基因组数据,对649个单拷贝同源基因家族开展了图谱研究。通过基因功能和统计分析发现,这些大规模加倍事件后产生的大量抗逆相关的新基因成员得到显著保留,该发现从演化历史的视角为苔藓植物对各类极端环境的适应性提供了新认知。

青藏高原中部4700万年前的亚热带森林化石

中国科学院西双版纳热带植物园古生态组和古脊椎动物与古人类研究所共同组织的“第二次青藏高原综合科学考察研究”古生物科考队成员苏涛、周浙昆等,联合国内外同行,经过5年的大量野外工作及相关研究,揭示青藏高原中部4700万年前存在亚热带森林。相关成果发表于PNAS。此次发现的化石点位于地处班戈县海拔4850米的古新统至始新统牛堡组,地处青藏高原中部班公湖—怒江缝合带。这套地层的多个层位中发现有大量植物化石,包括叶片、果实、种子、花、地下块茎等,共划分为70余个形态类型,这是迄今青藏高原发现的物种最为丰富的新生代植物群,有助于认识青藏高原主体在形成初期时的生物多样性。

华北地台南缘寒武系第二统磷质腕足类研究进展

中国科学院南京地质古生物研究所潘兵等与合作者在华北地台南缘芮城县学张乡水峪剖面寒武系第二统辛集组中发现了大量的磷质腕足类,并对其做了系统性研究。相关成果发表于Palaeoworld。腕足动物作为地质历史上持续时间最长,且繁盛至今的若干个为数不多的后生动物门类之一,在寒武纪演化动物群和古生代演化动物群中均扮演着十分重要的角色。研究发现,华北的磷质腕足类组合与冈瓦纳东缘的南澳和南极具有更高的相似性。这与其他小壳化石属种地区间的相似性对比结果较为一致。说明在寒武纪早期华北地台南缘与冈瓦纳东缘的动物群间存在非常紧密的联系,暗示两地可能有着非常接近的古地理位置。

趋磁细菌生物与矿物多样性鉴定及其相关性研究

中国科学院地质与地球物理研究所李金华研究员与潘永信院士团队,联合国内外多个单位的科研人员针对环境中未培养的趋磁细菌,开展生物地磁学和地球生物学多学科交叉研究。相关成果发表于Environmental Microbiology。该研究完善并发展了研究团队前期建立的“荧光-电子显微镜联用”新技术,并将该方法应用到“自然界分布最广、数量最多,但相对最难识别、认识程度最低”的一类趋磁球菌的种类鉴定和生物矿化研究中,在单细胞水平上大规模鉴定了20种新型趋磁球菌。磁小体生物矿化过程和机制在一定程度上具有菌种或菌株特异性,这为通过沉积物或岩石中磁小体来追溯古趋磁细菌的生物学信息提供了理论依据。

石器实验揭示百万年前泥河湾古人类砸击技术特征

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所裴树文研究团队联合西班牙高级科学研究委员会历史研究所,对泥河湾盆地早更新世砸击法剥片技术开展研究,揭示百万年前古人类对当地自然资源和环境的技术适应行为。相关成果发表于Archeological and Anthropological Sciences。研究显示,早更新世遗址以锤击法剥片为主,砸击法作为补充角色。锤击法因其较强的控制性和一定的效率优势,在泥河湾盆地百万年前的遗址中占据主要地位。砸击法的使用并不是为了对原料的强化利用,而是作为锤击法技术的补充,处理原料在剥片过程中锤击法不易处理的问题。因此,砸击法剥片技术更多的是古人类对当地资源与环境的一种适应策略,而非文化标志。

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