经过持续五年多的化石挖掘采集和分析研究工作，近日，由中国科学院南京地质古生物研究所（以下简称“南京古生物所”）与湖南省博物馆、中国地质调查局成都地质调查中心、南京大学、贵州大学、临沂大学等单位科研人员合作的相关成果在科学期刊《自然》（Nature）杂志上正式发表，显生宙第一次生物大灭绝的面纱由此揭开！
5亿多年前，地球迎来了 “寒武纪生命大爆发”，几乎现在地球上所有动物的祖先都在那一时期在海洋中突然出现，然而随后发生的显生宙第一次全球性生物大灭绝事件——辛斯克事件，又让无数早期动物悄然消失。
长期以来科学家对辛斯克事件这一灾难性事件的认知主要来自浅海的造礁生物和带壳生物的化石记录。但当时，占据海洋多样性大半壁江山的却是软躯体动物！由于软躯体动物的化石稀缺，导致研究工作难以开展，长期以来辛斯克事件的爆发全貌成为科学界的未解之谜。
2020年，科研团队在湖南湘西土家族苗族自治州花垣县境内发现了一处数量丰富、保存精美的生物化石群，将其命名为花垣生物群。它不仅填补了寒武纪第四期顶级软躯体化石群缺失的空白，更重要的是，它的时代正处于寒武纪生命大爆发与显生宙第一次生物大灭绝事件的关键转折期，因而对揭示该生物大灭绝事件的规模和影响具有重要意义。
开展花垣生物群化石发掘的南京古生物所野外科考队
在对花垣生物群进行挖掘和采集中，科研人员发现，花垣生物群具有高化石丰富度、高物种多样性、高软躯体保真度以及复杂生态系统的优质特性，使其成为媲美中国云南澄江动物群和加拿大布尔吉斯页岩生物群的顶级软躯体动物化石群，科研意义重大。
花垣生物群目前累计采集到的化石标本超过5万多块。研究团队从早期阶段采集的8681件动物化石个体中识别出了153个动物物种，其中59%代表了新物种。同时，花垣生物群展现出很高的门类多样性，涵盖了非两侧对称动物中的多孔动物、开腔骨动物、脊索动物等共16个门一级动物类群。同时，化石的保存质量也非常高，展现出高保真度的软躯体生物学结构，如肠道、消化腺等组成的消化系统，视神经、腹神经索在内的神经组织，以及以鳃为代表的呼吸器官等等。
花垣生物群展现了一个具有复杂生态系统的深水动物群落
花垣生物群是寒武纪时期生活在外大陆架深水环境的生物群，其中的生物生活方式多样，主要生态功能群包括海底表面游移的捕食动物、海底表面固着的滤食动物、底栖游泳的食泥和捕食动物、浮游的捕食和滤食动物等。作为地球上最早的巨型动物和顶级捕食者，多样的奇虾类动物在花垣生物群中的发现，表明存在一个具有复杂捕食关系的食物网。樽海鞘在现代海洋浮游动物群落和碳循环中扮演重要角色，花垣生物群中多种樽海鞘状浮游被囊动物的存在，表明寒武纪早期的海洋碳循环已经存在类似现代海洋的生物碳泵。
花垣生物群代表性化石
花垣生物群反映了显生宙第一次大灭绝事件在浅水和深水环境的差异性影响
作为寒武纪软躯体生物群中少见的深水生物群，花垣生物群对揭示辛斯克灭绝事件提供了新的视角。在辛斯克灭绝事件中，浅水软躯体生物群遭受到了重大影响，而深水生物群所受的影响有限。这与辛斯克灭绝事件中浅海大范围缺氧的环境背景相呼应。
花垣生物群表明了显生宙第一次大灭绝事件之后海洋动物发生了长距离的跨洋扩散
花垣生物群中发现，奇虾类单一物种的地理分布可以跨越长达750公里。从全球范围来看，花垣生物群中意想不到地产出了马尔虫（Marrella）、头盔虫（Helmetia）等多种在北美的布尔吉斯页岩生物群中的代表性分子。在寒武纪时期，华南板块与北美劳伦大陆之间距离超过半个地球，这些运动能力、生态类型、生活史等不同的动物在花垣生物群中的存在，表明该时期寒武纪海洋动物存在长距离跨洋扩散的机制。
研究团队进一步分析发现，在显生宙第一次生物大灭绝事件中，外大陆架深水环境在灭绝事件前后扮演了生物避难所、生命演化创新起源地的重要角色。
花垣生物群复原图（绘制：杨定华 科学网可视化团队）
考虑到全球环境变化和人类活动的影响，当今地球可能正在发生“第六次生物大灭绝”事件。因而，揭示显生宙第一次生物大灭绝的过程和机制对科学认识生物多样性演化也具有重要科学意义。
“花垣生物群的发现首次揭示了这次大灭绝事件对深水生物群的影响，以及全球海洋生态系统发生的重大转变，它给我们带来的启示是即使在最严酷的全球灾难中，生物依然在某些避难所中存续并激发演化创新和快速扩散。因此研究远古时期的生命大爆发和大灭绝不仅能够揭示生物多样性的演化规律，更能够科学地审视当今人类活动可能引发的全球生态危机。”中国科学院院士、南京古生物所研究员朱茂炎接受记者采访时说。
内容来源 | 南京广播电视台南京新闻
编辑 | 吴一唯
校对 | 谢滢滢、潘希佳
审核 | 宋柏
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