化石

时光胶囊中的"静子花"

一百四十年前，达尔文对于被子植物在白垩纪中期突然大量的出现百思不得其解，因为按照他的理论，一切类群都应该有一个从少到多的发展过程，显然被子植物的突然大量出现对他来说是个难以解释的"讨厌之谜"。经过了上百年的研究，人们发现在达尔文所关注的时代之前的早白垩世甚至侏罗纪都有被子植物，被子植物的起源时间应当更早。既然被子植物起源不在那个世代，那么困扰当年困扰达尔文的到底是什么现象？近期，研究者报道了一件在9900万年前的缅甸琥珀中发现的静子花(Lijinganthus revoluta)化石，为人们了解达尔文的"讨厌之谜"提供了一个新的见解。该化石保存精美、完整，具有被子植物完全花的花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊，是十分典型的核心真双子叶植物的五瓣花。这个化石连同时代相近的其他真双子叶植物的花、果化石一起告诉人们，在大约一亿年前的时候真双子叶植物突然大量出现在地球上。虽然真双子叶植物的三沟型的花粉，其最早记录大约在1.25亿年前，但是它们当时在植被中并没有形成气候。经过了大约2千万年的演化，真双子叶植物才真正站稳脚跟，在大约1亿年前的早晚白垩世之交（俗称中白垩）大量出现，伴随着这个变化的是买麻藤类和本内苏铁的大幅衰退。因此，当年达尔文在化石记录中看到的并不是"被子植物起源"，而很可能是这次真双子叶植物的大量爆发。（Scientific Reports2018，8:16765）

华南可能是节肢动物起源中心

节肢动物是现今地球上最大一个动物门类，蚊蝇、虾蟹、蜘蛛等都是人们熟知的节肢动物。现代与节肢动物亲缘关系最接近的是两类鲜为人知的、具有叶瓣状附足的动物，包括有爪动物（俗称栉蚕或天鹅绒虫）和缓步动物（俗称水熊），它们也被称为现代叶足动物。节肢动物的"根"在哪？它们祖先长什么样？学术界还没定论。华南地区的化石产地澄江生物群、关山生物群、小石坝生物群都发现了保存完好的寒武纪叶足动物化石，它们为解决节肢动物起源难题提供了宝贵线索。许多科学家认为，现代叶足动物和节肢动物可能都起源于这些寒武纪海洋中的毛虫状叶足动物。近期，研究者分析了大量化石证据后，发现了澄江生物群中叶足动物的新成员——"洪堡温和步行虫"(Lenisambulatrix humboldti)。洪堡温和步行虫的躯体有分节、呈管状，与蠕虫类似，且每个体节都有一对附肢。新物种躯体只有一端得以保存，且并未发现如眼睛、嘴巴或触须这些可以确定此端为头部的显著特征新叶足动物的发现，展现了早期叶足动物表皮演化的两个极端——滇虫演化出"甲胄戎装"，而温和步行虫仍"赤身裸体"，这表明，早期叶足动物形态的多样性比我们想象的还要丰富。新物种的发现不但展示了叶足动物演化的多样性，也进一步指明叶足动物乃至节肢动物起源的中心可能就在华南地区。（Scientific Reports 2018，8:1-10）

5亿多年前的"叶子"原来是动物

古生物学对远古生命探索并没有想象中那么浪漫和简单，化石往往零星而破碎，损失掉了大部分信息。找到一种生活在一亿年前的生物残骸无疑能够令人兴奋，尽管对恐龙和许多植物的辨认相对来说比较容易，但来自更久远的生物却让古生物学家百思不得其解。埃迪卡拉纪是地球上最早出现大型生物的时候，当时生活着很多有点像是巨型叶子的生物，其长度可达2米。虽然研究者对它们进行了多年的研究，但仍旧无法确定其究竟是植物还是动物或介于两者之间。美妙春光虫（Stromatoveris psygmoglena）就是这些生活在6.35亿至5.42亿年前的神奇生命的代表。近期，研究者通过对发现于云南澄江县的200多块美妙春光虫化石进行深入研究，证明它们可能是来自动物王国的一个全新的门以及分类单元，它们要比简单的海棉复杂，但却不如那些拥有完整消化系统的动物先进。但这些动物看起来似乎没有进化成其他我们目前已知的生物，它们很有可能在繁荣了几千万年后遇上了使其灭绝的障碍。（Palaeontology2018，61：813-823）

塔里木盆地发现最早的多鳃鱼类

盔甲鱼类是古生代中期无颌类的主要类群，主要分布于我国境内以及越南北部。长期以来，人们一直认为它们生活在近岸滨海环境，为底栖鱼类，而近年来盔甲鱼类的一系列新发现表明盔甲鱼类的生活方式可能比原来想象的要复杂的多，如2015年在云南昭通早泥盆世发现的裂甲鱼具有流线形体型，指示了一些盔甲鱼类可能开始了一种主动游泳的生活方式，具有更加主动的取食行为。近期，研究者报道了一种产自中国新疆塔里木盆地志留系的最早的多鳃鱼类——锯齿宽腹鱼（Platylomaspis serratus），将多鳃鱼类的起源由早泥盆世提前至志留纪兰多维列世，向前推进了大约两千万年。同时，将多鳃鱼类的古地理分布从原来的华南板块扩展到塔里木板块，证明两大板块在志留纪早期曾经离得的很近，具有非常重要的古地理意义。锯齿宽腹鱼与广西南宁泥盆系新发现的曾氏南宁鱼（Nanningaspis zengi）,以头甲边缘具有宽阔的腹环，前缘引长为吻突为主要鉴定特征，系统发育分析表明它们与云南早泥盆世古木鱼的亲缘关系较近，并一起聚合成多鳃鱼类一个新科——古木鱼科,代表了多鳃鱼目的最原始类群。锯齿宽腹鱼和曾氏南宁鱼具有许多与现代鳐类平行进化的特征，很可能代表了盔甲鱼类一种新的生活方式——半埋藏的生活方式。新的生活方式使盔甲鱼类能够更好的隐藏自己，躲避捕食者，可能得益于这种新的生活方式，古木鱼科成为盔甲鱼亚纲中生存时间最长的一个支系。（PLoSONE 2018，13(9):e0202217）

周口店"北京猿人"遗址的洞熊化石

洞熊和它的祖先类型德宁格尔熊是第四纪欧洲的标志化石物种，也是人类最早认识到的化石物种之一。这种巨大的熊类曾经遍布欧洲，并以喜好在洞穴中居住而著称。在100多万年的演化历史中，洞熊与古人类开展了无数次争夺洞穴的战争，最后以洞熊在17000年前彻底灭绝而结束。洞熊世代生活在山洞中，靠冬眠以熬过漫漫寒冬。著名古生物学家柯登著有《洞熊的故事》一书，详细地描述了洞熊的习性，种群结构等信息，使得洞熊成为人们最了解的第四纪动物之一。虽然洞熊在欧洲地区曾经盛极一时，但在亚洲的记录却寥寥无几，而东亚地区的记录则更加稀少而值得怀疑。柯登曾经声明，东亚地区应该不存在洞熊。和洞熊称王称霸的欧洲不同，东亚地区是洞熊的兄弟——棕熊的天下。在北京人遗址——周口店地区发现了大量的棕熊化石，似乎证明了这一点。然而事实上，裴文中先生在最初描述周口店的食肉动物化石的时候，就指出一些个体较大的熊类，和欧洲的洞熊有些接近，虽然没有那么典型，但是可以归入洞熊。但这些化石是否真属于洞熊类，80多年来从未有人做专题探讨，而东亚是否曾经有洞熊分布也成了一个悬而未决的问题。近研究者对馆藏于中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和周口店博物馆的大型熊类化石做了系统回顾，并识别出其中几件标本毫无疑问属于洞熊类。根据与欧洲相关化石的详细对比，研究者确定中国的洞熊化石属于德宁格尔熊。洞熊演化速度极快，欧洲的学者根据不同的种群及其时代对应，可以将洞熊演化的时间分辨率精确到10-20万年。根据这种对比，周口店第一地点的洞熊其年代和可能介于50-70万年之间。周口店的洞熊和欧洲同时期的洞熊类相比，最明显的不同是有着极其粗壮的掌骨。这一特征在欧洲通常在晚更新世才出现，并被认为是和发掘，攀爬能力相关。周口店洞熊的这一特征显示东亚的洞熊和欧洲的洞熊可能在生态适应上可能存在差异。值得注意的是，洞熊虽然的确曾经在东亚生存过，但是没有棕熊那么繁盛，这种情况和欧洲正好相反。（Quaternary Science Reviews2018,199：1-17）

软舌螺与腕足动物是近亲

软舌螺动物是地球上出现最早的、具矿化外壳的两侧对称动物代表，是古生代海洋中的常见类群，在寒武纪尤为繁盛。该类动物具有特征的钙质锥状管壳及口盖，由直管螺类和软舌螺类两大亚群组成，其中后者锥壳内伸出一对弯曲的附肢。由于缺乏软体组织等解剖学信息，软舌螺类在动物系统树中的位置长期处于争论和未定状态。通常被认为属于软体动物门，或者一个与星虫动物门有亲缘关系的独立动物门。近来，有学者发现大量保存触手结构的软舌螺类化石，提出软舌螺动物与触手冠类帚腕动物超门具有亲缘关系，但其准确的分类位置仍尚无定论。近期，研究者在距今5.18亿年前的澄江生物群中首次发现的"云南肉茎螺"属于直管螺类，通过始端肉茎状结构营底栖固着和滤食的生活方式。"云南肉茎螺"的始端固着结构与腕足动物的肉茎特征极为相似，且两侧对称的口盖和锥壳可与腕足动物背腹壳类比。软舌螺动物为单系群，与腕足动物门相似，两者均具有固着的肉茎结构、双瓣壳身体构型、封闭的过滤腔及分化的绞合区等特征。但因其缺少腕足动物的共源性状，如幼体阶段胎壳上的刚毛及固着结构、成体阶段的低绞合面（假铰合面），以及鞍形卷曲的触手冠等特征，因而难以归入腕足动物门，可能属于腕足动物祖先类型。软舌螺动物及腕足动物可能均由寒武纪早期出现的托莫特壳类演化而来，且肉茎结构为单系起源；而此前被赋予重要演化意义的壳壁细管状结构及壳疹结构，在帚腕动物超门中则为多系起源。同时，该研究还显示具肉茎的"云南肉茎螺"属于软舌螺动物的原始类型，后期的软舌螺类及其他直管螺类均失去了肉茎及盘状胎壳特征。（Proc.R.Soc.B 20181780.）