我国科学家发现5.12亿年前花垣生物群 揭示显生宙首次大灭绝的生态谜团

地球生命演化史上的每一次大灭绝,都会重塑生物圈。寒武纪生命大爆发在5亿多年前孕育出几乎所有动物门类,但紧随其后的辛斯克大灭绝又使大量早期动物消失。长期以来,学界对这次灭绝如何发生、影响到何种程度缺少清晰认识,一个关键原因是事件之后缺乏可直接对照的软躯体化石群证据。 转机出现在湘西。2020年,湖南省博物馆馆员刘琦在花垣县石栏镇磨子村仁枯坡采集到首批意义在于科研价值的化石标本。中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎院士团队随即判断其研究潜力,启动为期五年的系统发掘。在湘西州各级人民政府支持下,科研人员在一处深约12米、长约30米、宽约8米的采坑内,累计采集化石标本超过5万块。 花垣生物群表现出突出的科学价值。在早期采集的8681件动物化石个体中,研究团队已鉴定出153个物种,其中59%为新物种。该生物群涵盖包括非两侧对称动物在内的16个门一级动物类群,门类多样性极高。化石保存精细、数量可观,为研究寒武纪特异埋藏化石提供了难得的样本库。 从生态学角度看,花垣生物群显示出一个复杂的深水动物群落。群落内生物生活方式多样,形成了包含捕食关系在内的食物网,反映了当时深海环境的生态复杂性。更重要的是,研究显示辛斯克事件对浅水生物群冲击显著,但对花垣生物群所在的深水环境影响相对有限,这与当时浅海大范围缺氧的地质背景一致。有关证据提示,不同海洋环境对同一次灭绝事件的响应存在明显差异。 国际合作研究继续拓展了花垣生物群。生物群中发现了北美布尔吉斯页岩生物群的代表性类群,显示寒武纪海洋动物可能存在长距离跨洋扩散。对全球45个寒武纪软躯体化石群的大数据分析表明,辛斯克事件前后,全球海洋动物群落面貌发生了根本转变。花垣生物群与布尔吉斯页岩生物群均生活在外大陆架深水环境,提示这类环境在灭绝事件前后可能同时扮演“生物避难所”和“演化创新摇篮”的角色。 相关研究成果已于2024年1月29日在国际顶级学术期刊《自然》发表,并引发国际学术界关注。国际知名特异埋藏化石专家罗伯特·盖恩斯教授认为,花垣生物群属于国际一流的寒武纪特异埋藏化石群,其研究将显著推进对动物门类起源与演化的认识。

从花垣县一处地层剖面的偶然出露,到多学科团队持续五年的系统发掘与解析,花垣生物群的意义不止在于“发现了多少新物种”,更在于为理解地球生命系统如何应对剧烈环境变化提供了可检验的证据链。回望5亿多年前的海洋,灭绝并非生命史的终点,而是生态重组与创新的起点。把握这些深时规律,有助于人们以更长远的视角理解生物多样性与环境变化的关系,也能为今天的生态文明建设提供科学启示。