“蓝田生物群”中可能的后生动物化石研究

Both paleobiological evidence and molecular data suggest that metazoans (animals) should have existed in the Ediacaran Period before the Cambrian explosion, so the research on the origin and early evolution of metazoans has long been a frontier and hot topic. Wide distribution of the Ediacara biota and complex trace fossils indicates that unambiguous macroscopic animals had originated and diverged in the late Ediacaran. In contrast, metazoan interpretations about the early Ediacaran microfossils were very doubtful. The early Ediacaran Lantian biota, which represents the oldest known complex macroorganisms, yields various macroalgae, as well as some possible animals. However, the possible animal fossils are rare and related researches are still incomplete. Recent field work have got some perfectly preserved possible animal fossils from the Lantian biota. In this project, we plan to carry out a comprehensive research based on the previously accumulated fossils and following field collection from different horizons and locations. The fossils will be investigated using light microscope, SEM and TEM to complete the systematic paleontology, reconstruct their morphology and confirm their phylogenetic affinities. The in-depth research of the Lantian possible animal fossils will not only reveal the appearance of the metazoan in the early Ediacaran, but also provide direct fossil evidence to discuss their origin and early evolution.

化石生物学和分子生物学证据都表明后生动物在“寒武纪大爆发”之前的埃迪卡拉纪就已经出现，因此探寻后生动物的起源和早期演化是当今早期生命研究领域的前沿和热点。埃迪卡拉纪晚期，广泛出现的埃迪卡拉生物群和遗迹化石等，指示了后生动物在该时期已经起源和分异。然而埃迪卡拉纪早期，先前报道过的动物胚胎和微体动物化石却受到不同学者的质疑。埃迪卡拉纪早期的“蓝田生物群”是已知最古老的复杂宏体生物群，其中既有形态多样的藻类，也有可能的后生动物，但其中的后生动物化石标本稀少，研究尚不深入。最近的野外工作在“蓝田生物群”中获得了众多保存精美的可能的后生动物化石。本研究拟通过野外不同层位、不同地点的化石采集，室内光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等方法对这些化石进行综合研究，完善其系统古生物学、形态恢复和生物属性探讨。对“蓝田生物群”中可能的后生动物化石进行系统研究，将为探讨后生动物的起源和早期演化提供直接的化石证据。

我国埃迪卡拉纪早期的蓝田生物群，不仅包括形态多样的宏体藻类，还有一些可能的宏体后生动物化石，为研究后生动物的起源和早期演化提供了重要的实证材料。本项目通过新近采集的化石标本，结合先前报道过的化石材料，对蓝田生物群中的后生动物化石进行了系统分类和详细描述，并进行了详细的形态复原和深入的亲缘关系探讨。依据形态特征将这些化石分为4个新属和5个新种，包括：蓝田虫属（Lantianella gen. nov.），光滑蓝田虫（Lantianella laevis gen. et sp. nov.）和环纹蓝田虫（L. annularis gen. et sp. nov.）；皮园虫属（Piyuania gen. nov.），杯状皮园虫（Piyuania cyathiformis gen. et sp. nov.）；前川虫属（Qianchuania gen. nov.），梭状前川虫（Qianchuania fusiformis gen. et sp. nov.）和休宁虫属（Xiuningella gen. nov.），稀少休宁虫（Xiuningella rara gen. et sp. nov.）。这些化石都是以碳质压膜形式保存，具有较为复杂的形态分异和可能的解剖学结构。依据其形态特征和解剖结构，逐一进行了形态和生态复原，认为其具有固着底栖、直立生长的单体生活方式，和下部主体结构-上部触手结构、内部主体结构-外部鞘状结构等较为复杂的形态分异。将其同现生的和化石的类型进行比较，认为它们与宏体的藻类和真菌存在较大的区别，而与一些后生动物（如刺胞动物）具有较大的相似性。蓝田生物群中的这些后生动物化石，为我们提供了最早的宏体后生动物的化石证据，为认识从成冰纪到寒武纪转换时期宏体多细胞真核生物的演化和海洋氧化事件提供了新认识。. 此外，以本项目为依托，还对华北地台东南缘前寒武系-寒武系界线进行了研究。前寒武系-寒武系界线的不整合接触，又称“大不整合事件”，是影响后生动物起源和早期演化环境背景的关键因素。项目通过详细的岩石地层学、生物地层学和碎屑锆石年代学数据，将淮北地区前寒武系-寒武系界线的不整合接触置于修订后的沟后组和猴家山组之间，以底砾岩为标志，代表了~200-300 Ma的沉积间断。这一研究对于认识华北地台东南缘拉伸纪—寒武纪时期的构造历史、地层对比和古地理重建具有重要意义。