热河生物群水生动物化石的特异埋葬分析

The Early Cretaceous Jehol Biota yield all kinds of fossilized tissues, e.g., fully articulated mollusca shells, mixed skleroprotein-calcium phosphate valves, exoskeletons of insects, eggs of arthropods, skin compressions, scales, furs, feathers, melanosomes, as well as stomach contents of vertebrates, offering enormous information for palaeontologists, in particular those interested in ecological and taphonomic analyses. This research centres around the taphonomic aspects of the aquatic fauna that comprises bivalves, gastropods, ostracods, aquatic insects, clam shrimps, fishes, amphibians and aquatic reptiles. The aim of the proposed research is to understand the exceptionally preservational process of the aquatic fauna of the Jehol Biota, revealing the preservational patterns of different groups, to work on the interface between palaeontology and sedimentology, and further carry out relevant taphonomic experiments. The proposed research is expected to make some critical contribution to our understanding of the palaeoecosystem of the Early Cretaceous lakes. Additionally, various hypotheses on the excetional preservation of fossil lagerst?tten will be reviewed in order to discuss their taphonomic mechanism based on studies of the Jehol aquatic animals. Finally, we will investigate some environmental or early diagenetic factors that might have affected the general taphonomic model of the exceptioanl preservation of various fossil lagerst?tten.

热河生物群保存有各种罕见的组织类型，包括完整的软体动物硬体外壳，甲壳类磷灰石与硬蛋白混合外壳，昆虫类几丁质外骨骼，脊椎动物的皮肤、鳞片、毛发、羽毛，甚至色素体，动物器官内含物的残留等，对致力于古生态学和埋葬学的研究者来说都是无比珍贵的材料。本项目拟集中研究热河生物群中特异埋葬的水生动物化石，以双壳、腹足、介形类、水生昆虫、叶肢介、鱼类、两栖类和水生爬行类为代表类群。通过对不同代表类群化石埋葬形式和保存差异的观察和分析，结合其埋葬环境的解析和实验埋葬学的对比，揭示热河生物群水生动物化石的特异埋葬模式，为进一步理解热河生物群的古生态学，以及重建早白垩世湖泊生态系统提供基础。同时以特异埋葬的热河生物群水生动物化石及相关地质记录作为天然实验室，验证地史中特异埋葬的各种假说，提炼出不同时空范围特异埋葬发生的普遍条件。对这些问题的探讨将为人们认识各个地史时期不同化石宝库特异埋葬的一般机理提供理论基础。

基于野外工作和室内实验室工作，在不同门类系统古生物学和生物地层研究的基础上，本项目对不同代表类群（例如双壳，介形类，叶肢介和鱼类等）在化石埋藏形式和保存差异等方面进行了综合观察和分析，再结合其埋藏环境的解析，为进一步理解热河生物群的古生态学，以及重建早白垩世湖泊生态系统提供一定的研究基础。本项目取得的重要结果可概括如下：.1..结合野外和博物馆馆藏狼鳍鱼的标本，系统分析了热河生物群狼鳍鱼化石的埋藏过程，提出了当时的湖泊系统更精细的模型。并把分析方法应用到德国著名的索伦霍芬leptolepides sprattiformis鱼化石的研究中，从而验证了对鱼群的埋藏学研究可以作为一个独立的古环境依据，与地球化学和沉积学数据相互验证。2篇相关论文发表在国际学术刊物上。.2..分别对比了热河生物群和燕辽生物群众双壳和叶肢介的化石化过程，揭示了热河生物群的埋藏环境pH值要比燕辽生物群高，且更容易发生黄铁矿化和磷酸盐化，反而不利于有机质的保存。2篇相关论文发表在国际学术刊物上。.3..对热河生物群特异埋藏相中的双壳类化石进行了重新研究，揭示它们最终的掩埋地不是原来它们生化地。.4..在相关地区的系统古生物和生物地层方面也取得了进展，首次描述了沈家屯产出的介形类化石，并与已有的辽西地区早白垩世介形类生物地层框架对比，明确其时代为玩白垩世Campanian期。.5..此外，基于已有的对热河生物群的特异埋藏学认识，大胆推测了热河生物群大量鸟类的羽毛化石可能保存有β-角蛋白。通过对收藏在山东天宇自然博物馆的一件热河生物群鸟类化石标本，证实了该项推测，并进一步证实了包埋在角蛋白中的微结构为色素体，而不是细菌。并在相关内容的研究中，提出了化学成像技术在古生物学未来研究中的重要意义。相关论文发表在PNAS和NSR等高影响因子的学术刊物上。