寒武紀(jì)大爆發(fā)是地球生命史上最重要的演化事件之一。由于全球各地淺水環(huán)境下的埃迪卡拉紀(jì)—寒武紀(jì)界線附近地層普遍存在沉積間斷，這一轉(zhuǎn)折時(shí)期的生物演化過程記錄并不完整。近期，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎團(tuán)隊(duì)提出，埃迪卡拉紀(jì)—寒武紀(jì)界線附近的硅質(zhì)巖沉積可作為揭示這一時(shí)期生物變革的新窗口，為寒武紀(jì)生命大爆發(fā)增添新證據(jù)。
自太古宙以來，硅質(zhì)巖一直是能夠精美地保存非礦化生物及其解剖學(xué)細(xì)節(jié)的特異化石埋藏窗口。
從20世紀(jì)90年代至今，中國學(xué)者不乏對(duì)華南寒武紀(jì)和埃迪卡拉紀(jì)硅質(zhì)巖中化石的研究，曾識(shí)別出數(shù)十個(gè)微體藻類化石形態(tài)屬。朱茂炎團(tuán)隊(duì)在這些工作的基礎(chǔ)上，通過對(duì)華南8條埃迪卡拉系—寒武系界線剖面的硅質(zhì)巖開展微體化石和碳同位素地層學(xué)等研究，揭示出兩個(gè)特征不同的化石組合。
在埃迪卡拉紀(jì)末期硅質(zhì)巖中，化石組合面貌以親緣關(guān)系未定的串珠狀和帶狀化石為主，其中Horodyskia和Nenoxites尤為常見。這些化石主要以粘土礦物鑄型保存，不同于其他硅質(zhì)巖埋藏窗口中常見的以碳質(zhì)或完全礦化方式保存的化石。
在寒武紀(jì)早期硅質(zhì)巖中，化石組合以多樣性高且保留了精細(xì)的解剖細(xì)節(jié)為特征，包括疑源類化石、藻類微體化石、動(dòng)物礦化骨骼化石，以及一系列親緣關(guān)系尚不明確的碳質(zhì)化石。
其中一枚來自路溪勺剖面的大型帶刺疑源類標(biāo)本，與埃迪卡拉紀(jì)早期的類似化石遙相呼應(yīng)，表明部分古老的生物類群可能從埃迪卡拉紀(jì)延續(xù)至寒武紀(jì)。硅質(zhì)巖中的海綿骨針化石記錄可追溯到寒武系底部碳同位素負(fù)異常（BACE）的極低值點(diǎn)之下，表明海綿動(dòng)物的生物礦化能力與阿納巴管等小殼動(dòng)物化石一樣，都起源于寒武紀(jì)之前。
值得關(guān)注的是，寒武紀(jì)化石組合中出現(xiàn)了一些形態(tài)復(fù)雜的碳質(zhì)膜狀化石。這類化石的形態(tài)特征與藻類顯著不同，在寒武紀(jì)之前的硅質(zhì)巖中未見報(bào)道，可能與動(dòng)物的角質(zhì)表皮有關(guān)，顯示了寒武紀(jì)初期真核多細(xì)胞生物在軟組織結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新。
從硅質(zhì)巖化石組合中得到的認(rèn)識(shí)與前人依據(jù)其他化石埋藏窗口所獲得的認(rèn)識(shí)基本一致，即埃迪卡拉紀(jì)—寒武紀(jì)界線附近，生物圈面貌發(fā)生了迅速轉(zhuǎn)變，少數(shù)埃迪卡拉紀(jì)分子延續(xù)到寒武紀(jì)，同時(shí)寒武紀(jì)特有的動(dòng)物骨骼化石可下延至BACE極值之下。
這種一致性既鞏固了前人的結(jié)論，也表明硅質(zhì)巖中的化石記錄有潛力成為揭示埃迪卡拉紀(jì)—寒武紀(jì)之交生物變革的新窗口。埃迪卡拉紀(jì)—寒武紀(jì)硅質(zhì)巖在不同水深環(huán)境都有分布，且能記錄非礦化生物組織的精細(xì)結(jié)構(gòu)，可與淺水相地層中保存的動(dòng)物骨骼化石所提供的信息形成互補(bǔ)。因而，這方面的研究值得今后特別關(guān)注和期待。
研究還表明，兩個(gè)化石組合的代表性分子在整個(gè)揚(yáng)子板塊普遍存在，從西到東（云南到安徽）、從近岸臺(tái)地環(huán)境到遠(yuǎn)岸上斜坡環(huán)境都有發(fā)現(xiàn)。但兩個(gè)組合在縱向上很少有交集。此前，僅有一篇報(bào)道提及兩個(gè)化石組合在同一層位出現(xiàn)。
今后的研究還需進(jìn)一步關(guān)注兩個(gè)化石組合之間的差異是否受到埋藏偏差或沉積間斷的影響，以期為埃迪卡拉紀(jì)—寒武紀(jì)界線的地層學(xué)及演化事件研究提供更豐富的證據(jù)。
現(xiàn)代快報(bào)/現(xiàn)代+記者 李鳴
圖片來源：中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所
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