十大古生物學進展，不容錯過

3月10日，中國古生物學會在南京發布了“2021年度中國古生物學十大進展”評選結果。

本次入選的成果由中國科學院古脊椎動物與古人類研究所、中國科學院南京地質古生物研究所、北京大學、西北大學、中國地質大學（武漢）、河北地質大學等科研院所和高校領銜完成。

據悉，中國古生物學十大進展的評選活動旨在激發古生物學者的科研熱情，宣傳我國科技工作者在古生物學各個分支方向上所取得的具有國際影響力的高水平創新研究成果，同時促進我國古生物學的科學普及，推動古生物學研究、科學傳播和化石保護工作。

中國古生物學會成立于1929年，至今已有90余年的歷史，是國內成立最早的自然科學學術團體之一。自2017年始，“中國古生物學年度十大進展”的評選和發布工作已連續舉辦六屆，每次評選受均到學界、社會廣泛關注，促進了我國古生物學的發展。

2021年度中國古生物學十大進展詳細內容：

進展一 解鎖東亞長時間尺度下古人群動態演變和適應性基因演化

東亞北方末次盛冰期前后人群動態示意圖（付巧妹供圖）

長時間尺度下，尤其是末次盛冰期前后，東亞人群的系統性基因組研究尚屬空白。針對該缺環，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員付巧妹聯合云南大學、云南省文物考古研究所、山東大學、廣西文物保護與考古研究所、平潭國際南島語族研究院等研究團隊，通過解析我國北方黑龍江、南方廣西和福建等地距今約40000~300年的人類古基因組，揭示了東亞四萬年來人群的動態遺傳歷史及特有適應性基因的選擇機制，且在廣西新發現一支迥然不同的古東亞人群，為探究東亞古人群復雜的演化模式提供了新的洞見，首次從遺傳學角度探索人類與環境關系提供了重要證據。相關成果發表在《細胞》（Cell）上。

相關論文信息：

https://doi.org/ 10.1016/j.cell.2021.04.040

https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.05.018

進展二 化石證據揭示苔蘚動物門起源于寒武紀早期

門房原始蜂巢蟲Protomelission gatehousei 生態復原圖 （張志飛供圖）

寒武紀大爆發是地球上已知的最為宏偉的兩側動物生命爆發事件，在5.3億年前后的地層中突然爆發性地出現了包括脊椎動物在內的幾乎所有的現生動物的早期祖先代表，其中不乏大型的捕食者和奇異的各種動物類型。但地質歷史中非常重要的動物門類——苔蘚動物門，在寒武紀卻一直缺乏確鑿的化石記錄。該門類個體微小，群體生活、模塊化生長，生態復雜，因此被認為是奧陶紀大輻射的產物。

西北大學早期生命研究團隊教授張志飛帶領的國際科研小組，通過酸蝕處理技術在陜南鎮巴縣小洋鎮小洋壩剖面燈影組西蒿坪段，發現了地球已知最早的苔蘚動物（苔蘚蟲）化石，研究發現兩側動物模塊化生長和群落分布比想象的要早得多，表明現代苔蘚蟲可能起源于群居的祖先類型而不是單體生活祖先。該化石的發現進一步支持了中國科學院院士舒德干團隊提出的“地球動物樹成型和三幕式寒武紀大爆發”假說，完善了寒武紀地球動物樹歷時四千萬年的構建過程，有效地銜接了地球動物三大亞界（基礎動物、原口動物和后口動物）爆發性、分階段出現的化石證據鏈。這一發現將苔蘚動物門的地質歷史從奧陶紀前推到寒武紀大爆發早期，前推至少5000萬年。相關成果發表在《自然》（nature）上。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-021-04033-w

進展三 熱河哺乳形動物的挖掘趨同演化與脊柱的演化發育意義

中國掘獸和陳氏掘尖齒獸正型標本（毛方園供圖）

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所副研究員毛方園團隊在《自然》（Nature）雜志上報道了早白堊熱河生物群兩個掘地穴居的哺乳形新屬種。研究表明，穴居和挖掘適應在哺乳形動物中獨立演化了多次；除了肢骨的特化，還伴有椎體的形變和量變；從中生代開始，哺乳動物軀干的多樣性表型變化，已形成了具有一定可塑性的發育機制，并保持到現生種類中；在此機制下，物種為適應自然選擇產生的生態習性和生物力學需求，形成了哺乳形類身體軀干的多樣性。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03433-2

進展四 內蒙古早白堊世新化石揭示被子植物起源之謎

內蒙古早白堊世具托斗種子植物（史恭樂供圖）

中國科學院南京地質古生物研究所研究員史恭樂領銜的國際研究團隊，2021年5月在《自然》雜志發表了有關被子植物起源的最新研究。被子植物起源是演化生物學最重要的科學問題之一。化石記錄顯示被子植物在早白堊世突然大量出現，達爾文對此困惑不解，稱之為“討厭之謎”。研究團體在我國內蒙發現了一個早白堊世硅化植物群。植物群中一種新的絕滅種子植物，其包裹種子的彎曲托斗類似被子植物原始類群倒生胚珠的外珠被。譜系發育分析顯示內蒙具托斗植物和具有相似彎曲托斗的絕滅種子植物是被子植物的近親。這一大類被子植物近親類群可追溯至晚二疊世，表明被子植物的祖先類群在距今約2.6億年就已經出現。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03598-w

進展五 古生物脂類對不同古氣候因子的重建和示蹤

南海深水沉積物脂類氫同位素值與亞洲內陸干旱半干旱區的一致，說明它們之間存在關聯。

（謝樹成供圖）

古生物對古氣候變化相當敏感，但很難實現古溫度和古濕度這兩類不同因子的精準分離，也難以識別大氣粉塵的遠程輸送源區。由中國地質大學（武漢）教授謝樹成帶領的研究團隊在這方面取得創新性成果。他們利用細菌、古菌等地質微生物以及植物脂類分子分別建立了示蹤這些不同古氣候因子的原創性代用指標，為地球生物學服務全球變化領域開拓了新方向，顯示了地質微生物在地球科學領域具有廣闊的應用前景和很強的科學傳播價值。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.epsl.2021.116882

https://doi.org/10.1016/j.gca.2021.03.010

https://doi.org/10.1029/2020GL091853

進展六 晚古生代化石寶庫“植物龐貝城”系統研究

“植物龐貝城”北部沼澤森林面貌復原圖（王軍供圖）

煤作為一種植物化石能源，被譽為黑色的金子、工業的糧食，是18世紀以來人類使用的主要能源之一。那么，形成煤的遠古森林包括哪些植物？森林的面貌是怎樣的呢？

中國科學院南京地質古生物研究所研究員王軍帶領團隊開展“植物龐貝城”的研究工作。“植物龐貝城”是位于中國內蒙古烏達煤田一座珍貴的早二疊世沼澤森林化石寶庫，該研究揭示了石炭—二疊紀成煤沼澤森林的物種構成和森林實際面貌。其中對于華夏植物群特色分子瓢葉目植物的相關研究，明確了其屬于前裸子植物的系統分類位置，解決了一個困擾古植物學界200年的難題。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2013442118

進展七 雪球地球冰期結束后全球古海洋環境的精細刻畫

位于貴州銅仁Marinoan冰期蓋帽碳酸鹽巖之下的紋層狀粉砂巖（沈冰供圖）

真核生物在成冰紀雪球地球消融后的輻射演化揭示了極端氣候對生命演化的促進作用。

北京大學教授沈冰帶領的聯合研究團隊，對我國華南的冰期地層開展了系統研究，高精度重建了全球冰期消融時海洋環境的變化。研究揭示了雪球地球結束后海洋中活躍的甲烷生成與釋放、大氣氧氣濃度升高和海水缺氧硫化狀態的消失，精細刻畫了冰期結束過程海洋生物地球化學循環的演化，對于揭示早期真核生物輻射演化的古環境背景具有重要科學意義。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41467-021-21114-6

https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103666

https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2021.103672

進展八 古—中生代之交大氣CO2濃度升高與陸地生態系統擾動

二疊紀—三疊紀之交陸相地層中的石松類孢子四分體，來自巖心ZK4703（楚道亮供圖）

研究重大地質轉折期生物與環境的相互作用和協同演變能夠為預測當代全球變化趨勢提供科學參考。中國地質大學（武漢）主導的合作研究團隊通過解析我國陸相地質記錄中的生物與環境信息，揭示了古—中生代之交大氣二氧化碳濃度（pCO2）升高背景下的陸地生態系統擾動過程。該團隊重建了二疊紀—三疊紀之交pCO2的連續變化趨勢，發現pCO2由滅絕前的420 ppmv升高到2500 ppmv，溫室氣體的劇增引起升溫和季節性干旱，伴隨著植物的滅絕發生了頻繁而高強度的野火事件。此外，在重金屬元素富集層位發現了石松類孢子四分體含量急劇升高的現象。該成果有助于全面認識古—中生代之交氣候演變和陸相生物滅絕以及生理學響應之間的聯系，同時對定量研究地質歷史時期的地球氣候敏感性有著重要意義。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1130/G48333.1

https://doi.org/10.1038/s41467-021-22298-7

進展九 中國發現晚更新世一個新人種：龍人及其獨立第三演化支序

龍人生態復原圖（趙闖繪）

龍人（Homo longi sp. nov.）因在中國東北哈爾濱市發現的更新世古人類頭骨化石而命名，距今15~31萬年，為研究智人起源和人類演化提供了至關重要的證據。該成果由河北地質大學教授季強等領銜的國際合作研究團隊完成，三篇成果發表于The Innovation。龍人以及陜西大荔人、遼寧金牛山人、安徽華龍洞人、青藏高原夏河人等古人類構成了東亞地區特有的一個獨立的演化支系（第三演化支系），與智人支系為姊妹群關系，即二者有一個共同的祖先。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100132

https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021. 100130

https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100131

進展十 青藏高原柴達木盆地典型埃迪卡拉

科研團隊在野外發現第一塊埃迪卡拉化石（南古所供圖）

埃迪卡拉化石是寒武紀大爆發前夕非常重要的一類宏體軟軀體生物化石。由中國科學院南京地質古生物研究所早期生命研究團隊領銜，以及北京大學、成都理工大學組成的合作研究團隊于2021年10月1日在《地質學》（Geology）上報道了第二次青藏科考的過程中在柴達木盆地發現的典型埃迪卡拉化石。這是在中國西北地區首次發現的埃迪卡拉生物群產地，也是迄今為止在青藏高原發現的最古老的化石生物群。全吉山地區元古宙地層序列的綜合分析對比為探討柴達木板塊和華北板塊在前寒武紀末期的古地理關系及當時全球古地理格局提供了重要的證據。