自然资源部地层与古生物重点实验室
Key Laboratory of Stratigraphy and Palaeontology, Ministry of Natural Resources

埃迪卡拉纪克劳德管类化石研究取得新进展

埃迪卡拉纪克劳德管类化石研究取得新进展


克劳德管类cloudinids化石是埃迪卡拉纪晚期管状化石的典型代表在全球分布广泛具有重要演化意义同时,这类化石有潜力成为埃迪卡拉系最末阶底界界线层型(金钉子/GSSP)的标准化石因此在生物地层划分与对比方面也具有重要应用价值以往对这类化石的微细结构物质组成认识有限,对其亲缘关系等方面的认识也存在争议。杨犇博士及其合作者近年来首次在蒙古发现了埃迪卡拉纪管状化石Zuunia chimidtsereni发现解决了长期以来该地区前寒武系-寒武系界线的争议问题确定Zuun Arts组下部属于埃迪卡拉系,而非寒武。同时通过借助电镜、能谱分析和拉曼光谱等分析手段,在其物质组成和超微结构方面取得了诸多新认识

一是确定克劳德管类化石的生物属性为环节动物。此前主要两个观点环节动物(如龙介虫、沙蚕、西伯加虫等)刺胞动物(如珊瑚、水母等通过对化石及现生环节动物的超微结构研究,揭示出克劳德管类化石形态和结构成分与现生环节动物更为一致,认为克劳德管类属于环节动物,可能是其干群组成。同时也进一步表明,克劳德管类不但延续到寒武纪,也可能延续到更晚的地质时代,与现生的环节动物之间存在演化关系

二是首次在克劳德管类化石中发现了有机质残留综合结构和成分分析提出Cloudinids类化石可能没有发生生物矿化,其原始成分是几丁质或角蛋白类的有机质。由于克劳德管类cloudinids)是已知最早具有骨骼的生物类型,这一观点也揭示出地球历史上最初形成的骨骼应该为有机质骨骼。

三是提出了克劳德管类化石的不同埋藏相埋藏学分析表明,该类化石存在至少5埋藏相(磷灰石、碳酸盐岩、黄铁矿、硅化、磷灰石-有机质掩盖了其原始的有机质特征,这是导致以往许多学者认为此类化石存在钙质骨骼的主要原因。

本项研究得到了基本科研业务费、国家自然基金委、中国地质调查局地质调查项目联合资助,成果发表在《Scientific Reports》上。

论文信息:Ben Yang, Michael Steiner, James D. Schiffbauer, Tara Selly, Xuwen Wu, Cong Zhang, Pengju Liu, 2020. Ultrastructure of Ediacaran cloudinids suggests diverse taphonomic histories and affinities with non-biomineralized annelids. Scientific Reports 10, 535.

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41598-019-56317-x

1 蒙古西南地区埃迪卡拉纪Zuun Arts组管状化石 Zuunia chimidtsereni A-P,ICT图像。Q, R 蒙古西南地区寒武纪Salanygol组早期管状化石Rajatubulus sp. 比例尺: (D), 10 μm; (B), 20 μm; (L), 50 μm; (E,F), 200 μm; 其它, 100 μm.


2 Zuunia交错编织结构和有机质残留 (A–D)现代深海管状蠕虫(SiboglinidsE)的对比。比例尺: (A1–C1), 200 μm; (A2), 25 μm; (B2), 50 μm; (A3, E1), 50 μm; (B3, C2), 5 μm; (D1, E2), 2 μm; (D2), 200 nm


3   Zuunia和克劳德管化石阴极发光及拉曼光谱分析。A-C生物显微镜和阴极发光(红色)对照图。D,化石拉曼光谱数据显示存在大量低成熟度碳单质(1350 cm-11600 cm-1),为有机质降解形成。E,围岩拉曼光谱数据显示不含有机质。比例尺:(C2), 10 μm; 其他 200 μm


4 现代深海管状蠕虫(Siboglinid(A1) Alaysia sp. 冲绳海槽, No. 194A5321. (A2) A1的破碎部分显示有机质壳体也存在脆性形变特征。 (A3) A1部分放大显示领状结构。(B) Arcovestia ivanovi,马努斯海盆,显示稀疏的领状结构。 (C) Tevnia jerichonana 显示壳体的领状结构分布和数量在单一标本上也可呈现很大变化。 (Smithsonian Institution Cat. No. EO 400407) 比例尺 (A2, A3), 3 mm; 其他 10 mm