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         由浙江自然博物馆和宜州化石馆提供研究标本,地质研究所吕君昌博士为首的研究小组最近发现了在翼龙演化史研究上具有重要意义的翼龙:达尔文翼龙 (Darwinopterus) (图1)。达尔文翼龙是既具有进步类型(翼手龙类)的头骨和颈椎特征,又有原始类群(喙嘴龙类)的特征:长的尾部及足部 的第5趾具有两个长的趾节,这一发现填补了由原始翼龙向进步翼龙演化的过渡类型的空白。该研究成果发表于10月14日在世界著名科技刊物英国伦敦《皇家学 会会报,B辑:生物科学》(Proceedings of the Royal Society Series B)上。适逢今年为英国博物学家、进化论 奠基者达尔文(1809-1882)诞辰200周年和他的《物种起源》发表150周年,特命名为模块达尔文翼龙以纪念这两大重要事件。

     图1a 达尔文翼龙的照片

        翼龙是一类飞行爬行动物, 是中生代的空中主宰者,它们与同时代的陆地霸王——恐龙类几乎同时产生于晚三叠世末期 (约2.23亿年), 且开始适应于空中生活, 早于已知最早的鸟类-始祖鸟约7千5百万年,是地球历史上最早克服地球吸引力的脊椎动物。它们在地球上生活了将近6千5百万年前的白垩纪末期。而后来的飞行脊椎动物如鸟类和蝙蝠, 它们的出现都比翼龙类晚得多。古生物学家长期以来公认有两组不同类型的翼龙(图2): 长尾的原始类型和它们的后代——短尾的进步类型,其中的一些进步类型可达到巨型,两翼展宽可达10米以上。这两种类型之间存在大的、在达尔文时代就发现的演化空白,直到现在新标本的发现,才填补这一空白。

        达尔文翼龙是目前发现的唯一的处于长尾的原始喙嘴龙类和进步的、短尾的翼手龙类之间的过渡类型。它的头部和颈椎构造(头骨上鼻孔和眶前孔愈合一起形成大的鼻眶前孔,颈椎具有不发育的颈肋等)(图3)体现进步类群-翼手龙类的特征,而身体的其它部分与喙嘴龙的一样:比如长的尾部和第5脚趾具有两个长的趾节等。

        达尔文翼龙发现于大约1.6亿年的中侏罗世地层中,比著名、最早的鸟类-始祖鸟还要早大约1千万年。在这一时期发现的具有进步和原始特征的奇异组合的达尔文翼龙展示了许多关于进步翼龙类从它们原始祖先演化方面的信息。首先,这一变化非常迅速,且集中短期之内。其次,形成重要结构整个群体特征(一些研究学者称之为模块),比 如头部、颈部或者尾部的特征,看起来是一起演化的。但是达尔文翼龙显示这些模块却不是同时变化。首先头部和颈部变化,紧接着是身体,两翼,尾部,腿部,最 后才是足部。这似乎看起来自然选择作用于整个模块并使其变化,而不是通常所希望的只是对单个特征比如吻部的形状,或者牙齿的形态等起作用。

        达尔文翼龙的尖锐而长的牙齿显示它是肉食性动物,而其骨骼结构又显示它几乎肯定地在空中掠食(它在陆地上动作很缓慢,笨拙,表现在长的尾部和脚上第5趾有两节长的趾节等), 但是其牙齿不像其它翼龙那样吃鱼或者昆虫。它们同时代的会飞行动物,包括不同种类的翼龙,小的、滑翔的哺乳动物-翔兽以及鸽子大小食肉恐龙,比如近鸟龙(图4),它 们与达尔文发现于同一层位,因而很可能成为达尔文翼龙的食物。虽然我们对带羽毛的恐龙的真正飞行能力仍然不清楚,但是它们可能仅限于滑翔或者简单的振翅飞 翔和滑翔组合。因而,它们在空中的灵活性要比达尔文翼龙差的多。达尔文翼龙可能用它的长有具有尖锐牙齿的上下颌,不是在空中,就是当它快速掠过树枝或树叶 时抓住它的食物,非常类似于现在的蝙蝠从树和灌木丛间掠食昆虫。

        研究小组希望通过大量的工作来证实模块化演化的观点,但是如果它证明是真实的,那么它将有助于解释不仅仅是原始的喙嘴龙类是如何演化成更进步的翼手龙类,而且我们所知的快速、大尺度演化的动植物等其它许多例子也可能这样发生。恐龙绝灭之后的哺乳动物的异常辐射演化只是其中的例子之一。

        非常遗憾的是,我们周围所见到的导致许多生物多样性的这些事件很少有化石记录。达尔文敏锐地意识这一点,如他在物种起源中指出的,期望有一天发现的化石可 以填补这些空白。而达尔文翼龙的发现,在翼龙的演化方面,正好弥补了这一空白。这一发现虽然只是一小步,但却是很重要的一步。它为非常规和有争议的翼龙演 化模式首次提供明确的证据。在翼龙演化史研究上,具有突破性意义。因此,西方许多媒体比如科学日报(Science Daily),生命科学(Live Science)以及自然(Nature)的研究要闻(Resaerch Highlights)版都做了不同程度的报道。

        参加研究的人员有吕君昌博士(第一作者,地质所),大卫安文博士(英国莱斯特大学),金幸生博士(浙江自然博物馆),柳永清及季强研究员(地质所)。本研究由973项目和所长基金共同资助。

     参考文献:

    吕君昌,姬书安,袁崇禧,季强. 2006. 中国的翼龙类化石。地质出版社,北京 Pp147.

    Lü, J., Unwin, D. M., Jin, X., Liu, Y. and Ji, Q. 2009. Evidence for modular evolution in a long-tailed pterosaur with a pterodactyloid skull. Proceedings of the Royal Society B: doi:10.1098/rspb.2009.1603 (online)  

    翼龙研究获突破性进展

    近日,中国地质调查局天津地质调查中心派科技人员走进天津市河西区湘江道小学四年级八班,组织开展了“绿芽职业梦想”科普讲座。

    讲座以“‘考古’在地质中的应用”为题,向同学们讲述了海岸带牡蛎礁的古环境意义、穿港路采土场古文化层和达里诺尔湖古文化层三部分内容,同时讲述了地质工作的乐趣。在实物展示环节,同学们对古牡蛎、三万年前的水牛头骨和两千年前渔民用的网坠等表现出浓厚兴趣,踊跃提问,与科研人员进行了互动交流。

    通过此次讲座,拓宽了同学们认知视野,让他们“绿芽职业梦想”的路上首次了解地质工作,激发了他们对地球科学的兴趣,为孩子们成长发展提供了有益帮助。 

    展开讨论

     

     
    天津地调中心赴天津市河西区湘江道小学开展科普讲座

    8月8日,由中国地质调查局武汉地质调查中心教授级高级工程师程龙牵头的海生爬行动物研究团队与中国地质大学(武汉)、湖北省地质科学研究院和英国布里斯托大学合作研究的成果“First filter feeding in the Early Triassic: cranial morphological convergence between Hupehsuchus and baleen whales(海洋滤食方式在早三叠世首现:湖北鳄与须鲸的头骨形态趋同)”在线发表于国际知名期刊《BMC Ecology and Evolution》。中国地质大学(武汉)地球科学学院与武汉地质调查中心联合培养的博士生方子晨为第一作者,程龙为唯一通讯作者。

    湖北鳄是一类史前生活在海洋中的爬行动物,与熟知的鱼龙来自同一祖先。湖北鳄是最早的海生爬行动物之一,与最早的鱼龙几乎同时在早三叠世晚期(距今约2.48亿年)出现。鱼龙在三叠纪-白垩纪晚期的海洋中广泛分布,但是湖北鳄不仅只出现在我国湖北省的南漳和远安两县交界地区的南漳-远安动物群中,而且在早三叠世末期迅速灭绝。迄今为止,湖北鳄共包括5个属种,南漳湖北鳄是其中最常见的物种。

    南漳湖北鳄的吻部细长且不长牙齿,背部生长一列骨板,肋骨肿大,腹膜肋粗壮且紧密排列。南漳湖北鳄的身体笨重,在水中游泳能力较弱。以往发现的南漳湖北鳄化石标本往往呈侧向保存,无法全面观察到头骨的特征,导致不能准确认识它的生活习性。近年来,研究团队长期从事南漳-远安动物群研究,采集到了两件呈顶面出露和一件呈腹面出露头骨的南漳湖北鳄化石标本。通过对上述化石标本研究,发现南漳湖北鳄的两侧前颌骨和鼻骨几乎不接触,在吻部中间形成一条狭长的吻中缝;上颌的两侧唇边各发育一列浅槽。在几何形态测量学研究的基础上,通过与现生的130种水生四足动物进行形态趋同对比分析,研究团队发现南漳湖北鳄的吻部结构趋同于现代海洋中的须鲸。

    须鲸体型巨大,是现代海洋食物链顶端的特殊类型,它的上颌生长梳状排列的角质须,只以小型浮游动物为食。须鲸在捕食时,借助吻中缝和下颌扩充口腔空间,尽可能张开大口一次吞下大量海水,接着闭上嘴巴将水吐出,海水中的食物便会被鲸须挡住而留在口中。所以,研究团队推测出南漳湖北鳄的上颌可能也生长类似鲸须的软组织。另外,结合南漳湖北鳄较弱的运动能力,研究团队进一步提出南漳湖北鳄可能类似须鲸中的弓头鲸或露脊鲸,采取游速较慢的持续滤食方式在海水表层小型浮游动物。

    这种现代海洋生态系统中独特的进食策略在早三叠世南漳-远安动物群中的发现,进一步说明二叠纪末生物大灭绝之后随着生物快速复苏,现代海洋生态系统的雏形在早三叠世时期已经形成。

     

    南漳湖北鳄滤食生态复原图

    全球最早滤食性海生爬行动物——2.48亿年前的“须鲸...

    近日,中国古生物化石保护基金会“寻找中国美丽化石”公益活动遴选结果公布,中国地质调查局武汉地质调查中心龙化石博物馆珍藏的一件美丽盘江龙头骨化石成功入选“中国美丽化石”科普观赏类名录。这件化石是全球为数不多的三维立体鱼龙头骨,是难得一见的珍品。

    美丽盘江龙头骨化石标本经专业修理后,头骨结构清晰,表面纹理明显,呈三维立体保存,全长1.1米,高0.4米。美丽盘江龙嘴巴细长,牙齿呈锥状,外鼻孔狭长。眼眶内的巩膜环极为完整,完美体现了其支撑眼球的功能。另外,大量菊石和双壳动物化石与头骨化石保存在一起,展现了多种生物共生的特点。

    经专家研究,美丽盘江龙属于中大型鱼龙类,体长可达7米,是晚三叠世(距今约2.2亿年)关岭生物群中最凶猛的海生爬行动物,能够掠食其它海生爬行动物和鱼类,还能够到河流入海口觅食。

     

    立体保存的美丽盘江龙头骨化石

    武汉地质调查中心美丽盘江龙头骨化石入选“中国美丽...

    (一)完全自主知识产权创新型多功能天然气水合物钻采船(大洋钻探船)初步设计完成

    (略)

    (二)自主研制国内首套深海井口吸力锚技术装备并成功应用

     

     吸力锚装船固定                                     吸力锚入水

    该成果由以广州海洋地质调查局为牵头单位,中国地质科学院勘探技术研究所宋刚为牵头人的科研团队完成。其主要创新点:

    1.2019年11月13日,国产深海井口吸力锚在我国南海试验成功,标志着我国已掌握深海井口吸力锚技术。井口吸力锚既需要较强的承载力,又需要很高的垂直精度,以确保钻井时钻杆顺利通过。

    2.结构方面采用了“上拱下锥”式的筒体结构大大提高了其承载力;监测方面采用了机电双通道姿态监控系统实现多参数监控;安装方面采用了步渐间歇式自贯和拖曳连续式负压贯入工艺实现了高垂直精度。其参数为:直径Φ6.5m,高12m,重96t,承载力超500t,安装垂直精度控制在0.17°,技术指标达国际先进水平。

    3.实现了井口吸力锚理论和安装的重大突破,打破了国外技术垄断,使我国成为拥有完全自主知识产权的深海井口吸力锚技术装备的国家。

    (三)中国海1:100万区域地质调查系统性成果集成与洋陆汇聚带地质理论创新

     

    该成果由以青岛海洋地质研究所张勇和广州海洋地质调查局李学杰共同带领的科研团队完成。其主要创新点:

    1. 首次基于我国管辖海域1:100万海洋区域地质调查全覆盖实测数据,形成了“一图一库一报告”整装成果:编制了海洋地质系列图件计3类27张;建立了包含758个数据集的海洋地质空间数据库;编纂了1套“志书”性成果报告。

    2.获得了系列原创性认识:建立了中国海域构造单元划分新方案,创新性提出“东亚洋-陆汇聚带多圈层作用”和南海“弧后扩张与左旋剪切”理论模式;厘定了中国海域中-新生代地层格架,实现跨构造单元的地层比对;刻画了中国海域地形地貌特征,新命名245地理实体并获国务院批准;创新性提出中国东部海域“陆缘条带状”和南海“多源环带状”沉积分异模式;总结了海域成矿成藏规律,引领新领域和新层系矿产资源调查。系统化和理论化的重大成果有效服务于海洋强国战略,推动了西太平洋边缘重大基础科学问题的研究。

    (四)我国中生代爬行动物研究取得重大进展

    南漳-远安动物群中的“鸭嘴兽”龙化石及素描图

    该成果由中国地质调查局武汉地质调查中心的程龙、地质科学院地质所周炫宇、成都地质调查中心安显银等组成的科研团队牵头完成。其主要创新点:

    1.在早三叠世南漳-远安动物群中新发现两件卡洛董氏扇桨龙化石,有与现生鸭嘴兽相似的头骨结构,不仅将鸭嘴兽式的捕食方式提前到早三叠世晚期,而且进一步暗示了海洋生物在早三叠世已经完成复苏,该研究成果发表在《自然》子刊《科学报告》上,后经CCTV等国内外权威媒体跟踪报道后,引起了极大的社会效应。

    2.在辽西地区九佛堂组中新发现了吕氏努尔哈赤翼龙,其牙齿生长角度为进一步揭示帆翼龙类的进食习惯和食性提供了有力证据。

    3.在西藏昌都地区首次发现海拔最高的侏罗系蜥脚类和兽脚类恐龙化石,为蜥脚类恐龙的早期演化和体型大型化生长模式提供了重要证据,对恢复昌都地区侏罗纪时期古生态和古环境具有重要意义。

    (五)中国大型锂矿成矿新机制与找矿新突破

    “多旋回深循环内外生一体化”的锂矿成矿机制示意图

    该成果由中国地质科学院矿产资源研究所的王登红为首的科研团队牵头完成。其主要创新点:

    1.提出了“多旋回深循环内外生一体化”的锂矿成矿机制新认识。在该理论的指导下,开展了以甲基卡为示范带动川西可尔因、九龙等地以锂为主的硬岩型稀有金属地质找矿工作并取得突破,其中在甲基卡矿区及外围探获Li2O(334)资源量约30万吨,马尔康矿田探获Li2O(334)资源量约13万吨。

    2.在此理论的基础上拓展了“五层楼+ 地下室”的勘查模型,进而指导川西、幕阜山—九岭矿集区及中央造山带的秦巴山区等地在寻找伟晶岩型锂辉石矿床、花岗岩体型锂铍铌钽矿床及层控热液型铍矿床等方面取得新进展,指出了新方向,打开了稀有金属找矿的新局面。

    (六)七种自然界新矿物获国际认证

     

    显微镜下的新矿物

    该成果由中国地质科学院地质研究所 熊发挥、中国地质调查局天津地质调查中心曲凯、中国地质调查局成都地质调查中心任光明、中国地质科学院矿产资源研究所简伟等科研人员牵头完成。其主要创新点:

    在我国境内铬、铂族、稀土和金矿床中发现了七种国际认可的新矿物:“经绥矿”(TiB2),“志琴矿”(TiSi2)、“巴登珠矿”(TiP)、 “太平石”((Ce7Ca2)Σ9Mg(SiO4)3[SiO3(OH)]4F3)、“氟栾锂云母”(KLiAl1.5☐0.5(Si3.5Al0.5)O10F2)、“钾绿钙闪石” (KCa2(Fe2+4Fe3+)Si8O22(OH)2)和“灵宝矿”(AgTe3)。这些新矿物的发现提高了我国矿物学基础研究水平,促进了矿物学学科发展,提升了我国学者在国际矿物学领域的影响力,也对相关矿产的基础理论研究提供了窗口。

     

    (七)石漠化调查及综合治理技术创新与应用新突破

          

                                   王研副局长考察广西平果县果化                                 岩溶峰丛洼地石漠化

                                      石漠化生态修复示范区                                   生态修复模式“果化模式”

     

    该成果由以中国地质科学院岩溶地质研究所罗为群为首的科研团队牵头完成。主要创新点:

    1.系统查明中国石漠化面积6期变化规律,创新石漠化综合治理关键技术,集成石漠化综合治理“果化模式”等3种可复制、可推广模式及其关键技术体系,获批国家标准立项3项。

    2.建立示范区6个,成果在西南60多个县推广应用,指导300多个县石漠化治理工程,形成赤苍藤、火龙果、树仔菜、黄花梨以及岩溶景观生态旅游等系列生态产业,累计间接经济效益500亿元,带动20万人脱贫致富,受益1000多万人,培训技术人员3万人次。

    3.编制石漠化相关成果报告3部,获陆昊部长批示2次,科学技术部以石漠化生态修复成果编制科技部简报报送中央,人民日报、中央电视台等73家媒体报道成果。培养省部级人才3名,获省部级二等奖1项。

     

    (八)首套3000米级轻便型声学深拖探测系统研发成功

    拖体入水

    该成果由以青岛海洋地质研究所赵铁虎为首的科研团队牵头完成,是我国首套适用于3000米水深集测深、侧扫、浅地层剖面探测功能为一体的海洋地球物理调查装备。其主要创新点:

    1. 创新深拖系统结构设计和PHINS+DVL+USBL组合航位推算/水声定位算法,首创拖体姿态舵机调节机构,拖体重量轻、结构紧凑、搭载空间大、定位精度高、作业灵活、姿态稳定,获得3项国家发明专利。

    2.可在3000米以浅水下长时间连续开展高精度地形地貌及浅地层结构以及物化参数探测,适用于海底浅表层水合物、热液硫化物等资源调查及特定目标搜索。

    3. 技术指标已通过湖试及海试验证,达到国内领先、国际先进水平,在天然气水合物赋存区完成了应用试验,取得良好探测效果。

     

    (九)国内首套小型化高精度ZAG-E型冷原子绝对重力仪研制成功并应用

    ZAG-E型冷原子绝对重力仪实物图

    该成果由中国自然航空物探遥感中心与浙江工业大学联合完成,主要完成人员林强、周坚鑫等。其主要创新点:

    1.经中国计量科学研究院检测,仪器测量精度为10μGal;经第三方鉴定,各项技术指标均达到国际先进水平。

    2.ZAG-E型冷原子重力仪的成功研制,突破了长期以来的国外技术垄断,为地质调查提供了新手段,实现了国产冷原子绝对重力测量设备从无到有的突破。

    3.该型仪器是国内首个得到国家权威机构检验认证的高精度绝对重力仪,今后将在地质调查、地震监测与预报、地壳运动及地球动力学研究、地球物理测量和军事应用等相关领域发挥不可或缺的作用。

     

    (十)地质调查“在线化”系统研发成功并全面应用

     

    地质调查项目“在线化”应用

    该成果由以中国地质调查局发展研究中心的李丰丹、霍志彬、杨旭东为首的科研团队牵头完成。其主要创新如下:

    1.地质调查项目在线化是地质云、智能化和大数据“三位一体”建设的重要基础。构建项目云上工作环境,初步实现地质调查数据的在线化采集、汇聚、存储、管理、处理与应用,支撑地质调查项目全流程在线化工作和研究,基本形成“云+端”现代化地质调查工作模式。

    2.在线化平台融合地质云各类资源,地质云在地质调查工作中的作用越发突显;在线化协同工作机制支撑调查过程数据的动态汇集与管理,为地质大数据的全生命周期管理和共享奠定基础。

    3.智能地质调查技术手段有效服务于二级项目“在线化”,推动智能化技术落地应用。野外采集从“单兵”提升为地质云“端”,提升了野外调查的工作效率和质量。基于大数据的智能管理分析与决策支持模块支撑业务管理全过程。

    4.目前,地质调查项目“在线化”平台已全面应用于2019年正在开展的地质调查二级项目。

    2019年度地质科技十大进展出炉

    近期,由自然资源部中国地质调查局武汉地质调查中心程龙教授级高级工程师带领的研究团队,在早三叠世(约2亿4千8百万年前)南漳-远安动物群中首次发现了与现生鸭嘴兽具有相似捕食方式的海生爬行动物。鸭嘴兽是最原始的哺乳动物之一,最早出现在2500万年前,现今仅生活在澳大利亚。鸭嘴兽不是通过眼睛而是通过独特的柔软嘴壳在昏暗的环境中寻找猎物。程龙等发现的两件海生爬行动物卡洛董氏扇桨龙(Eretmorhipis carrolldongi)头骨关键特征与鸭嘴兽极为相似,说明卡洛董氏扇桨龙应该具有与鸭嘴兽相似的捕食方式,可能在黄昏或者夜间捕食虾类或者其它软体动物。这是最早的四足动物盲感应(非视觉探测)捕食方式的化石记录。这一新捕食方式在南漳-远安动物群中的发现,说明海生肉食动物在早三叠世末期已经具有与现代海洋相媲美的生态多样性,暗示了二叠纪末生物大灭绝之后的海洋生态系统在早三叠世末期已经恢复,而不是传统观点认为的延迟到中三叠世中期。这一重大发现在《自然》杂志的子刊《科学报告》上发表,美国生命科学网随后进行了跟踪报道。

    早三叠世南漳-远安动物群为全球最早的海生爬行动物群落之一。早三叠世时期是二叠纪末生物大灭绝之后生物复苏的关键时期,也是爬行动物向海洋辐射的起始时期,处于浅海环境的南漳-远安动物群是揭示早三叠世生物海洋生物复苏和海生爬行动物起源与演化的关键窗口。近年来,武汉地调中心南漳-远安动物群研究团队通过野外调查和化石发掘,发现了大量保存完整的珍稀海生爬行动物化石,其中包括7个新属种。上述最古老的鸭嘴兽式捕食方式是其中成果之一。

     

     

     
    南漳-远安动物群中首次发现远古“鸭嘴兽”

    由中国地质调查局地质研究所吕君昌研究员和北京自然博物馆孟庆金博士等组成的研究小组,在辽宁建昌喇嘛洞的九佛堂组发现一新的蛙嘴翼龙类化石,将其命名为喇嘛洞黄昏翼龙(Vesperopterylus lamadongensis)。这是目前世界上发现的地质年代最新的蛙嘴翼龙类化石。相关研究成果最近发表在伦敦地质学会《专刊》上。

    蛙嘴翼龙是一类非常奇特的翼龙类群,它们的个体较小,头骨短而宽,吻端宽阔,类似青蛙的嘴,嘴里长有类似针的牙齿适合捕抓昆虫,被普遍认为是以昆虫食的翼龙类。它们的第五趾延长、颈部短等特征,类似喙嘴翼龙科。蛙嘴翼龙类主要发现在德国、哈萨克斯坦、蒙古和我国辽西的中晚侏罗世至早白垩世的地层中。加上本次命名的黄昏翼龙,目前共发现有5个属:蛙嘴翼龙,蛙颌翼龙(Batrachognathus),宁城翼龙,树翼龙及黄昏翼龙。

    黄昏翼龙发现于早白垩世九佛堂组中,是目前世界上地质年代最新的蛙嘴翼龙类。它的独特之处在于:具有明显短的尾部,并且脚拇指呈对握状态,这一特征是蛙嘴翼龙乃至翼龙类的首次发现。对握的脚拇指显示它可能具有适应抓握的功能,适于爬树捕抓昆虫,它的弯曲的尾部也可能帮助其倒挂在树枝上,类似于现生的某些蝙蝠类。

    本研究得到国家自然基金及地调项目的联合资助。

    喇嘛洞黄昏翼龙的照片及线条图

    黄昏翼龙的脚部及尾部构造:对握的脚拇指及弯曲的尾部

    黄昏翼龙的复原图(赵闯绘制)

    我国首次发现脚拇指呈对握状态的翼龙化石

    近日,国土资源部公布了“十二五”科技与国际合作先进集体、先进个人入选名单,中国地质调查局成都地质调查中心罗平生物群综合研究项目组获得先进集体称号。

    罗平生物群是地调局成都地调中心2007年在区调过程中首次发现并正式命名的。罗平生物群化石种类丰富、保存精美、规模庞大,对研究P/T大绝灭之后海洋生态复苏、生物辐射等国际古生物学前沿问题具有重要意义。

    为全面探讨罗平生物群的重大科学意义,扩大罗平生物群研究的国际影响,自2010开始,地调局成都地调中心罗平生物群研究团队与英国布里斯托大学、美国肯特州立大学、德国柏林自由大学开展了广泛的合作,建立了长期稳定的合作关系,并签订了正式的合作协议。英国布里斯托大学Michael J. Benton教授(英国皇家学会院士,时任国际古生物学会主席)、美国肯特州立大学Rodney M. Feldmann教授和Carrie E. Schweitzer教授(十足目节肢动物专家)连续6年前来中国与项目组进行罗平生物群野外考察;柏林自由大学Helmut Keupp教授(时任柏林自由大学副校长)长期致力于德国中生代化石库埋藏学和沉积学研究,于2010年考察罗平生物群,并协助项目组成员于2011年赴德国进行三叠纪地层和生物群对比研究。此外项目组还与奥地利维也纳大学Jürgen Kriwet教授(中生代鱼类专家)、英国布里斯托大学Phillip Donoghue教授(英国皇家学会院士,牙形石专家)等开展了罗平生物群鱼类、牙形石等方面的合作研究,与英国布里斯托大学、西澳大学、香港大学联合培养博士3名。

    在地调局成都地调中心罗平生物群团队和国外合作者的共同努力下,罗平生物群研究取得了重大进展:证实了罗平生物群是世界上最丰富的三叠纪海洋化石库,提出了罗平生物群是三叠纪全球海洋生态系统全面复苏的标志和第三次生物大辐射的典型代表等原创性认识,将十足目节肢动物的辐射时间从晚侏罗世提前到中三叠世,提前了近一亿年,改写了十足目的演化历史,在国际古生物学界产生了较大的影响。

    项目组在国内外学术刊物上发表了40多篇学术论文,包括在《Nature Communications》、《Earth-Science Reviews》、《Nature Geoscience》、《Proceedings of the Royal Society B》、《Scientific Reports》等著名刊物。其中关于世界上首例幻龙类水下觅食遗迹、世界上最大的幻龙头骨、最早的空棘鱼卵胎生证据、罗平生物群龙虾化石等学术论文在古生物学界引起了广泛关注。研究成果获得2014年中国地质调查局成果奖一等奖、2014年度中国地质调查局、中国地质科学院地质科技十大进展和2015年度国土资源部科学技术一等奖。

    罗平生物群的发现和研究是产、学、研、用的典范,引起了众多媒体的关注,中央电视台《地理中国》、《探索发现》等栏目相继播出了罗平生物群6个专题,《中国国土资源报》、《中国国家地理》刊登了罗平生物群的研究专题,《云南信息报》、《新华网》等国内主要报刊、网络及国外主流媒体均报道了罗平生物群。另外与当地政府共同创建了国土资源部罗平生物群野外科学观测研究基地,促进了我国三叠纪地层古生物学研究,成功申报了罗平生物群国家地质公园,带动了地方的经济发展。

    罗平生物群国际合作研究成果得到了原国际地科联主席Roland Oberhänsli、著名古生物学家殷鸿福院士等人的高度评价。最新版国际著名教科书《Vertebrate Palaeontology》将罗平生物群复原图作为封面。罗平生物群研究成果受到了国家自然科学基金委的重视,在即将开展的由国家自然基金委员会(NSFC)与英国自然与环境研究理事会(NERC)中英双边合作项目“生物与环境相互作用和应变能力历史演化”中将发挥重要作用。

    据悉,此次在全国共遴选出73个先进集体和239名先进个人,该荣誉是为表彰“十二五”期间科技与国际合作工作中表现突出、成绩显著的集体和个人。除罗平生物群外,成都地调中心的丁俊、李光明和付修根同志获得了先进个人称号。

    地质遗迹对外开放

    丁氏滇龙标本

    罗平生物群标志

    罗平生物群复原图

    罗平生物群研究团队喜获国土资源部“十二五”先进集...

      丹霞山地质公园位于广东省韶关市东北的仁化、曲江两县交界地带,总面积290平方公里。世界上由红色陆相砂砾岩构成的以赤壁丹崖为特色的一类地貌均被称为丹霞地貌,丹霞山便是这一类特殊地貌的命名地。

      丹霞山位于南岭山脉南侧的一个山间盆地中,整体为红层峰林式结构,有大小石峰、石堡、石墙、石柱380多座,主峰巴寨海拔618米,大多山峰在300—400米之间,高低参差、错落有致、形态各异、气象万千。丹霞山由红色砂砾岩构成,以赤壁丹崖为特色,看去似赤城层层,云霞片片,古人取“色如渥丹,灿若明霞”之意,称之为丹霞山。丹霞山又称“中国红石公园”,自古为岭南第一奇山。各种形态、组合的丹霞地貌若千年石堡。丹霞的山石拟人拟物、拟兽拟禽,宛如雕塑大师的一尊尊艺术杰作,但却无一不是出于大自然的鬼斧神工。

    丹霞盆地孕育于晚古生代,形成和发展于中生代,被改造于新生代,其地质历史包含了从地槽—地台—地台活化(地洼)等三个阶段的完整旋回。构成丹霞地貌的物质基础是形成于距今约7至9千万年前的晚白垩世的红色河湖相砂砾岩。在距今约6500万年前,本区受构造运动的影响,产生许多断层和节理,同时也使整个丹霞盆地变为剥蚀地区。在距今约2300万年开始的喜马拉雅运动使得本区迅速抬升。在漫长的岁月中,间歇性的抬升作用使得本区的地貌发生了翻天覆地的变化,地质作用将本地区塑造得秀丽多姿。

      除了美不胜收的自然风貌外,尚有保存完好的生态环境和片状分布的山顶、山谷原始生态群落及古树名木和野生动物。

      丹霞山开发历史悠久,人文景观颇为丰富。丹霞山附近很久以前就有先民居住生息,丹霞盆地西南缘还有著名的马坝人(尼尔德特人)头骨化石遗迹,是研究早期智人的重要线索。同时在狮子岩的石峡文化遗址,是距今6000年前的新石器时代晚期的古人类文化遗存。在这里,从古到今流传着许多奇闻逸事和民间传说,女娲造人补天,舜帝登韶石奏韶乐等等,既是一段段历史佳话,又影响了一方文化,这一切吸引着无数海内外游客纷至沓来。

    广东丹霞山
        中国地质调查局成都地质调查中心张启跃、胡世学研究员团队在地质调查项目资助下,首次在云南罗平县发现数百枚保存完好的海生爬行类足迹,证明为中生代幻龙水下觅食留下的遗迹,成为幻龙类海洋生物水下运动模式的直接化石证据。同时发现世界最大的幻龙头骨,说明幻龙类属三叠纪海洋大型顶级捕食者,表明中三叠世全球海洋生态系统全面复苏。相关成果在国际核心期刊《自然—通讯》、《科学—报道》公开发表,产生了重要的学术影响。










    6、发现世界最大幻龙头骨及水下觅食足迹
    所在单位:中国地质调查局成都地质调查中心
    完成人员:张启跃,胡世学,刘俊,文芠,周长勇,黄金元,谢韬,吕涛
    项目来源:中国地质调查局地质矿产调查专项项目
    起止时间:2014-2016年

    主要进展

        海生爬行类是中生代海洋中的霸主,它们处于食物链的顶端,是海洋生态系统从二叠纪末生物大绝灭的灾难中复苏、中生代海洋生态系统建立的标志。早中三叠世海生爬行类研究是近年来国际古生物学界的前沿和热点。由于海生爬行类在水下活动的遗迹很难保存为化石,对海生爬行动物运动方式的研究主要依靠形态功能学和与现生类型的对比,长期以来对其生活方式的认识一直较为模糊。中国地质调查局成都地质调查中心罗平生物群研究团队在罗平生物群研究过程中,首次在罗平县大凹子等地发现了数百枚保存完好的海生爬行类足迹。足迹呈规律性分布,共有10多列。经过3年多的研究,确定其属于中生代海洋爬行动物幻龙类在水下觅食所留下的足迹,并命名为罗平双浆迹(Dikoposichnus luopingensis)。研究结果表明,幻龙类用它们的前肢在泥质海底移动,搅动海底松软的沉积物,捕食被惊动的鱼类和虾子等猎物。

      同时,还发现了迄今已知的三叠纪最大幻龙头骨化石,命名为张氏幻龙(Nothosaurus zhangi),张氏幻龙具有大型而锋利的圆锥形犬齿,其躯体总长估计有5到7米,远超其它同时代的海生爬行类。张氏幻龙属于巨型捕食者,能够捕食与自身大小相当甚至比自己体型更大的动物,以大型肉食性鱼类和其它海生爬行动物为食,是当时海洋中当之无愧的霸主。巨型捕食者的出现是地球生态系统演化的重要事件,代表了生态系统的鼎盛和高度复杂化。在张氏幻龙被发现之前,巨型的顶级捕食者在三叠纪中期的古特提斯洋东侧/古太平洋西侧是缺失的。随着这一巨型顶级捕食者在东特提斯洋的发现,解决了当时生态系统的复苏在全球是否同步这一科学界悬而未决难题,证实当时全球的浅海生态系统在中三叠世早期已经全面复苏。

      这两项研究成果分别发表在Nature出版集团下属刊物《自然—通讯》(Nature Communications)和《科学—通报》(Scientific Reports)上,包括Sciencedaily、phys.org、bristol.ac.uk、natureworldnews、esciencenews、ibtimes、sciencecodex等在内的多家国际主流媒体几乎同时在科学版显著位置上报道了这一重大成果。该研究成果为三叠纪海洋生物复苏这一重大地学前沿研究及海生爬行类演化提供了重要的新材料和新信息,也再次了证实罗平生物群作为世界级的化石库有着巨大的研究潜力和发展前景。


    幻龙足迹


    幻龙爬行模式复原图


    世界上最大幻龙头骨

    1-14 罗平生物区区域地质专项地质调查

    热河鸟类是中生代鸟类非常特殊的一个类群,因为同时具有像小型兽脚类恐龙一样的长尾巴和鸟类一样发达的前肢等镶嵌特征,代表了恐龙向鸟类演化过程中的过度类型,对研究鸟类起源与演化具有重要意义。由于早期发现的热河鸟类化石材料有限,而且不同的研究者同时研究不同的标本,未能进行全面的对比研究,导致部分属种的有效性一直存在争议。自然资源部中国地质调查局地质研究所王旭日副研究员通过与安徽省地质博物馆及国外多家单位合作,对发现于辽宁凌源九佛堂组的一件保存精美的热河鸟类化石开展了深入研究,并对已命名的热河鸟类所有属种进行了分支系统学研究,厘定了该类群的属种有效性及其谱系演化关系。

    研究团队通过对新标本的形态特征对比、骨组织学分析及系统发育分析研究,确定其为热河鸟类一新属新种——长尾优雅鸟(Kompsornis longicaudus sp. nov.)(图1)。长尾优雅鸟的鉴定特征包括:前肢和尾部相对其他热河鸟类更加拉长,胸骨完全愈合并具有强壮的后侧突,乌喙骨具有大的乌喙骨孔,腰带各骨骼完全愈合,第二脚趾的趾爪最大等。长尾优雅鸟个体较大,头骨和四肢骨骼长度略大于原始热河鸟,远大于其他已研究发表的热河鸟类。骨组织学分析表明,长尾优雅鸟死亡时间为5年的接近成年期个体。这也说明其完全愈合的胸骨和腰带可以代表该属的鉴定特征,与个体发育无关。

     

    图1 长尾优雅鸟模式标本(A)及线条图(B)  

    目前已研究命名的热河鸟类包括6个属种:中华神州鸟(Shenzhouraptor sinensis)、原始热河鸟(Jeholornis prima)、东方吉祥鸟(Jixiangornis orientalis)、粗颌大连鸟(Dalianraptor cuhe)、棕榈尾热河鸟(Jeholornis palmapenis)和弯趾热河鸟(Jeholornis curvipes)。此前发现的热河鸟类模式属种的胸骨多数未保存或保存较差,仅原始热河鸟胸骨保存较好。前人研究表明,成年期的原始热河鸟胸骨两侧的外侧梁明显与胸骨片呈分离状态。因此,原始热河鸟的胸骨形态长期被认为是热河鸟这一大类的胸骨特征。长尾优雅鸟保存完整的胸骨进一步丰富了热河鸟类的胸骨形态,同时也为中生代鸟类胸骨演化模式提供了重要信息(图2)。

     

    图2 长尾优雅鸟胸骨(A)及复原图(B)

    愈合的腰带在晚白垩世鸟类中比较常见,但在早白垩世鸟类中非常罕见。反鸟类作为中生代鸟类的主要类群,无论化石数量还是属种分异度都占主导地位,但仅有4个属种具有愈合的腰带。今鸟型类作为反鸟类的姊妹群,包括了现生鸟类,在早白垩世也仅有3个属种具有愈合的腰带。基干鸟类作为中生代鸟类的重要一支,包括了最早的鸟类——始祖鸟及会鸟和孔子鸟,其腰带各骨骼均未愈合。非鸟类恐龙的窃蛋龙类作为近鸟类的姊妹群,其腰带也未愈合。与鸟类关系更近的驰龙类也仅发现一件小盗龙类标本的耻骨与肠骨愈合。热河鸟类其他已知属种的腰带也均未愈合。因此,长尾优雅鸟代表了最早具有完全愈合腰带的鸟类恐龙(图3)。

     

    图3 长尾优雅鸟腰带(A)及复原图(B)

    通过对所有已命名的热河鸟类形态特征对比和支序分类研究,我们认为之前一直存在争议的中华神州鸟、原始热河鸟和东方吉祥鸟均为有效属种。它们与棕榈尾热河鸟、弯趾热河鸟和长尾优雅鸟同属于热河鸟类,而粗颌大连鸟为无效名称(图4)。

    图4 长尾优雅鸟系统发育分类位置

    长尾优雅鸟的发现进一步丰富了热河鸟类的属种多样性,为研究热河鸟类的形态特征及鸟类恐龙的骨骼愈合模式提供了重要信息。

    本研究受到国家自然科学基金和中国地质调查项目联合资助,研究成果近期发表于国际SCI期刊《Journal of Asian Earth Sciences》上:https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2020.104401

    辽西热河生物群发现新的热河鸟类:长尾优雅鸟(新属...