2016年度中國(guó)古生物學(xué)十大進(jìn)展

2017年3月22日，有著88年歷史的中國(guó)古生物學(xué)會(huì)在北京發(fā)布了2016年度"中國(guó)古生物學(xué)十大進(jìn)展"。來自中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所、中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心、北京大學(xué)、云南大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院所等七家單位完成的十一項(xiàng)科研成果入選(含并列)，內(nèi)容涉及早期生命、古生代魚類、早期陸生植物、中生代琥珀昆蟲和脊椎動(dòng)物、中生代植物和古人類等研究領(lǐng)域，中國(guó)科學(xué)家在古生物學(xué)各分支領(lǐng)域取得的科學(xué)成果。

中國(guó)古生物學(xué)會(huì)成立于1929年，隸屬于中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)，是國(guó)內(nèi)成立最早的少數(shù)自然科學(xué)學(xué)術(shù)團(tuán)體之一。"2016年度中國(guó)古生物學(xué)十大進(jìn)展"是中國(guó)古生物學(xué)會(huì)首次舉行科技進(jìn)展發(fā)布活動(dòng)，集中反映了我國(guó)科技工作者在古生物學(xué)各個(gè)分支領(lǐng)域所取得的具有國(guó)際影響力的高水平創(chuàng)新研究成果，有力地推動(dòng)著世人對(duì)地質(zhì)歷史生命演化歷程的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也具有一定的科學(xué)傳播力和社會(huì)影響力。對(duì)于進(jìn)一步推動(dòng)學(xué)科創(chuàng)新發(fā)展，展示我國(guó)古生物學(xué)領(lǐng)域取得的重大發(fā)現(xiàn)和科研成果，推動(dòng)科學(xué)研究、科學(xué)傳播和化石保護(hù)工作具有重要的意義。

進(jìn)展一：志留紀(jì)古魚揭秘脊椎動(dòng)物頜演化之路

中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所朱敏研究員所率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)于2016年10月21日的《科學(xué)》（Science）雜志上報(bào)道了有關(guān)動(dòng)物頜骨的起源的重要發(fā)現(xiàn)。人類的頜骨如何演化而來？過去由于有頜脊椎動(dòng)物在志留紀(jì)（約4.44億到4.19億年前）化石記錄的缺失，頜骨的起源與早期演化籠罩在迷霧之中。朱敏等人報(bào)道了在云南曲靖志留紀(jì)地層中發(fā)現(xiàn)的盾皮魚類——長(zhǎng)吻麒麟魚，其頜骨形態(tài)介于盾皮魚類和硬骨魚類之間，人類的頜骨因此能夠一直追溯到最原始的有頜脊椎動(dòng)物中，為繪制頜骨的演化全景補(bǔ)上了重要的一塊拼圖。在《科學(xué)》同期配發(fā)的評(píng)述中，古脊椎動(dòng)物學(xué)會(huì)主席約翰·朗教授認(rèn)為該發(fā)現(xiàn)"掃除了我們?cè)诩棺祫?dòng)物頜演化認(rèn)識(shí)上一個(gè)大的盲區(qū)"。

進(jìn)展二：繪制冰河時(shí)代歐亞人群的遺傳譜圖

中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所付巧妹研究員所率領(lǐng)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)于2016年5月2日在《自然》（Nature）雜志上綜合分析了冰河時(shí)代歐亞人群的遺傳譜圖，文章指出：相較于現(xiàn)今現(xiàn)代人DNA，史前現(xiàn)代人古基因組是直接研究不同的時(shí)空框架下現(xiàn)代人群演化的關(guān)鍵。通過歐亞不同人群個(gè)體（距今7千年-4.5萬(wàn)年）的基因組數(shù)據(jù)，翔實(shí)地繪制出冰河時(shí)代歐亞人群的遺傳譜圖。末次冰期結(jié)束后(1.4萬(wàn)年)的第一個(gè)強(qiáng)烈變暖事件對(duì)歐洲人群結(jié)構(gòu)影響，間接反映歐洲內(nèi)部與外界人群在冰期末期的遷移和融合。此外，在很長(zhǎng)的時(shí)間里，冰河時(shí)期的歐洲人是暗色的皮膚和棕色眼睛。一直到1.4萬(wàn)年前后藍(lán)色眼睛開始大量出現(xiàn)，而白色的皮膚是在7千年前后大量出現(xiàn)。該項(xiàng)目幫助重寫了歐洲最早的現(xiàn)代人類的歷史。Na ture新聞、BBC新聞等評(píng)價(jià)該項(xiàng)目幫助重寫了歐洲最早的現(xiàn)代人類的歷史，解鎖冰河時(shí)期歐洲人群的秘密。

進(jìn)展三：1.3億年前羽毛β角蛋白的發(fā)現(xiàn)使古生物色彩復(fù)原更加可信

由中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所泮燕紅博士所屬的研究團(tuán)隊(duì)于《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）上綜合分析了古鳥類化石中的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，首次無爭(zhēng)議地確定了化石中色素體的存在，為古生物色彩復(fù)原提供了依據(jù)。本項(xiàng)研究采用了多種化學(xué)和分子技術(shù)分析方法，其中免疫電鏡和超高分辨率的元素能譜分析，都是第一次應(yīng)用到化石分析中，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)信號(hào)在納米級(jí)別的原位標(biāo)定。他們的研究結(jié)果不僅首次在距今1.3億年化石中證實(shí)了β角蛋白的保存，而且也驗(yàn)證了羽毛化石中以往頗具爭(zhēng)議的納米級(jí)的微體結(jié)構(gòu)被β角蛋白包裹，確實(shí)為羽毛的色素體，排除了細(xì)菌的可能性。此項(xiàng)研究對(duì)今后更好地認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)古化石中的軟組織結(jié)構(gòu)、化石分子的保存以及羽毛超微結(jié)構(gòu)的演化都具有重要的意義。

進(jìn)展四：華北發(fā)現(xiàn)距今15.6億年前地球上最早的大型多細(xì)胞生物化石群

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心朱士興研究員所在的團(tuán)隊(duì)于《自然·通訊》（Na ture Communications）雜志上報(bào)道了發(fā)現(xiàn)于燕山地區(qū)中元古代高于莊組(距今15.6億年前)個(gè)體長(zhǎng)達(dá)30厘米以上的大型多細(xì)胞生物化石群，將地球上大型多細(xì)胞生物的出現(xiàn)時(shí)間提前了將近10億年。這是關(guān)于地球早期生命演化研究領(lǐng)域中一項(xiàng)重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，表明元古宙中期地球"枯燥的10億年"可能并不枯燥，不僅改變了以前關(guān)于地球生命早期演化的既有認(rèn)識(shí)，也為重新從不同角度探索距今18億-8億年前地球系統(tǒng)演化的奧秘提供了新思考。

進(jìn)展五：早泥盆世植物根系促進(jìn)土壤形成及河流地貌轉(zhuǎn)型

北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院薛進(jìn)莊博士所屬團(tuán)隊(duì)于2016年8月在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》發(fā)表封面和亮點(diǎn)論文，報(bào)道了目前所知最古老的具根系古土壤（早泥盆世），提供了早期植物根系與土壤相互作用的直接證據(jù)，提出克隆生長(zhǎng)是登陸初期的、原始的維管植物作用于地球系統(tǒng)的一種重要機(jī)制，揭示出早期植物對(duì)地表環(huán)境的顯著作用體現(xiàn)在促進(jìn)土壤形成、增強(qiáng)地貌穩(wěn)定性以及促進(jìn)曲流河構(gòu)型的形成等多個(gè)方面。這一成果對(duì)于揭示早期植物對(duì)地球系統(tǒng)演化的影響有重要意義。

進(jìn)展六：白堊紀(jì)琥珀中發(fā)現(xiàn)系列昆蟲偽裝行為及最原始螞蟻社會(huì)化起源

中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所王博研究員等人于《科學(xué)進(jìn)展》（Science Adva nce）和《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）上發(fā)表論文，報(bào)道白堊紀(jì)琥珀中所發(fā)現(xiàn)的最古老的昆蟲覆物偽裝行為和極其特化的獨(dú)角蟻。昆蟲覆物偽裝行為的研究結(jié)果為脈翅目和半翅目昆蟲的早期生態(tài)演化提供了新見解，也為重建白堊紀(jì)古環(huán)境以及昆蟲-植物之間生態(tài)關(guān)系提供了新線索。獨(dú)角蟻的發(fā)現(xiàn)則填補(bǔ)了螞蟻早期演化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，表明螞蟻演化早期就出現(xiàn)了明顯的形態(tài)和生態(tài)特化，其早期演化過程比先前的設(shè)想要復(fù)雜的多，修訂了早期螞蟻形態(tài)保守的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。

進(jìn)展七：撫仙湖蟲腹神經(jīng)節(jié)與泛節(jié)肢動(dòng)物早期神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)化

由云南大學(xué)古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室楊杰博士與張喜光教授銜的研究團(tuán)隊(duì)在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》發(fā)表文章，報(bào)道了寒武紀(jì)節(jié)肢動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)研究的新發(fā)現(xiàn)。成果基于昆明東郊寒武系第3階小石壩化石庫(kù)干群真節(jié)肢動(dòng)物昆明澄江蝦（Chengjia ngoca ris kunmingensis）展開討論，以實(shí)體化石形式首次展現(xiàn)了縱貫軀體的腹神經(jīng)節(jié)(VNC)及其微米級(jí)的外緣神經(jīng)。該發(fā)現(xiàn)揭示蛻皮動(dòng)物祖先的神經(jīng)學(xué)特性延續(xù)到干群真節(jié)肢動(dòng)物衍生類群，但隨后在冠群代表中消失；闡明了泛節(jié)肢動(dòng)物腹神經(jīng)索的原始特征，并推斷一些神經(jīng)學(xué)特性在緩步類和真節(jié)肢類曾獨(dú)立次生消失。這些新知為探討泛節(jié)肢動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)早期本質(zhì)特征以及隨后分異的進(jìn)化歷程提供了可靠證據(jù)。

進(jìn)展八：甕安生物群中發(fā)現(xiàn)盤狀卵裂動(dòng)物胚胎化石

由中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所殷宗軍博士所屬的研究團(tuán)隊(duì)于《地質(zhì)學(xué)》（Geology）雜志上發(fā)表文章，報(bào)道了最早的具盤狀卵裂形式的動(dòng)物胚胎化石，為了解早期動(dòng)物發(fā)育模式以及動(dòng)物直接發(fā)育模式的起源帶來新的啟示。動(dòng)物起源是生命演化的重大革新事件。分子鐘估算認(rèn)為動(dòng)物在7.5億年前后就已崛起，而復(fù)雜動(dòng)物化石出現(xiàn)時(shí)間相比分子鐘推測(cè)要滯后1-2億年。兩者的時(shí)間差表明動(dòng)物有一段前寒武紀(jì)"隱形"演化史。甕安生物群作為前寒武紀(jì)特異埋藏化石庫(kù)恰好為揭示這段隱形歷史提供了重要窗口。最近殷宗軍等人利用同步輻射斷層成像技術(shù)在甕安生物群中發(fā)現(xiàn)一類具有典型盤狀卵裂特征的標(biāo)本?？v觀生命之樹，只有兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物（比如鸚鵡螺、蝎子、斑馬魚等）的胚胎具盤狀分裂模式。該發(fā)現(xiàn)表明兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物特有的某些發(fā)育機(jī)制在6億年前就已經(jīng)起源。

進(jìn)展九：白堊紀(jì)中期琥珀中保存的一段具有原始羽毛的恐龍尾部

以中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院邢立達(dá)博士為首的研究團(tuán)隊(duì)于《當(dāng)代生物學(xué)》上撰文，報(bào)道了白堊紀(jì)中期琥珀中保存的帶羽毛恐龍尾部。該標(biāo)本標(biāo)志著人類首次發(fā)現(xiàn)保存在琥珀中的非鳥恐龍。標(biāo)本為一只恐龍的尾部，包含了至少八枚尾椎，尾椎被三維的、具有微觀細(xì)節(jié)的羽毛包圍。有趣的是，這些尾椎沒有融合成尾綜骨或棍狀尾，后者常見于現(xiàn)生鳥類及與它們最近的獸腳類親戚（如馳龍類），相反，這只恐龍的尾部長(zhǎng)且靈活。更重要的是，這些羽毛并沒有發(fā)達(dá)的中軸（羽軸），羽毛的分支結(jié)構(gòu)表明，現(xiàn)代羽毛分枝中最細(xì)小的兩層（羽支和羽小枝）是在鳥類演化出羽軸之前就已經(jīng)出現(xiàn)。

進(jìn)展十：（并列）澄江生物群三維保存的大附肢類節(jié)肢動(dòng)物幼蟲

由云南大學(xué)古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉煜研究員、侯先光教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)于《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上首次報(bào)道了迄今為止所知最早的無節(jié)幼蟲類節(jié)肢動(dòng)物幼蟲。這項(xiàng)研究給保存方式為布爾吉斯型的化石節(jié)肢動(dòng)物的進(jìn)化發(fā)育生物學(xué)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也為此類研究設(shè)定了更高的技術(shù)手段標(biāo)準(zhǔn)，使得研究者可以從化石表面和內(nèi)部最大程度地提取信息。

進(jìn)展十：（并列）遼西發(fā)現(xiàn)最早的銀杏植物木材化石

由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院蔣子堃高級(jí)工程師、中科院南京地質(zhì)古生物所王永棟研究員領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)于《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）雜志上發(fā)表論文，報(bào)道了最早的銀杏植物木材化石，對(duì)揭示銀杏木材的演化譜系提供了重要證據(jù)?，F(xiàn)生銀杏植物是典型的活化石，只有一屬一種，其木材化石在白堊紀(jì)之前報(bào)道很少。發(fā)現(xiàn)自遼西北票地區(qū)髫髻山組距今約1.6億年的銀杏木材化石"遼寧銀杏木"(Ginkgoxylon lia oningense)具有銀杏屬的典型木材解剖構(gòu)造，是古植物學(xué)者首次在侏羅紀(jì)地層中發(fā)現(xiàn)的具有確鑿解剖構(gòu)造的銀杏木屬木材化石。不僅代表了銀杏木屬出現(xiàn)時(shí)代最早的類型，而且還是現(xiàn)生銀杏木材演化最原始的基部類型，可以較為完整地勾勒出銀杏屬木材的演化序列。這項(xiàng)成果對(duì)進(jìn)一步揭示侏羅紀(jì)的燕遼生物群植物多樣性特征、演化和環(huán)境背景提供了重要的古植物解剖學(xué)證據(jù)。