埃迪卡拉纪陡山沱期瓮安生物群中磷酸盐化球状化石新材料及其问题讨论

磷酸盐化球状化石是埃迪卡拉纪瓮安生物群中的主要化石类型。研究初期其生物属性被归于绿藻;随后,由于发现一些球状化石标本保存有类似后生动物卵裂的二分、四分、八分、十六分、三十二分等细胞分裂特征及分裂球规则有序的排列方式,并且不同分裂阶段的球体大小基本保持一致等特征,一些学者将其解释为动物的胚胎化石,并由此引起了国内外众多学者的关注和热烈的讨论。近年来,又有学者将其解释为巨大的氧化硫细菌。本文在系统介绍这些磷酸盐化球状化石研究现状的基础上,报道了一些新的球状化石材料,包括一些具有出芽现象的球状化石以及Parapandorina和Megaclonophycus之间的过渡分子。新材料的发现显示,尽管休眠卵和胚胎假说是迄今为止对瓮安生物群中磷酸盐化球状化石的最佳解释,但仍有无法解释的一些问题,这些球状化石确切亲缘关系的确定还有待于新材料的不断发现和研究程度的不断深入。

贵州瓮安震旦纪陡山沱期磷酸盐化球状化石的新观察

我国贵州瓮安陡山沱期磷块岩中的磷酸盐化球状化石是近年来受到广泛关注的一类微体化石。对于它们的生物亲缘认识,长期以来存在着动植物之争。特别是近年来一些学者发现,部分磷酸盐化球状化石内部保存了2、4、8、16等几何级数增长的细胞特征,根据化石的大小、细胞排列方式和表面纹饰可与现生甲壳类动物的胚胎比较,认为它们很可能是动物胚胎化石。但另一些学者却持截然不同的观点,认为它们不是动物胚胎化石而是绿藻门团藻类。本文主要依据最近通过醋酸浸解法在贵州瓮安震旦纪陡山沱期含磷地层发现的大量球状实体化石的观察与研究,同时结合相同层位岩石薄片所发现的大量同类化石微细结构的对比。特别是把磷块岩中的化石与燧石中发现的化石详细比较,对一些磷酸盐化球状化石的归属和亲缘关系进行探讨。研究表明贵州瓮安陡山沱期磷酸盐化微体化石群具有多样性特征,包含不同门类,是迄今为止全球保存最好的晚新元古代磷酸盐化的化石库。

磷酸盐化球状化石研究述评

磷酸盐化球状化石是近 2 0年来才相继发现的一类微体化石 ,主要产于下寒武统梅树村阶和震旦系陡山沱组的含磷地层。研究初期其生物亲缘就存在动植物之争 ,但多数专家将其作为分类位置未定的球状化石。近年来 ,由于一些学者研究发现部分磷酸盐化球状化石具有后生动物胚胎发育序列的特征 ,认为它们可能是刺细胞动物或两侧对称动物的胚胎化石 ,从而引起了国内外众多学者 ,尤其是藻类和疑源类专家的关注和热烈讨论。本文在总结球状化石研究进程的基础上 ,对其当前的研究焦点 ,如归属问题、后生动物胚胎化石、保存机制及分类命名 ,进行了简略的评述 ;同时 ,简要介绍了其研究意义。

贵州瓮安陡山沱组球状化石元素地球化学浅析

本文利用电子探针微区分析技术(EPMA),首次分析了采自贵州瓮安北斗山磷矿区陡山沱组外壁呈瘤状及多边形板片状的磷酸盐化球状化石的元素地球化学含量,包括常量元素氧化物含量和部分稀土元素含量。经初步对比发现:具瘤状及板片状外壁的两类球状化石,由内至外常量元素含量的变化趋势大体相似,表明归入同一生物大门类的可能性较大;与磷块岩全岩样品相比,球状化石中除了P、Ca含量更高以外,Na、Ni、Zn和Cl有较高的含量,而且S含量和轻稀土元素Ce等含量均偏高,可能表明球状化石在趋于弱还原的沉积环境中被磷酸盐化保存;K、Al、Mg、Ti、Mn、Fe2+和Si等含量均显著低于围岩。由于还缺乏后生动物的相关对比资料,目前还不能为球状微体化石的生物学属性争议提供元素地球化学方面的确切对比意见,但分析的结果不倾向于归属藻类、硫细菌和海绵动物。这方面的尝试为深化球状化石的亲缘关系研究提供了新途径和新材料。

陕南寒武系下部宽川铺组帽球状化石

陕南寒武纪早期宽川铺组微体球状化石类型多样,如何正确辨别这些球状化石的生物属性是当前早期生命演化古生物学研究中的一个难点。我们在宽川铺组中发现了一类为数众多,具有一个或者多个不规则的帽状隆起结构以及翻边帽沿的帽状化石。研究表明这些帽状化石均为不完整的个体,其完整形态呈不规则的凹球形。根据帽球状化石帽身的数量和相对位置,这类化石可划分为"单帽型"、"双帽型"和"复帽型"三种类型。这些凹球状化石呈双层壳壁,内壁光滑,外壁粗糙。因为凹球状化石形态及其表面小孔与微体藻类、后生动物的胚胎以及壳体化石差异都非常显著,所以推测这类化石可能与带壳原生动物亲缘关系最为紧密。

埃迪卡拉纪高家山生物群球状化石新材料

埃迪卡拉纪晚期高家山生物群的多门类骨骼化石组合,在后生动物起源及早期生命演化方面具有极其重要的意义。在对高家山生物群中的研究中,新发现了大量的磷酸盐化球状化石,包括单体球类、二分球类及三分球类等。这些磷酸盐化球状化石在形态结构方面与"瓮安生物群"、"宽川铺生物群"中报道的球状化石有着一定的相似性。高家山生物群中球状化石新材料的发现不仅丰富了高家山生物群的多样性,为早期生命演化提供了可靠的材料,也揭示了前寒武纪-寒武纪生物之间可能存在着一定的连续性。

“动物胚胎”——对瓮安地区陡山沱组微体化石的错误解释

贵州瓮安磷矿上震旦统陡山沱组上段产出大量球状化石。它们具有明显的细胞壁，八细胞体向中心汇聚的排列方式，单细胞及多细胞定形球体化石大小明显变化，数以亿计的极大丰度，常见化石保存皱缩的细胞壁而原生质已流失。诸多特征表明这些化石是藻类，主要是绿藻，而非动物胚胎。

陕西宁强早寒武世磷酸盐化具星状表饰胚胎化石研究

后生动物胚胎化石研究对了解寒武纪大爆发中生命的个体及系统发育具有十分重要的意义。陕南早寒武世灯影组宽川铺段发现大量磷酸盐化的球状化石标本,其中的一些为保存有十分精细的星状表饰的胚胎化石,目前发现至少3种具星状纹饰的胚胎化石:圆球状胚胎、具中央收缩带的球状胚胎和表面具“拉伸构造”的花生状胚胎,其中后者为新类型。研究表明,此新类型在演化序列上处于圆球状胚胎、具中央收缩带的球状胚胎发育阶段之后,是胚胎向成体演化的一个重要中间过渡环节,这一发现为研究早寒武世早期后生动物胚胎及个体发育提供了新线索。

基于EPMA探析贵州瓮安陡山沱组球状矿石元素地球化学

贵州瓮安地区陡山沱组的磷块岩当中产出着极为丰富的磷酸盐化微型球形化石,本文应用EPMA法针对本地区的矿石元素进行了简要分析,并分别总结了瓮安球状化石的常量元素分析情况与分析意义,例如MgO、Al2O3、CaO、P2O5、Na2O、K2O与Cl离子等等,以供参考。

疑源类Tianzhushania在贵州瓮安震旦纪陡山沱组磷块岩中的发现

首次报道贵州瓮安地区震旦系陡山沱组磷块岩中的大型具刺疑源类Tianzhushaniaspinosa及其新种Tianzhushaniatuberiferasp .nov .。前者形态特征及内部结构与湖北峡东地区震旦系陡山沱组燧石结核中发现的典型Tianzhushaniaspinosa标本 (硅化 )完全相同 ,但多数未遭受重力挤压呈球形保存。新种特征明显 ,也呈球形保存 ,但内层表面具有明显瘤突 ,瘤突顶端向外延伸出单一或多条管状刺。另外还探讨大型具刺疑源类Tianzhusha nia属的特征 ,已定种的地理分布。

似球状沟鞭藻化石重新解释早、中寒武世甲藻甾烷的来源

在塔里木盆地和4井寒武系的膏盐沉积以及肖尔布拉克剖面玉尔吐斯组(C)下部的燧石层中发现了一类外披厚重胶被、内含若干配子的球形化石. 描述了此类化石并将其和球状沟鞭藻相比较. 这些化石可能是球状沟鞭藻类的球形生活史阶段(植物性孢囊). 如果这种认识正确的话, 那么似球状沟鞭藻类化石可以对塔里木盆地和4井寒武系的沟鞭藻类特征性生物标记物给予合理的解释.

迄今发现的最古老动物

据国家自然科学基金委员会2007年2月2日报道，古生物专家近日对在贵州瓮安发现的胚胎化石研究认为，这个距今约6亿年的动物胚胎化石可能是迄今发现的最古老动物。国际著名刊物Geology2007年第2期以封面论文的形式，刊登了由中国科学院南京地质与古生物研究所和美国阿莫斯特学院专家共同完成的论文《陡山沱化石库中珍稀的具螺旋构造的球状化石：埃迪卡拉纪动物胚胎已成年？》。

陕南早寒武世磷酸盐化囊胚期及原肠胚期动物化石

海洋无脊椎动物的卵及其早期发育阶段的产物在探讨生物分类和系统发育中具有十分重要的作用,然而却常常难以保存为化石或难以辨认,因而未能得到充分的重视.陕南早寒武世宽川铺段(灯影组顶部)发现大量磷酸盐化的球状化石标本,其中的一些保存有十分精细的超微结构,可以辨认出一个卵膜内的受精卵经可能的胚盘形成、囊胚发育、胚盘扩展形成原肠胚直至胚胎的组织分化和幼体孵化的较为完整的演化序列.这一发现及进一步研究将为早寒武世早期后生动物起源、分类、辐射演化及个体发育提供不可多得的实证材料.

陕南寒武系宽川铺组具多级四分体细胞结构的微体化石

我国华南扬子板块埃迪卡拉纪—寒武纪的含磷地层中产有丰富的呈现分裂特征的多细胞球状化石。由于有效信息的缺乏,长期以来,这些球状化石的生物属性及分类存在争议。我们在陕南寒武系宽川铺组获得的一些保存精美的分裂型球状化石,具有明显的多级四分体结构,通过与同层位产出的动物卵裂期胚胎化石、瓮安生物群中四分体结构的藻类化石对比,结果表明这些分裂球形化石很可能为多细胞藻类。

现代鱼卵硅酸盐化模拟实验

扬子地台早寒武世和埃迪卡拉纪陡山沱期的地层中发现了大量保存精美的磷酸盐化球状化石,其中一些球状化石为硅化保存,它们为解释早期生命的起源和演化提供了宝贵的素材。在这些球状化石的种属分类和胚胎真伪等方面,不同的研究人员之间还存在较大的分歧。本文通过设计实验,以团头鲂鱼卵为材料,将团头鲂鱼卵注入不同浓度硅酸盐溶液中,观察鱼卵在不同溶液中的保存状态和硅化潜力。研究结果显示:团头鲂鱼卵硅化非常迅速,鱼卵最有利的保存环境是非碱性条件下的还原条件;在同一实验条件下,同一种属,不同形态的鱼卵和鱼卵的不同部分都可以保存下来。上述实验为球状化石的种属分类和真伪鉴定研究提供了有益参考,并为球状化石形成过程的探索提供了线索和思路。