花垣生物群发现于中国湖南省湘西土家族苗族自治州花垣县境内，化石主采坑位于花垣县石栏镇磨子村仁枯坡。本生物群出土于寒武系杷榔组泥页岩地层，其时代属于辛斯克灭绝事件（Sinsk event）之后的寒武纪第四期。2020年，磨子村村委会组织修建机耕道，露出了新鲜地层剖面。同年，湖南省博物馆刘琦馆员在该地点采集到首批用于科学研究的化石标本，并交给了中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎团队。
生物多样性与古生态
花垣生物群的化石主要产出于深约12米、长约30米、宽8米的仁枯坡采坑，目前累计采集到的化石标本超过5万多块。研究团队从早期阶段采集的8681件动物化石个体中识别出了153个动物物种，其中59%代表了新物种。花垣生物群仁枯坡采坑的物种多样性超过了澄江动物群、布尔吉斯页岩生物群（Burgess shale biota）等经典采坑产出的物种数。同时，花垣生物群展现出很高的门类多样性，涵盖了非两侧对称动物中的多孔动物、、栉水母动物、刺胞动物，原口动物中的鰓曳动物、叶足动物、节肢动物、毛颚动物、环节动物、腕足动物、软体动物、软舌螺动物，后口动物中的古虫动物、棘皮动物、半索动物、脊索动物，共16个门一级动物类群。
化石埋藏
花垣生物群属于典型的布尔吉斯页岩型化石群，化石主要以碳质膜和黏土矿物膜形式保存。既保存了包括奇虾类在内的完整动物个体，又保存了柱头虫等多种全身软体的动物，同时展现出高保真度的软躯体生物学结构，比如肠道、消化腺等组成的消化系统，视神经、腹神经索在内的神经组织，以鳃为代表的呼吸器官等等。
古生态学
依据寒武纪时期华南板块的古地理重建以及化石点地层剖面上广泛分布的滑塌构造，花垣生物群是寒武纪时期生活在外大陆架深水环境的生物群。花垣生物群中的生物生活方式多样，主要生态功能群包括海底表面游移的捕食动物、海底表面固着的滤食动物、底栖游泳的食泥和捕食动物、浮游的捕食和滤食动物等。作为地球上最早的巨型动物和顶级捕食者，多样的奇虾类动物在花垣生物群中的发现，表明存在一个具有复杂捕食关系的食物网。樽海鞘在现代海洋浮游动物群落和碳循环中扮演重要角色，花垣生物群中多种樽海鞘状浮游被囊动物的存在，表明寒武纪早期的海洋碳循环已经存在类似现代海洋的生物碳泵。
花垣生物群中发现的昆明关山虾（Guanshancaris kunmingensis），是同时代滇东地区关山生物群中占主导的奇虾类，表明奇虾类单一物种的地理分布可以跨越长达750公里。从全球范围来看，花垣生物群中意想不到地产出了马尔虫（Marrella）、头盔虫（Helmetia）、西德尼虫（Sidneyia）、莫里森虫（Mollisonia）、苏鲁斯虾（Surusicaris）、爬胃虫（Herpetogaster）等，这些生物分子是寒武纪中期远在北美的布尔吉斯页岩生物群中的代表性分子。在寒武纪时期，华南板块与北美劳伦大陆被泛大洋分开，距离超过半个地球，这些运动能力、生态类型、生活史等不同的动物在花垣生物群中的存在，表明该时期寒武纪海洋动物存在长距离跨洋扩散的机制。
辛斯克灭绝事件
作为寒武纪软躯体生物群中少见的深水生物群，花垣生物群对揭示辛斯克灭绝事件提供了新的视角。在华南内大陆架的浅水相软躯体生物群里，同在滇东地区的澄江动物群和关山生物群分别是辛斯克灭绝事件前后的代表性生物群，但二者之间共有的动物分子相对较少，特别是关山生物群中缺少纳罗虫（Naraoia）和原始管虫（Archotuba）等澄江动物群常见的代表性分子。相比之下，在华南外大陆架的深水相软躯体生物群中，纳罗虫和原始管虫既存在于辛斯克灭绝事件前、与澄江动物群同时期的牛蹄塘生物群，同时也是辛斯克灭绝事件之后花垣生物群的优势动物分子。这一现象表明，辛斯克灭绝事件对浅水软躯体生物群造成了重大影响，而对深水生物群的影响有限。这与辛斯克灭绝事件中浅海大范围缺氧的环境背景相呼应。
研究团队对包括花垣生物群在内的45个寒武纪布尔吉斯页岩型软躯体化石群开展了大数据分析。在整理出3149条物种产出信息、965个属的生物多样性数据集的基础上，他们采用非度量多维尺度分析，揭示出辛斯克灭绝事件前后全球生物群的组成存在明显差异，表明寒武纪演化生物群在辛斯克事件中发生了重大转变。通过网络和距离分析，表明花垣生物群与布尔吉斯页岩生物群之间存在较紧密的联系，由于二者均属于外大陆架深水生物群，暗示了外大陆架深水环境在灭绝事件前后扮演了生物避难所、演化创新起源地的重要角色。
参见
- 澄江生物群
- 关山生物群
参考资料
评论 (0)