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石板灘生物群發現新的恰尼蟲化石

時間：2025-11-25 14:53:23 來源：桑間濮上網作者：百科閱讀：264次

圖1 石板灘生物群中的梅森恰尼蟲Charnia masoni（1, 2）以及細長恰尼蟲Charnia gracilisn. sp.（3–8）
石板灘生物群發現新的恰尼蟲化石

圖2 石板灘生物群中的細長恰尼蟲Charnia gracilisn. sp.
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圖3 對石板灘生物群中的恰尼蟲與世界范圍內其他恰尼蟲標本統計所得出的散點圖（1-7），以及測量標準示意圖（8、灘生9）
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圖4 對來自石板灘生物群中保存有完整次級分枝數量的細長恰尼蟲Charnia gracilisn. sp.進行統計得出的散點圖
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圖5 恰尼蟲的古地理分布圖
（神秘的地球uux.cn）據中國科學院南京地質古生物研究所：恰尼蟲（Charnia）是最具代表性的埃迪卡拉化石之一，在阿瓦隆組合（距今約5.75-5.6億年前）、發現白海組合（距今約5.6-5.5億年前）、恰尼納瑪組合（距今約5.5-5.39億年前）三種面貌不同的蟲化埃迪卡拉生物群中都有發現；其也是迄今為止研究得最多的埃迪卡拉化石之一。然而關于恰尼蟲親緣屬性、石板石生長發育模式以及生活方式等科學問題至今仍沒有一致的灘生結論。
此前，物群恰尼蟲屬僅有其模式種梅森恰尼蟲(Charnia masoni）一個種。發現在前人的恰尼研究結果中，恰尼蟲屬曾有其他3個形態種，蟲化太原外圍模特預約（外圍模特）外圍預約（微信199-7144-9724）一二線城市真實上門外圍上門外圍女，快速安排30分鐘到達但是石板石它們隨后要么被歸入其他的形態屬，要么被厘定為模式種的灘生同物異名。因此，物群人們認為恰尼蟲可能在其延續的約三千萬年的時間里都保持了較高的形態穩定性。但也有科學家認為是由于恰尼蟲化石保存的形態信息有限，使得沒有足夠的特征數據（尤其是定量的數據）開展種一級別的細分工作。
產自我國湖北三峽地區埃迪卡拉系燈影組灰巖中的石板灘生物群（距今5.5~5.43億年），是世界上為數不多的產于碳酸鹽巖當中的埃迪卡拉生物群。經過十余年的挖掘，中國科學院南京地質古生物研究所早期生命研究團隊的科研人員在石板灘生物群中，共計發現了12枚恰尼蟲化石標本（圖1、2），并展開了詳細的研究。相關成果發表在國際知名古生物學期刊《古生物學雜志》（Journal of Paleontology）上。
通過對來自石板灘生物群以及世界各地已發表的恰尼蟲標本進行葉狀體與各級分枝結構的形態測量，研究發現可將石板灘生物群的標本分為兩種類型。一種類型可歸入模式種，即梅森恰尼蟲（Charnia masoni；圖1.1、1.2）；另一種類型則歸入本次研究新建立的種——細長恰尼蟲（Charnia gracilisnew species；圖1.3-1.8、2）。
本次研究通過定義一個用于衡量初級分枝彎曲程度的新參數X，系統比較各地標本的參數X以及初級分枝與中線之間的夾角（分枝角度），發現細長恰尼蟲與梅森恰尼蟲在這兩種數據中的平均值分布都有較大差異（圖3）。具體而言，細長恰尼蟲具有更為細長且筆直的初級分枝，具有較小的分枝角度（≤20°）；而梅森恰尼蟲的初級分枝為S形，通常具有相對較大的分枝角度（>20°）。因此，通過詳細的形態測量可推測，恰尼蟲屬不止包含模式種這一種類型，細長恰尼蟲可能在此前的研究中被忽略了。
研究發現，來自石板灘生物群的恰尼蟲標本還證實了其兩階段生長模式的假說。在石板灘段的材料中，有兩個體型較小的葉狀化石可視作幼年時期的恰尼蟲，它們的初級分枝數量（~10）要明顯少于恰尼蟲最大的標本（≥26），這說明初級分枝數量的增長是該類生物的一個關鍵生長方式。另一方面，對于不同的單個標本而言，無論是位于葉狀結構頂端還是中下部的初級分枝，其上的次級分枝數量是接近的，但是次級分枝的形狀卻是隨著標本大小而變化，同時次級分枝的面積大小也隨著葉狀結構的長度而增大（圖4）。因此，恰尼蟲主要通過前期初級分枝數量上的增長和后期初級分枝體積膨大而增長，而初級分枝的生長主要通過次級分枝體積的膨大實現。
來自石板灘生物群的恰尼蟲標本亦表明了這種生物營底棲固著、直立生長的生活方式。盡管恰尼蟲被廣泛地視作一種底棲生物，對于它在海床上的生長姿勢卻存在不同觀點。一些學者認為恰尼蟲是倒伏在海底上生長的，認為它們可能具有背、腹兩面，而化石保存下來的總是同一面；而更多學者則認為恰尼蟲營固著直立生活。此次在石板灘生物群中發現了一枚恰尼蟲標本，其具有一個扭曲的莖（圖1.1），這很可能是該生物個體死前被水流影響所導致，從側面證明了恰尼蟲營固著直立生長的觀點。
恰尼蟲具有固著器的這一特點也與固著直立的生長習性相符合，雖然恰尼蟲保存固著器的相關化石證據很少。石板灘生物群中有兩枚恰尼蟲標本保存了固著器結構（圖1.1、1.7），尤其是上述具扭曲莖的恰尼蟲標本，有一個較大的圓盤狀固著器，固著器上發育有絲狀結構。這可能是在水流作用下，大的固著器從沉積物中被拔出所造成的，這個解釋與該標本具有扭曲的莖以及石板灘段周期性的風暴沉積環境相一致。因此，石板灘生物群的標本，支持恰尼蟲營固著直立的方式生長，而非倒伏生長于海床上。
此外，研究還發現恰尼蟲標本與后生動物遺跡化石可以保存在同一層面上（圖2.3），說明恰尼蟲能夠生活于后生動物存在的環境中，這種共存的關系可對造跡生物與埃迪卡拉化石之間的生態相互作用提供了重要的啟示意義。
此次石板灘生物群中恰尼蟲的發現，不僅進一步豐富了該生物群的整體面貌，而且表明該生物群是世界范圍內最年輕的恰尼蟲化石產地之一。研究擴大了恰尼蟲的古地理及古環境分布，表明恰尼蟲是地層延限最大（距今5.74-5.39億年間，跨越了約三千萬年的地球歷史）、地理分布最廣（分布于各個不同古緯度的古板塊上，圖5）的埃迪卡拉生物之一，它幾乎見證了整個埃迪卡拉生物群的興衰歷史。
本研究得到國家自然科學基金、中國科學院、科技部國家重點研發計劃青年科學家項目、中科院青促會、現代古生物學和地層學國家重點實驗室的聯合資助。
論文相關信息： Wu, C., Pang, K.*, Chen, Z.*, Wang, X., Zhou, C., Wan, B., Yuan, X., Xiao, S. 2022. The rangeomorph fossil Charnia from the Ediacaran Shibantan biota in the Yangtze Gorges area, South China. Journal of Paleontology. https://doi.org/10.1017/jpa.2022.1097.

(責任編輯：綜合)

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