中科院之聲 - 華南特異埋藏動物群揭示奧陶紀生物大輻射早期面貌－鑽石舞台

上世紀80年代，進化古生物學家Sepkoski提出了全球顯生宙以來的海洋動物多樣性演變曲線，識別了顯生宙三大海洋演化動物群，首次提出了「奧陶紀輻射」的概念。進入奧陶紀，海洋生物開啟了「大輻射」的歷程，表現為「目」「科」「屬」級生物類群的爆發，以及對部分原有生物類群的演替。奧陶紀生物大輻射構建了古生代演化動物群的基本框架，同時也使以濾食生物和造礁生物為主的古生代動物群完成了對以節肢動物為主的寒武紀動物群的全面替代。

對於奧陶紀生物大輻射的研究通常都是建立在「礦化」標本的基礎之上，對於「未礦化」的化石則涉及較少。特異埋藏化石庫可以更加完整的反映當時海洋生物面貌，為全面認識奧陶紀海洋世界提供窗口。不同於眾多寒武紀特異埋藏化石庫，迄今為止，全球範圍內僅發現了少量奧陶紀的特異埋藏生物群，特別是早奧陶世。近日，中國科學院南京地質古生物研究所研究員黃迪穎、副研究員方翔等人聯合湖南博物院、中南大學合作者，在湖南永順發現了早奧陶世特異埋藏化石庫——列夕動物群，揭示了奧陶紀生物大輻射早期的海洋生態面貌。相關研究成果在線發表在《皇家學會會刊B輯》（Proceedings of the Royal Society B）上。

此次發現的列夕動物群產出於湖南省永順縣列夕鄉；化石出自下奧陶統馬刀堉組上部的鈣質泥岩中。根據牙形刺和筆石生物組合判斷該動物群的時代為距今4.75億年的早奧陶世弗洛階中期。時代稍晚於摩洛哥的Fezouata生物群和威爾士的Afon Gam生物群等。前人報道的早奧陶世特異埋藏化石庫多集中於奧陶紀時高緯度地區，例如Fezouata生物群在古南極附近、Afon Gam動物群在古緯度60°S地區等，並且這些生物群往往保存於局限的或缺氧的環境。列夕動物群所在的華南板塊在早奧陶世通常被認為位於赤道附近的低緯度區域，湘西地區則位於揚子台地邊緣，屬於淺水開闊台地環境。

目前在列夕動物群中，已發現環節動物、節肢動物、海綿動物、棘皮動物、鰓曳動物、刺胞動物、軟體動物、腕足動物、苔蘚動物、半索動物和脊索動物11個門生物門類，其中化石類群以古蠕蟲類和三葉蟲豐度最高。古蠕蟲類大部分以軟軀體型式保存，保留了部分解剖結構，如消化道等。此外，棘皮動物、海綿動物、多毛類等也有新的類群發現，值得進一步深入研究。列夕動物群還保存了多種生態位的生物類群，包括內底棲、底棲固着、底棲游移、游泳和漂浮等類型，反映了一個複雜和完整的海洋生態系統。

早奧陶世是研究古生代動物群起源和奧陶紀生物大輻射早期機制的關鍵時段。列夕動物群的時代比奧陶紀生物大輻射的主幕早約5~10個百萬年，其中保存的特異埋藏化石，既包括寒武紀的孑遺類群（如古蠕蟲類、奧托蟲、球接子三葉蟲），還有大量奧陶紀的新生類群（苔蘚蟲、多毛類等）。這些複雜的生物化石組合為從寒武紀動物群到古生代動物群的演替提供了新證據，有助於更好地揭示奧陶紀生物大輻射的早期面貌。

相關研究工作得到了中科院戰略性先導科技專項（B類）、國家自然科學基金委員會等項目的聯合資助。