琥珀是陸生植物的樹脂化石,其中常封存著遠古昆蟲的遺骸,具備研究價值。近日,兩塊來自緬甸的罕見琥珀引起科學(xué)家關(guān)注,只因其中不僅包裹著節(jié)肢動物的殘骸,還有海洋動物菊石。海洋動物是如何來到森林中的?海洋生物與陸地生物為何共存于琥珀中?中國地質(zhì)大學(xué)邢立達課題組聯(lián)合中外科學(xué)家展開研究,相關(guān)成果已發(fā)表在SCI收錄期刊《古昆蟲學(xué)》上。
“白堊紀時間膠囊”封存至少2770種生物
菊石是已滅絕的頭足類動物,與現(xiàn)存的鸚鵡螺、烏賊等是近親。它們的殼體、殼形變化多樣,小至幾毫米,大至2米以上,是最常見的古生物化石種類之一。菊石最早出現(xiàn)于距今約4億年前的早泥盆世,因繁殖迅速,在中生代成為海洋中的優(yōu)勢物種。6500萬年前,白堊紀末大滅絕來臨時,菊石與恐龍一樣都走向滅絕。不過,菊石豐富的化石遺存作為地球歷史的見證,成為判斷地層年齡的“標準化石”。
琥珀中的菊石包裹體非常少見,目前只發(fā)現(xiàn)于緬甸北部胡康河谷。這里是知名的琥珀產(chǎn)區(qū),包裹體所呈現(xiàn)的生物群非常豐富,不僅有蚊、甲蟲、蜘蛛等無脊椎動物,還有蛙類、恐龍羽毛等罕見的種類。目前,該琥珀生物群已鑒定物種超過2770個,涵蓋50個綱級生物類群,是名副其實的“白堊紀時間膠囊”。
本次研究使用的兩件胡康河谷琥珀標本,分別收藏于潮州德煦古生物研究所與廣州蔚藍奇跡博物館。
其中較大的標本包含一枚直徑約30毫米的菊石殼體,較小的標本中可見不完整的菊石殘骸。研究人員利用高分辨率顯微斷層掃描技術(shù)(顯微CT)獲取了標本的內(nèi)部構(gòu)造,識別出中等內(nèi)卷的壓扁外殼、光滑殼面以及縫合線形態(tài)等關(guān)鍵特征,結(jié)合緬甸琥珀產(chǎn)出的地層年齡,將較大標本中的菊石歸入“帶菊石超科”。較小標本中的菊石殘骸僅保留部分分類學(xué)特征,如輕微的鋸齒狀鞍部和中度內(nèi)卷的殼體形態(tài)。
較大的琥珀標本中,與菊石共存的節(jié)肢動物包括蜱螨亞綱、半翅目古花蝽科和雙翅目蠅類,代表了陸地及可能淡水生態(tài)系統(tǒng)的組成成分。兩件標本還含有碳化的植物碎片及糞便顆粒,指示森林地面環(huán)境來源。
科學(xué)家破案,風(fēng)暴潮汐把菊石沖入沿海森林中
琥珀作為樹脂化石,通常記錄的是白堊紀至新生代地層中的陸生生物信息,水生生物的包裹體相對罕見,海洋生物的記錄更是相當罕有。
論文主要作者之一,中國地質(zhì)大學(xué)(北京)的研究生金予飛告訴記者,“這兩枚菊石的發(fā)現(xiàn)為重建白堊紀緬甸的生態(tài)環(huán)境提供了線索,當時的琥珀森林位于熱帶海濱,類似于今天的熱帶沿海森林。這引發(fā)了我們對樹脂同時包裹海生、陸生生物這一事件過程的研究興趣。”
為何會出現(xiàn)這樣的特例呢?破解謎案有三條線索:首先菊石殼室內(nèi)充填有大量方解石,這表明這枚菊石被樹脂包裹之前,曾短暫暴露于空氣中;其次,殼室內(nèi)的砂質(zhì)填充顯示,它在被樹脂包裹前曾受到明顯的風(fēng)化作用;此外,菊石外殼存在破損、內(nèi)部未見軟組織保存的情況,則暗示了菊石是被海水沖到岸邊。
研究人員推測,這些菊石可能在風(fēng)暴或潮汐等高能過程作用下,被搬運至海岸附近的森林區(qū)域,并在搬運過程中受到破壞。經(jīng)過一段時間的風(fēng)化和砂質(zhì)填充后,菊石最終被富含植物碎片和陸生、淡水節(jié)肢動物殘骸的樹脂所包裹,形成了海洋生物與陸地生物共存于同一琥珀中的罕見記錄。這一發(fā)現(xiàn)為重建中生代沿海森林生態(tài)系統(tǒng)提供了重要線索。
研究表明,在白堊紀時期,緬甸地區(qū)受高能環(huán)境事件頻發(fā)和熱帶氣候的共同影響,部分產(chǎn)琥珀的樹木就生長在海岸線附近。這些樹脂不僅包裹了森林地表的陸生生物群落,還包裹了來自高能沿海水域、經(jīng)過搬運的海洋生物,這為了解樹脂在特殊埋藏環(huán)境下同時保存陸生與海洋生物的過程提供了重要的新視角。
現(xiàn)代快報/現(xiàn)代+記者 是鐘寅
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