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        澄江化石遺址

           2022-08-02 10:44:47 560

        澄江化石遺址(中國)位于云南省的山地丘陵地區,占地512公頃,是目前保存較完整的寒武紀早期海洋古生物化石群,展現了門類廣泛的無脊椎與脊椎生命體的硬組織及軟組織解剖構造。澄江化石群記錄了早期復雜海洋生態系統的形成。澄江遺址至少保存了160種生物門類和諸多神秘的種群以及其他196個物種,它們是5.3億年前地球生物大爆炸的證據——現今地球上主要動物群都在這一時期出現。

        基本介紹

        澄江生物群位于我國云南澄江帽天山附近,產出地層為云南下寒武統筇竹寺組玉案山段黃綠色粉砂質頁巖中。

        她生動地再現了5.3億年前海洋生命壯麗景觀和現生動物的原始特征,為研究地球早期延續時間為5370萬年的生命起源、演化、生態等理論提供了珍貴證據,澄江生物群的研究和發現,不僅為寒武紀生命大爆發這一非線性突發性演化提供了科學事實,同時對達爾文漸變式進化理論產生了重大的挑戰。澄江生物群共涵蓋16個門類、200余個物種化石(截止2012年)。 2012年7月1日,澄江化石地正式被列入《世界遺產名錄》。

        外形特征

        澄江生物群共涵蓋16個門類、200余個物種珍稀動物化石的發現地,其中有無脊椎動物化石,也有原始脊索動物化石。特別可貴的是,現今生物所有門類的遠祖代表都有發現,有硬體也有軟體印模,為人們研究寒武紀早期生物大爆發過程中生理結構、生物習性、系統演化和生態環境等提供了證據。以上發現不僅為“寒武紀大爆發”這一非線性突發性演化提供了科學事實,同時對達爾文漸變式進化理論來說的確是個極大的難題及挑戰。

        澄江化石地這在世界同類化石地中極為罕見,完整展示了寒武紀早期海洋生物群落和生態系統。

        云南東部寒武紀早期的澄江動物群,以多門類動物軟驅體化石的特殊保存為特征,是一個舉世罕見的化石寶庫?,F已發現的澄江動物群化石共120余種,分屬海綿動物、腔腸動物、線形動物、鰓曳動物、動吻動物、葉足動物、腕足動物、軟體動物、節肢動物、脊索動物等10多個動物門以及一些分類位置不明的奇異類群。此外,還有多種共生的藻類;澄江動物群生動再現了距今五億二千萬年前海洋生物世界的真實面貌,將包括脊索動物在內的大多數現生動物門類的最早化石記錄追溯到寒武紀初期,充分展示出寒武紀早期生物的多樣性,為揭示生物演化“寒武紀大爆發” 的奧秘提供了極珍貴的直接證據,因此被譽為20世紀最驚人的科學發現之一。

        分布范圍

        澄江生物群化石分布廣泛,位于云南省玉溪市澄江市(鳳麓鎮)城東6公里帽天山附近。距昆明市56公里,距玉溪市87公里。

        帽天山化石帶,呈帶狀蜿蜒分布,這條分布帶長20公里,寬4.5公里,埋藏深度在50米以上。

        種群現狀

        提供古生物學證據

        地球生命的“寒武紀大爆發”指的就是這里。澄江生物群再現了寒武紀早期海洋生物的真實面貌,為揭示地球早期生命演化的奧秘提供了極其珍貴的證據。澄江生物群化石保存在細膩的泥巖里,動物軟體附肢構造保存精美,且呈立體保存。構造細節能比較容易地在顯微鏡里用針尖揭露出來。

        生命多樣性是一切復雜系的基本特征,是生命存在的基本形式,因而成為當今世界的一個最為關切的議題。發生于距今5.4億年到5.3億年期間的“寒武紀大爆發”事件是現代多樣性基本框架形成的一次最重要事件。我國云南早寒武世早期的澄江生物群不僅保存極為完整,而且十分古老,所代表時間非常貼近“寒武紀大爆發”事件,為揭示“寒武紀大爆發”生命突發性事件進而為回答人類所關注的多樣性的起源和演化這一重要科學問題提供了一個最佳的“窗口”和豐富的科學依據。

        科學家們已經陸續采集到130余種化石。幾乎所有的現生動物的門類和已滅絕的生物,都突然地出現在寒武紀地層,而更古老的地層中卻沒有其祖先的化石被發現。澄江生物群以軟軀體化石的罕見保存為特色,現已發現描述的澄江生物群化石分屬海綿動物、腔腸動物、鰓曳動物、葉足動物、腕足動物、軟體動物、節肢動物等多個動物門以及一些分類位置不明的奇異類群。此外,還有多種共生的海藻。動物化石群中的水母化石填補了我國古生物研究的空白。寒武紀早期水母化石的發現,在國際上也屬首次。

        除水母化石外,還有海綿、蠕蟲、腕足類、腹足類,軟舌螺,金碧蟲和其他類型的節肢動物等,其軟件結構及骨骼保存得非常完善,并以種類之多,保存之完整、生動可與世界著名的澳大利亞晚前寒武紀的埃迪卡拉動物群、加拿大中寒武紀的布爾吉斯頁巖動物群相媲美。而且這一發現,填補了布爾吉斯、埃迪卡拉這兩個動物群之間演化的一個重要環節?!‰m經5億多年的滄桑巨變,這些最原始的各種不同類型的海洋動物軟體構造保存完好,千姿百態,栩栩如生,是目前世界上所發現的最古老、保存最好的一個多門類動物化石群;生動如實地再現了當時海洋生命壯麗景觀和現生動物的原始特征,為研究地球早期生命起源、演化、生態等理論提供了珍貴證據。

        澄江動物化石群的發現,引起世界科學界的轟動,被稱為“20世紀最驚人的發現之一。澄江生物群精確記錄寒武紀早期生物大爆發的史實。不僅為“寒武紀大爆發”這一非線性突發性演化提供了科學事實,同時對達爾文漸變式進化理論產生了重大的挑戰。

        生命起源證據

        節肢動物是動物界中最龐大一類,但是關于節肢動物原始特征以及各類群之間的關系,科學界對其了解很少。以往所發現化石,多是節肢動物的外骨骼,而解決節肢動物分類,論述其演化關系,關鍵構造為腿肢。保存好腿肢在化石中很少發現。所以關于寒武紀節肢動物的系統分類處于一個混亂狀態。

        通過澄江節肢動物研究,對節肢動物分類關系與原始特征有了一個清楚的認識。澄江節肢動物具有一個非常原始體軀分化,比如現代蝦大約有18個不同類型的體節,而澄江節肢動物僅有3或4個。充分展示了隨著漫長時間的推移,節肢動物體節特化而行使不同功能演化趨勢。

        澄江生物群里,雙瓣殼節肢動物多種多樣,小者1mm 左右,大者可達100mm 以上,許多種類保存有完美軟體附肢。研究證實,相似殼瓣卻包裹著十分不同的軟體與附肢。因此它們殼瓣不能作為分類和相互關系的依據,殼是趨同演化結果。同是雙瓣殼節肢動物,它們能分屬于不同的超綱。因此,澄江生物群為科學家研究早期生命起源和演化提供了寶貴證據。

        快速演化證據

        澄江生物群向人們展示各種各樣的動物在寒武紀大爆發時立即出現,現在生活在地球上各個動物門類幾乎都已存在,而且都處于一個非常原始等級,只是在后來的演化中,各個不同類群才演化成一個固定模式。如現在所有昆蟲的頭部體節數量都是一樣的,而原始節肢動物類群頭部體節的數量變化則相當大(從1節到7節)。從形態學觀點來講,早寒武世動物的演化要比現在快得多。新的構造模式或許能在一夜間產生,門與綱一級的分類單元特征所產生的速度或許就如我們認為種所產生的速度一樣地快。

        達爾文指出,較高級分類范疇是生物種級水平演化變化慢慢堆積的結果,依次達到屬和科、目、綱和門級水平。這并不意味著達爾文是不正確的,因為受當時科學條件束縛,但其理論是不全面的。自然選擇很大程度上是一個穩定選擇,這一種選擇有可能阻礙著演化。另外,正如在現生的昆蟲與植物中所遇到的情況,新種或著許通過單個或少數幾個突變就可以形成,實際上雜交種卻難于產生。

        在寒武紀,新門(比如腕足動物門)通過不同器官在成長速度里,通過簡單轉換就可以產生,以致于成年個體能夠保存祖先幼蟲濾食生活方式。這一個過程在幾百年或幾千年內就可以形成、產生新門。澄江生物群給科學家提供的生物高級分類單元快速演化的證據(突變)是我們在教科書中所讀不到的。

        修正生物進化史

        以前所知道的最老保存軟體的生物群是中寒武世的加拿大布爾吉斯頁巖生物群,它比早寒武世寒武紀大爆發要晚1000 多萬年。因此,加拿大布爾吉斯頁巖生物群不可能指出地球上最老動物都是些什么。我們之前對寒武紀生物大爆發所產生的生物和生物群落結構所知甚微。

        在現代的海洋中,70%以上動物種和個體實際上都是由軟組織構成的,所以極少有形成化石的可能。那么寒武紀生物大爆發的時候是不是也會產生如此眾多的軟軀體動物?

        通過澄江化石研究,完全能夠修正某些同類生物群原先的研究錯誤觀點。如動吻動物門大型奇蝦類動物,具有 100 余年的研究歷史,過去一直把此類動物認為是無腿巨大怪物。澄江生物群不但存在著這類動物,而且保存好且類型多,我們研究從根本上改變原來的觀點。加拿大布爾吉斯頁巖葉足動物門怪誕蟲的研究,科學界一直把它作為不可思議奇形怪物。澄江同類化石研究,證明原來研究成果是背、腹倒置。如果沒有澄江生物群,我們對這些動物認識永遠是一個謎。

        重要意義

        澄江生物群是以全景式寫照,生動的再現了5.3億年前的“寒武紀大爆發”發生的真實過程,他充分顯示了寒武紀早期生物多樣性。幾乎所有現生動物的門類和許多滅絕的生物在完全沒有祖先痕跡可尋的前提下奇跡般地出現在寒武紀的原始海洋中,從而將大多數現生動物門類的演化歷史追溯到了寒武紀的開始階段。

        澄江生物群發現,使我們如實地看到地球海洋中最古老的動物原貌;才使的我們認識到,自寒武紀生物大爆發時,地球海洋里就生活著紛繁眾多,生態各異動物;絕大多數地層中保存的硬骨骼化石誤導我們對早期生命的認識。例如葉足動物門有爪動物,只生活在南半球少數陸地地區。澄江生物群告訴我們,有爪動物在寒武紀大爆發的時候不但存在,其形態還出乎意料地比現代有爪動物更加的豐富多彩。

        以前所知道的最老的保存軟體的生物群是中寒武世的加拿大布爾吉斯頁巖生物群,它比早寒武世寒武紀大爆發要晚1000多萬年。因此,加拿大布爾吉斯頁巖生物群不可能指出地球上最老的動物都是些什么。我們對寒武紀生物大爆發所產生的生物及生物群落結構所知甚微。在現代的海洋中,70%以上的動物種和個體實際上都是由軟組織構成的,因而極少有形成化石的可能。那么寒武紀生物大爆發時是不是也會產生如此眾多的軟軀體動物?

        澄江生物群化石保存在細膩的泥巖中,動物的軟體附肢構造保存精美,且呈立體保存。構造細節能比較容易地在顯微鏡下用針尖揭露出來。通過澄江化石的研究,我們完全能夠修正某些同類生物群原先的研究錯誤觀點。如動吻動物門的大型奇蝦類動物,具有100余年的研究歷史,過去一直把此類動物認為是無腿的巨大怪物。澄江生物群不但存在在這類動物,而且保存好,類型多,我們研究從根本上改變了原來的觀點。加拿大布爾吉斯頁巖葉足動物門的怪誕蟲的研究,科學界一直把它作為不可思議的奇形怪物。澄江同類化石的研究,證明原來的研究成果是背、腹倒置。如果沒有澄江生物群,我們對這些動物的認識永遠是一個謎。

        節肢動物是動物界中最龐大的一類,但是關于節肢動物的原始特征以及各類群之間的關系,科學界對其了解很少。以往所發現的化石,多是節肢動物的外骨骼,而解決節肢動物的分類,論述其演化關系,關鍵構造是腿肢。保存好的腿肢在化石中很少發現。因此關于寒武紀節肢動物的系統分類處于一個混亂狀態。通過澄江節肢動物的研究,對節肢動物分類關系和原始特征有了一個清楚的認識。澄江節肢動物具有一個非常原始的體軀分化,例如現代蝦大約有18個不同類型的體節,而澄江節肢動物僅僅有3或4個。這充分展示了隨著漫長時間的推移,節肢動物體節特化而行使不同功能的演化趨勢。澄江生物群中,雙瓣殼節肢動物多種多樣,小者1mm左右,大者可達100mm以上,許多種類保存有完美的軟體附肢。研究證實,相似殼瓣卻包裹著十分不同的軟體和附肢。因此它們的殼瓣不能作為分類和相互關系的依據,殼是趨同演化的結果。同是雙瓣殼節肢動物,它們可以分屬于不同的超綱。因此,澄江生物群為我們研究早期生命起源、演化提供了寶貴證據。

        澄江生物群向人們展示了各種各樣的動物在寒武紀大爆發時立即出現,現在生活在地球上的各個動物門類幾乎都已存在,而且都處于一個非常原始的等級,只是在后來的演化中,各個不同類群才演化為一個固定模式。如Now所有昆蟲的頭部體節數量都是一樣的,而原始的節肢動物類群頭部體節的數量變化則相當大(從1節到7節)。從形態學的觀點來講,早寒武世動物的演化要比今天快得多。新的構造模式或許能在“一夜間”產生,門和綱一級的分類單元特征所產生的速度或許就如我們認為種所產生的速度一樣地快。而達爾文認為,較高級的分類范疇是生物種級水平演化變化慢慢堆積的結果,依次達到屬、科、目、綱和門級水平。這并不意味著達爾文是不正確的,由于受當時科學條件束縛,但是其理論是不全面的。自然選擇很大程度上是一個穩定選擇,這種選擇有可能阻礙著演化。另外,正如在現生的昆蟲和植物中所遇到的情況,新種或許通過單個或少數幾個突變就可以形成,實際上雜交種卻難于產生。在寒武紀,新門(例如腕足動物門)通過不同器官在成長速度中,通過簡單的轉換就可以產生,以致于成年個體能夠保存祖先幼蟲的濾食生活方式。這個過程在幾百年或幾千年內就可以形成、產生新門。澄江生物群給我們提供的生物高級分類單元快速演化的證據(突變)是我們在教科書中所讀不到的。

        澄江生物群給我們提供了一個完整的最古老的海洋生態群落圖,這種生態群落之前我們的認識幾乎是一片空白?,F在,我們不僅能知道在寒武紀大爆發時產生了哪些動物,我們還能初步了解不同動物的生活方式和食性。澄江生物群或許還能幫助我們了解寒武紀生物大爆發中生物演化的原因,以及誘發這種大爆發的理由。 


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