华南特异埋藏动物群揭示奥陶纪生物大辐射早期面貌

上世纪80年代，进化古生物学家Sepkoski提出了全球显生宙以来的海洋动物多样性演变曲线，识别了显生宙三大海洋演化动物群，首次提出了“奥陶纪辐射”的概念。进入奥陶纪，海洋生物开启了“大辐射”的历程，表现为“目”“科”“属”级生物类群的爆发，以及对部分原有生物类群的演替。奥陶纪生物大辐射构建了古生代演化动物群的基本框架，同时也使以滤食生物和造礁生物为主的古生代动物群完成了对以节肢动物为主的寒武纪动物群的全面替代。

对于奥陶纪生物大辐射的研究通常都是建立在“矿化”标本的基础之上，对于“未矿化”的化石则涉及较少。特异埋藏化石库可以更加完整的反映当时海洋生物面貌，为全面认识奥陶纪海洋世界提供窗口。不同于众多寒武纪特异埋藏化石库，迄今为止，全球范围内仅发现了少量奥陶纪的特异埋藏生物群，特别是早奥陶世。近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员黄迪颖、副研究员方翔等人联合湖南博物院、中南大学合作者，在湖南永顺发现了早奥陶世特异埋藏化石库——列夕动物群，揭示了奥陶纪生物大辐射早期的海洋生态面貌。相关研究成果在线发表在《皇家学会会刊B辑》（Proceedings of the Royal Society B）上。

此次发现的列夕动物群产出于湖南省永顺县列夕乡；化石出自下奥陶统马刀堉组上部的钙质泥岩中。根据牙形刺和笔石生物组合判断该动物群的时代为距今4.75亿年的早奥陶世弗洛阶中期。时代稍晚于摩洛哥的Fezouata生物群和威尔士的Afon Gam生物群等。前人报道的早奥陶世特异埋藏化石库多集中于奥陶纪时高纬度地区，例如Fezouata生物群在古南极附近、Afon Gam动物群在古纬度60°S地区等，并且这些生物群往往保存于局限的或缺氧的环境。列夕动物群所在的华南板块在早奥陶世通常被认为位于赤道附近的低纬度区域，湘西地区则位于扬子台地边缘，属于浅水开阔台地环境。

目前在列夕动物群中，已发现环节动物、节肢动物、海绵动物、棘皮动物、鳃曳动物、刺胞动物、软体动物、腕足动物、苔藓动物、半索动物和脊索动物11个门生物门类，其中化石类群以古蠕虫类和三叶虫丰度最高。古蠕虫类大部分以软躯体型式保存，保留了部分解剖结构，如消化道等。此外，棘皮动物、海绵动物、多毛类等也有新的类群发现，值得进一步深入研究。列夕动物群还保存了多种生态位的生物类群，包括内底栖、底栖固着、底栖游移、游泳和漂浮等类型，反映了一个复杂和完整的海洋生态系统。

早奥陶世是研究古生代动物群起源和奥陶纪生物大辐射早期机制的关键时段。列夕动物群的时代比奥陶纪生物大辐射的主幕早约5~10个百万年，其中保存的特异埋藏化石，既包括寒武纪的孑遗类群（如古蠕虫类、奥托虫、球接子三叶虫），还有大量奥陶纪的新生类群（苔藓虫、多毛类等）。这些复杂的生物化石组合为从寒武纪动物群到古生代动物群的演替提供了新证据，有助于更好地揭示奥陶纪生物大辐射的早期面貌。

相关研究工作得到了中科院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金委员会等项目的联合资助。

论文链接

列夕动物群中的主要化石类群

列夕动物群中的蠕虫化石

列夕动物群生态复原图（孙捷绘）