麒麟虾化石
一亿年前介形虫交配复原图
李氏源掠兽生态复原图
2021年3月12日,中国古生物学会在南京发布“中国古生物学2020年度十大进展”评选结果,成果集中反映了中国科技工作者在古生物学各个分支方向上所取得的具有国际影响力的高水平创新研究成果。记者了解到,中科院南京地质古生物研究所“章式麒麟虾”等成果入选,入选数量超过三项。 扬子晚报/紫牛新闻记者 于丹丹
为人类“寻根”
古人类基因密码被破译
我们是谁?我们从何而来?这是古今中外人类探究自我的终极发问。这不仅仅是一个哲学话题,更是个严谨的科学问题。科学界对于人类不同族群演化的研究从未停止。但有关东亚,尤其是中国早期人群的遗传演化研究非常匮乏。中科院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹课题组对中国南北方古人群首次展开时间跨度最大、规模性、系统性的古基因研究,揭示中国南北方古人群早在9500年前已经分化。北方人群成分影响现今人群更为显著,基本形成了现今中国人群的遗传结构。
9500年前,已有明显的南北方人群分化
在我国,北方人与南方人方言各异,外貌特征也存在一定的差异。通过对大量南北方人群的古基因组进行研究,付巧妹团队发现,在中国,南北方人群早在9500年前已分化,两地人群分别携有截然不同的古南方人群成分和古北方人群成分;至少在8300年前,南北人群融合与文化交流的进程即已开始,4800年前出现强化趋势,至今仍在延续。
现代人中,古北方人的基因更“强势”
研究表明,随着时间的推移,东亚大陆南北方人群之间的差异性和分化程度逐渐缩小,这种变化暗示着自新石器时代以来南北方之间频繁的人群迁移与混合。有意思的是,北方人群成分影响现今人群更为显著,基本形成了现今中国人群的遗传结构。
该结果表明中国南、北两地同期人群演化一直是基本连续的,与欧洲人群9000年以来不断受到近东和欧亚草原外来人群的“大换血”不同,中国人群没有受到明显的外来人群影响,迁徙混合主要是发生在区域内的各人群之中,表明近万年来中国人群的演变主要是内部基因流动带来的变化。该结果为华夏族群的形成过程研究提供了重要线索。
沿海地区是人群迁徙流动的重要通道
付巧妹团队的研究还表明,在至少8400年前,组成现今东亚人群、南岛语系人群基因结构的主要祖先群体之一已经在东南沿海出现。沿海地区是人群迁徙流动的重要通道。
该研究在《科学》杂志上发表后,得到国内外媒体和舆论的广泛关注,被自然新闻等评价称其绘制出早期农业人群的迁徙扩散图景,填补了东方尤其是中国地区早期人类遗传与演化的重要信息缺环。
这些重大进展,引起国内外关注
5亿多年前的“虾”
长了5只眼睛
“节肢动物的起源”一直是生物演化研究的一大科学难题。中国科学院南京地质古生物研究所科学家在2020年宣布,发现一种5亿多年前长相奇异的化石,化石上的“虾”就长有5只眼睛,其身体还兼具巨型捕食动物奇虾和节肢动物的多种特征。
专家说,之所以称为“麒麟虾”,是因为它如同中国传统神话中的“四不像”瑞兽——麒麟一般,身体嵌合了多种动物的形态特征。“章氏麒麟虾”是揭开节肢动物起源之谜的过渡型物种。这是我国云南“澄江动物群”中又一最新发现,给生物进化论又添实锤。
一亿年前的虫虫如何“生娃”
一亿年前的小虫是如何交配,又是如何生娃?由中国科学院南京地质古生物研究所王博研究员带领的研究团队基于缅甸克钦琥珀中的标本,分析了阿纽蝎蛉科昆虫长口器的三维解剖学形态特征,并发现在白垩纪中期已出现至少5个科的长口器传粉昆虫,将动物精子化石记录提前了至少5000万年。
王博团队还首次发现了介形虫通过“巨型精子”进行有性生殖的行为在一亿年前就已存在。令人惊讶的是,介形虫的精子之“巨大”,占到了它本身体长的三分之一!而它们的交配行为,一亿年几乎没有发生变化。
1.24亿年前的分手
来自“听”和“嚼”
这是一场来自1.24亿年前的特殊“分手”,主角一个是管“听”的器官,一个是管“嚼”的器官。
没错,在很久以前,负责“听觉”和“咀嚼”的器官是一体的。听骨和齿骨分离并高度分化,是哺乳动物与爬行类的重要差别,但两种感觉器官的分离过程,一直缺乏令人信服的化石证据。
来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的毛方园、王元青与美国自然历史博物馆孟津等学者合作,基于1.24亿年前的李氏源掠兽化石发现:曾经一体化的听觉和咀嚼器官,为了适应自然选择,提高听觉和咀嚼的效率,两个模块逐渐分离。
4700万年前 青藏高原竟是“香格里拉”
青藏高原被称为“世界屋脊”,高原腹地年平均温度在0℃以下。但是在大约4700万年前的始新世中期,这里却有着一片亚热带森林。由中国科学院西双版纳热带植物园和中国科学院古人类与古脊椎动物研究所专家联合国内外专家,深入研究了青藏高原中部中始新世湿润低地的亚热带生态系统。
该项研究成果报道了青藏高原迄今物种最为丰富的新生代化石植物群,揭示高原中部4700万年前存在亚热带森林,证明青藏高原在当时和北半球其他地区有着密切的植物区系交流,并且对北半球现代植物多样性分布格局有着重要贡献。
古植物证据结合模型模拟表明,中始新世青藏高原中部存在温暖湿润的季风气候,具有一个海拔不超过1500米的东西向中央谷地,直到中新世才逐渐形成现在的高原。
2020年度 中国古生物学十大进展
●基干兽类听觉和咀嚼器官模块式演化分离节点
●古基因组揭示中国南北方人群迁移与混合历史
●澄江动物群“章氏麒麟虾”的发现揭秘节肢动物的起源
●青藏高原中部中始新世湿润低地的亚热带“香格里拉”生态系统
●二叠纪-三叠纪大灭绝事件对生物古地理格局的影响
●三叠纪-侏罗纪之交气候变化与森林火灾事件:来自中国华南的化石证据
●白垩纪琥珀揭示昆虫和介形虫的早期演化
●环南中国海地区海岸带沉积环境演变与史前水稻农业扩张
●澄江动物群的核心价值:动物界成型和人类基础器官诞生
●寒武纪大爆发时期发现最早包壳窃食寄宿关系化石