新闻动态 实验室召开 2016 年度工作总结会 袁训来主任做 2016 年实验室工作总结报告 1 月 18 日, 现代古生物学和地层学国家重点实验室 2013 年度自主性课题结题评审及 2016 年度总结会在所图书馆三楼报告厅举行 所领导 各职能部门负责人 实验室成员以及公共技术服务中心共四十余人参

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1 新闻动态 实验室召开 2016 年度工作总结会... 1 中科院前沿局副局长王颖一行调研南京古生物所和我室... 2 GBDB 地层古生物大数据计算获得突破... 3 我室多项成果入选中国古生物学十大进展... 4 科研进展 中越边境云南绿春发现晚志留世陆生植物隐孢子和三缝孢... 7 澄江生物群中新发现多种大型食肉动物奇虾化石... 8 山西阳泉早二叠世木材中发现担子类真菌 白垩纪伞菌的多样性 来自缅甸琥珀蘑菇和甲虫的证据 琥珀化石揭示一亿年前昆虫求偶行为 开放课题研究进展 : 鸟类踝部演化研究中取得重要进展 研究表明 寒武纪大爆发 始于前寒武纪 科学传播 南京古生物所接收地大山科大本科生来所交流 国重 科学大讲坛 系列讲座第一期开讲 达尔文大讲堂第四讲 寒武纪大爆发 成功开讲 人才奖励 我室成员荣获 2016 年江苏省科学技术奖一等奖 我室陈均远研究员入选 2016 年中国高被引学者榜单... 26

2 新闻动态 实验室召开 2016 年度工作总结会 袁训来主任做 2016 年实验室工作总结报告 1 月 18 日, 现代古生物学和地层学国家重点实验室 2013 年度自主性课题结题评审及 2016 年度总结会在所图书馆三楼报告厅举行 所领导 各职能部门负责人 实验室成员以及公共技术服务中心共四十余人参加了会议 上午进行的课题评审环节由袁训来主任主持, 评委专家对 2013 年度批准的国家重点实验室自主课题 基础性课题进行了结题评审 评委听取了自主课题负责人的结题汇报, 并认真审阅了基础性课题的结题报告, 以不记名形式现场投票评分 下午的主任工作总结报告及青年骨干学术报告由王永栋副主任主持 袁训来主任代表实验室做了 2016 年度工作总结报告, 对年度内实验室成员取得的重要科研进展 论文论著发表情况 国际国内交流合作 软硬件平台建设 科学传播与科教融合 实验室管理和运行等方面进行了全面总结, 并针对人才培养和队伍建设 学科发展 平台建设等提出了几点思考, 得到了与会领导 院士 专家 1

3 实验室成员的广泛认可并进行了积极讨论 会议还邀请四位实验室的青年科研人员万斌 王博 王光旭和殷宗军做了精彩的学术报告, 内容包括蓝田生物群 瓮安生物群 缅甸琥珀生物群以及有关奥陶纪生物大灭绝的最新研究进展 中科院前沿局副局长王颖一行调研南京古生物所和我室 座谈会现场 近日, 中国科学院前沿科学与教育局副局长王颖在前沿局教育处处长杨鹏 重点实验室处处长侯宏飞以及数理化学处副处长毛羽丰的陪同下, 到南京古生物所开展调研 南京古生物所领导班子, 现代古生物学和地层学国家重点实验室 中国科学院资源地层学与古地理学重点实验室以及相关职能部门负责人参加了座谈交流 南京古生物所所长杨群介绍了研究所的基本情况 十三五时期的规划布局 依托国家重点实验室和院重点实验室等取得的特色亮点成果以及研究所科教融合工作 随后王颖一行就国家重点实验室建设 院重点实验室改革发展以及研究所科教融合等相关问题与参会人员进行了交流座谈 2

4 调研中, 王颖一行还参观了我室样品处理实验室 模式标本馆 Micro-CT 设 备 GBDB 数据库等重要科研支撑设施, 与科技人员进行了深入交流, 并对 GBDB 数据库等的工作给予了高度评价 GBDB 地层古生物大数据计算获得突破 CONOP. net 的启动界面 近日,GBDB 地层古生物数据库及其并行计算软件, 在全球排名第二的超级计算机 天河二号 上成功完成了晚古生代海洋无脊椎生物 9000 物种数据集的计算工作 该进展表明, 在定量地层学的软件开发与应用方面,GBDB 已经达到世界领先水平 经过近十年的快速发展,GBDB 数据库平台已经积累了来自世界各地的海量的地层古生物数据, 在 2014 和 2015 年还分别被正式确定为国际地层委员会和国际古生物协会的官方数据库 但随着数据的快速增长, 计算能力的不足极大地限制了区域乃至全球地层古生物数据分析的开展 在基金委重大项目 古生代海洋重大生物事件 和创新研究群体等项目的支持下,GBDB 数据库团队的樊隽轩 侯旭东 杨娇等从 2013 年 3 月开始了定量地层学约束最优化法 CONOP 9 的优化工作 2013 年 5 月, 樊隽轩 侯旭东与 CONOP 程序开发者 加州大学河滨分 3

5 校 Peter M. Sadler 教授合作完成了 CONOP 的 C# 版本 CONOP.net 的开发工作, 其性能较 CONOP 9 快 3 倍左右 ;2014 年, 樊隽轩 侯旭东与德国 SAP 公司南京创新中心的罗琼等合作完成了基于 SAP HANA 数据库的 CONOP.HANA 的开发工作, 其性能较原始版本提升了约 33 倍, 并由 SAP 公司无偿租借了一台高性能 HP 工作站用于高性能计算, 这也成为 GBDB 数字地层学实验室部署的第一台高性能计算硬件平台 随着 GBDB 数据库数据的快速增长, 以及华南古生代生物多样性计算工作的启动, 上述程序的计算能力再次遇到瓶颈 因此, 从 2015 年夏天起,GBDB 数据库团队决定利用前沿的并行计算技术与超级计算机, 彻底解决计算瓶颈问题 经过 1 年的艰苦攻关,GBDB 团队在 2016 年夏天完成了第一个并行计算版本 - CONOP.Para 1.0 的开发工作, 该程序可发挥单机或工作站上多核 CPU 的性能, 从而实现数倍到十余倍的速度提升 ( 取决于 CPU 的颗数和核数 ) 2016 年 11 月, GBDB 数据库团队携手中科曙光团队利用 MPI 并行技术, 融合了模拟退火算法和遗传算法, 完成了超算版本 -CONOP.Para 2.0 的开发, 并在我院计算机网络信息中心超级计算中心的超级计算机 元 上完成了 100 核至 5000 核的测试工作 由于 元 的体量较小, 难以调度 5000 核以上的资源进行后续测试, 因此 GBDB 数据库团队在全球排名第二的超级计算机 天河二号 上申请机时开始了万核以上的测试工作, 并于近期利用 1 万核成功完成了晚古生代海洋无脊椎生物 9000 物种数据集的计算工作, 其加速比为 6/10 核, 也即在 天河二号 的 1 万核上可实现 6000 倍左右的性能提升 CONOP.Para 2.0 是定量地层学领域全球第一个成功在超级计算机上运行并通过正确性测试的软件, 其成功开发, 表明 GBDB 数据库团队在定量地层学的软件开发与应用方面, 已经达到世界领先水平 2017 年,GBDB 数据库团队将利用这一软件和超级计算机 天河二号 重建中国古生代海洋无脊椎动物的多样性演化历史, 并在这一软件基础上开发生命演化的多媒体可视化系统 我室多项成果入选中国古生物学十大进展 4

6 2016 年度中国古生物学十大进展发布仪式现场 3 月 22 日, 有着 88 年历史的中国古生物学会在北京发布了 2016 年度 中国古生物学十大进展 中国科学家在古生物学各分支领域取得的科学成果, 有力地推动着世人对地质历史生命演化历程的认识 其中, 由现代古生物学和地层学国家重点实验室研究人员等完成的四项科研成果入选 十大进展 华北发现距今 15.6 亿年前地球上最早的大型多细胞生物化石群我室朱茂炎研究员团队与中国地质调查局天津地质调查中心朱士兴研究员等在 自然通讯 (Nature Communications) 杂志上报道了发现于燕山地区中元古代高于庄组 ( 距今 15.6 亿年前 ) 的大型多细胞生物化石群, 将地球上大型多细胞生物的出现时间提前了将近 10 亿年 这项研究表明, 元古宙中期地球 枯燥的 10 亿年 可能并不枯燥, 彻底改变了以前关于地球生命早期演化的既有认识, 为探索 8-18 亿年前的地球系统演化提供了新思路 白垩纪琥珀中发现系列昆虫伪装行为及最原始蚂蚁社会化起源我室王博研究员等在 科学进展 (Science Advance) 和 当代生物学 (Current Biology) 上报道了白垩纪琥珀中所发现的最古老的昆虫覆物伪装行为和极其特化的独角蚁 研究结果为重建白垩纪古环境以及昆虫 - 植物之间生态关系提供了新线索 ; 填补了蚂蚁早期演化的关键环节, 表明蚂蚁演化早期就出现了明显的形态和生态特化, 其早期演化过程比先前的设想要复杂的多 瓮安生物群中发现盘状卵裂动物胚胎化石我室殷宗军副研究员等在 地质学 (Geology) 上报道了最早的具盘状卵裂 5

7 形式的动物胚胎化石, 为了解早期动物发育模式以及动物直接发育模式的起源带来新的启示 该成果利用同步辐射断层成像技术在瓮安生物群中发现一类具有典型盘状卵裂特征的标本 纵观生命之树, 只有两侧对称动物 ( 比如鹦鹉螺 蝎子 斑马鱼等 ) 的胚胎具盘状分裂模式 该发现表明两侧对称动物特有的某些发育机制在 6 亿年前就已经起源 辽西发现最早的银杏植物木材化石我室王永栋研究员团队与中国地质科学院蒋子堃高级工程师等在 科学报告 (Scientific Reports) 上发表论文, 报道了最早的银杏植物木材化石 发现自辽西距今约 1.6 亿年的银杏木材化石 辽宁银杏木 ( 新种 ) 具有银杏属的典型木材解剖构造, 是古植物学者首次在侏罗纪地层中发现的具有确凿解剖构造的银杏木属木材化石 这项新的发现不仅代表了银杏木属出现时代最早的类型, 而且还是现生银杏木材演化最原始的基部类型, 为揭示银杏木材的演化谱系提供了重要证据 6

8 科研进展 中越边境云南绿春发现晚志留世陆生植物隐孢子和三缝孢 三缝孢普通显微镜 ( 左 ) 和红外显微镜 ( 右 ) 图像对比 中越边境云南绿春县小米角附近出露了一套厚度约 4066 米的黑绿色千枚状粉砂质板岩 由于缺少相应化石证据, 对于其地层时代至今仍有争议 我室刘锋副研究员通过与云南地质调查队合作, 在该段地层的中上部发现了大量碳化程度很高的孢型化石 由于这些高成熟度化石在生物显微镜下一般不透光, 因此使得对这些孢型化石的镜下鉴定变得较为困难 为了解决这个问题, 研究人员使用了舒尔兹 (Schulze) 液和发烟硝酸等前人普遍使用的方法对这些样品进行了氧化处理, 但多未获得可准确鉴定的孢型化石 在此情况下, 刘锋等试探性使用了红外显微成像技术, 对这些化石进行了重新观察和拍照, 获得了大量清晰度较高的孢型化石照片 从中鉴定出了大量隐孢子 (8 属 12 种 ) 和三缝孢 (10 属 23 种 ) 以及少量疑源类 (2 属 2 种 ), 同时也发现了少量可能是早期陆生维管束植物的管胞碎片 在这些孢型化石中, 三缝孢子约占化石总量的 42.3%, 远远高于从邻近地区 ( 云南墨江 ) 早志留世地层中发现的该类孢子化石的含量 (8%), 因此该段地层的地层时代为早志留世的可能性较低, 层位上应该高于云南墨江的漫波组 通过与在英国威尔士南部中晚志留世地层中建立的孢型化石组合带的对比发现, 云南绿春的孢型化石组合面貌与在威尔士南部 Cae Castell 组上段至 Hill 7

9 Garden 组下段建立的 Scylaspora downiei-concentricosisporites saggitarius 孢型化石组合带非常接近, 而该孢型化石组合带普遍被认为与 Nilssoni 笔石带相当, 时代为罗德洛世 (Ludlow) 因此云南绿春县小米角附近出露的巨厚黑绿色千枚状粉砂质板岩上部的时代为罗德洛世, 层位上应高于云南墨江的漫波组, 与水箐组基本相当 由于绿春发现的孢型组合中, 隐孢子和三缝孢子含量极高 (98%), 疑源类含量较低, 表明罗德洛世时期, 印支板块绿春地区为滨海近岸沉积环境 同时由于当前孢型化石组合中三缝孢含量较高 (42.3%), 且具有较高的多样性, 因此推断罗德洛世时期印支板块上的陆生维管束植物在数量和多样性方面都较早志留世有了很大发展 由于早期陆生植物的三缝孢和隐孢子在空气中传播的能力非常弱, 因此这些孢型化石具有很好的古地理指示意义, 通过与世界其他地区同时代孢型组合相似性的比较发现印支板块在罗德洛世时期可能依然与冈瓦纳板块较为接近 论文信息 :Liu, F., Wang Y., Zhu, H.C., Ouyang, S. (2016): Palynomorphs from massive metamorphosed rocks in Lvchun, Yunnan, Southwest China: evidence from the Ludlow Age and its geological implications. Review of Palaeobotany and Palynology, 澄江生物群中新发现多种大型食肉动物奇虾化石奇虾 (anomalocaridids) 是一类体型巨大 身体造型奇特的化石节肢动物, 具有大而精细的复眼 特化的捕食前附肢 口锥和游泳桨状肢, 表现出对捕食行为的高度适应 因口锥呈放射状, 奇虾又被称为射口类 (Radiodonta) 奇虾体长最大可达 2 米, 被认为是显生宙海洋生态系统中最早的顶级捕食者, 也是 寒武纪大爆发 最具代表性的明星动物之一 奇虾的身体由非骨骼化的软躯体构成, 只能在特异埋藏的软躯体化石库中保存, 且大部分的奇虾化石都是离散的身体部位, 曾被命名为不同的物种 完整的奇虾类化石十分稀有, 最早发现于加拿大寒武纪中期的布尔吉斯页岩生物群, 此后也陆续在我国云南寒武纪早期的澄江生物群 摩洛哥早奥陶世的 Fezouata 生物群和德国早泥盆世的洪斯吕克 (Hunsrück) 板岩生物群产出 目前为止, 已报 8

10 道的奇虾类化石已达 13 属 21 种之多, 产出于全球自寒武纪早期至早泥盆世大约 1.2 亿年间的 25 个软躯体特异埋藏化石库 早期海洋大型食肉动物 奇虾类 : 左侧为狭义奇虾类代表, 右侧为赫德虾类代表 与以奇虾属 Anomalocaris 为代表的 传统意义上的狭义奇虾类相比, 赫德虾类奇虾 (hurdiids) 是近年发现的另一大类奇虾 赫德虾类奇虾以加拿大寒武纪中期布尔吉斯页岩生物群的赫德虾 (Hurdia) 和摩洛哥早奥陶世 Fezouata 生物群的海神盔虾 (Aegirocassis) 为代表, 其典型特征为位于头部的三分头壳复合体 该头壳复合体由一块位于背部的中板和位于两侧的一对侧板铰合而成 其中, 中板两侧对称, 侧板自身不对称 我国云南距今 5.2 亿年前的寒武纪澄江生物群中已发现至少四种已确定的奇虾类化石, 其中帚状奇虾 (Anomalocaris saron) 双肢抱怪虫(Amplectobelua symbrachiata) 和带刺有爪里拉琴虫 (Lyrarapax unguispinous) 三种均有保存完整个体标本的发现, 属于狭义的奇虾类 但是, 之前澄江生物群中未有赫德虾类奇虾的发现 既然赫德虾类全球性分布, 那么作为最早的特异埋藏化石库, 澄江生物群中是否存在赫德虾呢? 这个问题将对了解寒武纪大爆发早期食物链结构和 9

11 海洋生态系统的特征具有重要意义 近日, 我室朱茂炎课题组的赵方臣副研究员和博士研究生曾晗等在英国 系统古生物学 (Journal of Systematic Palaeontology) 上报道了赫德虾类奇虾在澄江生物群中的首次发现 这些奇虾化石产自多个澄江生物群产地, 标本均为特征的头壳化石, 共计六种, 包括至少两个新种 澄江生物群中多种类型奇虾化石的发现, 表明大型捕食型奇虾类动物在寒武纪大爆发的早期已经高度多样化, 证实了类似现代海洋的复杂食物链和生态系统在寒武纪大爆发时期就已经形成 该研究以长篇幅的形式, 总结了全球奇虾类的地史分布, 厘定了奇虾头壳的形态术语, 详细描述 复原了澄江生物群的赫德虾类奇虾头壳的外形 壳体分层和微观构造, 系统分析了乳头状瘤点的埋藏学, 提出奇虾头壳的分层构造和生理功能可能与一些现生甲壳类的头胸部外壳类似 在对比所有已报道奇虾头壳的基础上, 归纳出双层壳体是所有奇虾头壳的共同特征, 而乳头状瘤点是绝大多数赫德虾类头壳的共同特征 揭示了赫德虾类奇虾头壳的大型化 ( 最大占奇虾体长的 50%) 复合构成和高度的形态分异, 与狭义奇虾类头壳的小型化 ( 最大占奇虾体长的 8%) 单片构成和保守的卵状外形形成鲜明的对比, 反映了这两大类奇虾在身体造型上的显著差异和不同的演化方向 论文相关信息 :Han Zeng, Fangchen Zhao*, Zongjun Yin, Maoyan Zhu Morphology of diverse radiodontan head sclerites from the early Cambrian Chengjiang Lagerstätte, south-west China. Journal of Systematic Palaeontology, doi: / (*corresponding author) 山西阳泉早二叠世木材中发现担子类真菌石炭 - 二叠纪是地质历史时期最重要的成煤期之一, 但这一时期形成大量的工业开采煤层的原因众说纷纭 其中一个普遍接受的观点是由于具备分解木质素能力的伞菌纲真菌演化迟滞, 导致了该时期大量的植物遗体无法被分解, 从而导致了大量的泥炭堆积, 进而形成了巨厚的煤层 近期, 我室王军研究员等在我国山西阳泉上石炭统 - 下二叠统太原组上部采集了大量的化石木材 经过室内切片 显微观察后发现, 在一种科达类植物茎干 (Shanxioxylon sp.) 的髓部和初生木质部发现了大量的化石真菌的菌丝, 菌丝分 10

12 叉 具隔, 而且还保存了伞菌纲担子菌类所特有的锁状联合结构 根据这一特殊的结构, 科达植物茎干中的真菌被认定为是担子菌类 (Basidiomycetes) 在现代陆地生态系统中, 担子菌类是最主要的分解者之一, 是能够分解植物体内木质素的最重要的真菌类群 在之前对我国安加拉植物区晚二叠世的一种化石木材的研究过程中 ( 新疆二叠纪发现植物与真菌甲螨相互作用证据 ), 课题组已经发现担子类真菌选择性分解木材管胞的详细过程, 即木质素含量较高的胞间层被优先降解, 其次是纤维素和半纤维素含量的较高的初生壁被分解, 最后分解次生壁 保存在科达茎干 (Shanxioxylon sp.) 初生木质部中的担子菌类菌丝 ( 黑色箭头指示锁状联合结构 ) 担子类真菌在整个晚古生代的记录十分罕见, 这也是 真菌演化迟滞成煤论 形成的主要原因 当前研究揭示早在早二叠世 ( 甚至可能更早 ), 具备木质素分解能力的担子菌类已经在我国华北由华夏植物群占主导地位的陆地生态系统中出现 我国华北石炭 - 二叠纪大量煤炭形成真正的原因并非是伞菌纲真菌的 演化迟滞, 而更可能是华北板块特殊的地理位置 植物群大量繁盛 潮湿的气候以及合适的沉积环境体系等综合作用的结果 论文相关信息 :Wan, M., Yang, W., He, X., Liu, L., Wang, J*., First record of fossil basidiomycete clamp connections in cordaitalean stems from the Asselian 11

13 Sakmarian (lower Permian) of Shanxi Province, North China. Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology, 466, doi: /j.palaeo 白垩纪伞菌的多样性 来自缅甸琥珀蘑菇和甲虫的证据 缅甸琥珀中多样化的蘑菇和白垩纪中期巨须隐翅虫取食蘑菇的生态复原图 蘑菇是一类大型 种类繁多的高等真菌, 隶属担子菌门, 伞菌纲 食用真菌 12

14 多属这类, 如香菇 牛肝菌 金针菇等 伞菌类的子实体较大, 通常肉眼可见, 属于繁殖器官 蘑菇的生活周期很短, 且质地柔软, 缺乏几丁质表皮或矿化壳体, 也不具备高等植物的维管束结构, 很难保存为印痕化石 目前已知的蘑菇化石均来自琥珀, 共描述 5 种蘑菇化石, 其中 3 例来自中新世多米尼加琥珀 ( 约 2000 万年前 ), 两例分别来自白垩纪新泽西琥珀 ( 约 9000 万年前 ) 和缅甸琥珀 已知最古老的蘑菇来自白垩纪中期 ( 约 1 亿年前 ) 的缅甸琥珀 因此, 人们对蘑菇的早期演化历史, 特别是中生代演化史知之甚少 最近, 我室黄迪颖研究员领导的科研团队对大量缅甸琥珀进行了研究, 发现多种蘑菇, 并通过蘑菇专食性甲虫的化石记录和功能形态学分析论证了白垩纪蘑菇的多样性, 该项成果于 2017 年 3 月 16 日发表于 自然 通讯 (Nature Communications) 最早的蘑菇发现于缅甸琥珀, 但这块标本保存欠佳, 仅保存了伞盖部分 黄迪颖等在收集的 2 万多枚缅甸琥珀标本中发现了多个保存完好的小型蘑菇, 提供了中生代伞菌多样性的直接证据 这些蘑菇包含 4 个新类型, 均属于伞菌纲伞菌目, 极大地丰富了白垩纪蘑菇的多样性 更有趣的是, 研究人员还在缅甸琥珀中发现了多种形态特殊的甲虫, 即巨须隐翅虫 现代所有的巨须隐翅虫 ( 约 100 种 ) 都是严格以蘑菇为食的昆虫, 而不同的甲虫类型取食不同种类的蘑菇 琥珀中的巨须隐翅虫形态特征上与现代类型十分相似, 尤其是它们高度特化的口器 : 下唇须末端呈斧状, 端部布满细小的嗅觉感受器, 用以探寻蘑菇并判断它们的新鲜程度 ; 另外, 它们的上颚内侧呈锯齿状, 用以切割和取食蘑菇 在缅甸琥珀中共发现 3 种巨须隐翅虫, 这也从另一个角度暗示了蘑菇种类的多样性 此外, 具有类似特化口器的巨须隐翅虫的演化史至少可以追溯到白垩纪早期的热河生物群 ( 约 1.25 亿年前 ), 其中至少发现了 3 类形态各异的巨须隐翅虫, 从而旁证了早白垩世的蘑菇多样性, 并将蘑菇的起源前推了至少 2000 万年 论文相关信息 :Chenyang Cai, R. A. B. Leschen, D. S. Hibbett, Fangyuan Xia, Diying Huang, 2017: Mycophagous rove beetles highlight diverse mushrooms in the Cretaceous. Nature Communications doi: /ncomms

15 琥珀化石揭示一亿年前昆虫求偶行为 黄氏憶人扇蟌化石和求偶行为复原图 求偶行为广泛存在于现生昆虫的各个类群, 但化石记录极为罕见, 这是因为昆虫 ( 包括其他动物 ) 行为保存为化石的几率极低 昆虫的古行为研究多借助间接的证据来推导, 如一些特殊的身体结构 近期, 我室王博研究员等于缅甸琥珀中发现了 3 枚具求偶行为的雄性豆娘化石 这些化石被命名为黄氏憶人扇蟌, 以感谢台湾的黄憶人先生慷慨捐赠模式标 本以供研究 14

16 该扇蟌具有带斑纹的薄豆荚状的巨大胫节, 用以吸引异性 : 它们会在雌性面前翩翩起舞, 展示其美丽的六足, 并用巨足来驱赶其他雄性, 以获取成功交配的机会 该研究将蜻蜓的求偶行为追溯到 1 亿年前的恐龙时代 相关成果于 3 月 20 日在线发表在英国 Nature 出版集团 Scientific Reports 上 现生雄性扇蟌科和鼓蟌科豆娘具有类似增生胫节, 用于求偶期间的性展示和驱赶其他领地侵犯者 雄性扇蟌科豆娘具有白色羽毛状的胫节增生足, 在交配前, 它们在雌性面前缓缓飞行, 来展示他们的 大白腿 但扇蟌科豆娘胫节对称, 且仅中 后足生增生, 尺寸也小于黄氏憶人扇蟌 鼓蟌科豆娘六足胫节均增生, 胫节内侧和外侧颜色不一样, 其中内侧用于领地防御, 而外侧用于吸引异性, 尺寸也远小于黄氏憶人扇蟌 与两者相比, 黄氏憶人扇蟌胫节透明, 并有两条窄的棕色斑纹, 后足胫节巨大 极度增生而呈豆荚状 这种极端特化的情况在现生和化石蜻蜓中还是首次发现 黄氏憶人扇蟌的胫节透明, 具有两条棕色斑纹, 图案与一些脉翅目昆虫的翅膀相像 后足胫节具有一个眼睛形状的斑纹, 类似于一些脉翅目昆虫的翅点和蝴蝶翅膀上的眼点 现生脉翅目昆虫和蝴蝶的翅点和眼点主要用于威吓捕食者, 或将伤害转移到翅膀来保护身体 蜻蜓属于视力很好的捕食者, 黄氏憶人扇蟌胫节上的眼点可能更多的是用于吸引异性而非吓阻捕食者, 功能类似于孔雀羽毛上的眼点 然而, 极度增生的胫节很可能会令他们飞行缓慢, 因此成为一些更强大的捕食者 ( 如鸟类或者翼龙 ) 的盘中之餐, 这很可能是导致它们灭绝的原因 论文信息 :Zheng Daran*, Nel A., Jarzembowski E.A., Chang Su-Chin*, Zhang Haichun, Xia Fangyuan, Liu Haoying, Wang Bo* (2017) Extreme adaptations for probable visual courtship behaviour in a Cretaceous dancing damselfly. Scientific Reports. 开放课题研究进展 : 鸟类踝部演化研究中取得重要进展非鸟类恐龙在向鸟类演化过程中后肢发生了很多改变, 如行走姿势由近于直立转变为屈膝行走, 出现了可以对握并且具有很强的抓握能力的脚趾等 与之对应, 鸟类踝关节 ( 功能上对应于人类膝盖 ) 出现了下跗骨 胫骨软骨和跗骨间籽 15

17 骨等特化结构 这些特化结构改变了鸟类复杂的肌腱系统对单个脚趾活动的控制和力矩, 从而提高了鸟类脚趾抓握的精度和力量, 这对于鸟类的飞行和捕食都具有重要的意义 由于缺乏化石的证据, 这些鸟类后肢特化结构何时和如何演化而来还不清楚 孔子鸟 (Confuciusornis) 的后肢 CT 成像 2017 年 3 月 22 日 自然通讯 ( 在线发表了由南京大学地球科学与工程学院姜宝玉教授和英国皇家兽医学院的 John R. Hutchinson 教授领导的合作研究成果 这支由中国和英国科学家组成的团队研究了保存在中国早白垩世 ( 大约一亿两千五百万年前 ) 湖泊沉积物中的早期鸟类化石 孔子鸟 (Confuciusornis) 的后肢 扫描电镜和 CT 成像揭示这件化石很好地保存了踝部关节附近 含显微尺度下的细胞和纤维结构的软骨 肌腱和韧带等软组织组织 根据与恐龙 早期鸟类和现生鸟类踝部结构对比, 发现孔 16

18 子鸟已经具有了下跗骨 胫骨软骨和跗骨间籽骨, 但这些特化结构还主要以软骨为主 同时, 孔子鸟具有介于早期恐龙和现生鸟类之间的踝部姿态, 支持了现生鸟类屈膝姿态是从早期恐龙以及早期鸟类那里逐渐演化过来的 尽管孔子鸟腿部的形态和功能与现生鸟类不完全相同, 但正在接近现生鸟类 进一步的同步辐射 X 射线和多光谱成像揭示了一部分有机物也被保存了下来 这项发现和越来越多的证据都说明在特殊条件下, 氨基酸或者蛋白质碎片等生物分子可以在化石中保存数百万年以上 曼彻斯特大学的 Roy Wogelius 教授也参与了这项研究, 他评论说道, 这件特异保存的化石, 使我们能够在这种关键的早期鸟类身上发现微弱但是重要的化学和结构信息 古生物学 鸟类学 生物力学 地球化学和医学成像等多领域科学家之间的国际合作促成了这项多层次的研究 布里斯托大学的 Michael Benton 教授补充说道, 我们的研究说明了新兴的先进技术是如何和新发现的化石相结合, 并改变我们对于动物的结构 生理和行为的演化过程的理解 该项研究得到我室开放性项目资助 论文相关信息 :Jiang, B., Zhao, T., Regnault, S., Edwards, N. P., Kohn, S. C., Li, Z., Wogelius, R. A., Benton, M. J., and Hutchinson, J. R., 2017, Cellular preservation of musculoskeletal specializations in the Cretaceous bird Confuciusornis: Nature Communications, v. 8, p 研究表明 寒武纪大爆发 始于前寒武纪最近, 由我室朱茂炎研究员带领的一个国际小组在国际著名地学期刊 地质学 (Geology) 杂志上发表了关于寒武纪大爆发研究的最新成果 他们依据在俄罗斯远东西伯利亚地区获得的地层和古生物化石资料, 证明寒武纪典型的动物骨骼化石在前寒武纪晚期就已经出现, 并与前寒武纪晚期典型的弱矿化动物骨骼化石混生, 从而表明寒武纪生物群与前寒武纪晚期埃迪卡拉纪生物群之间具有逐渐过渡的演化关系 这一新的研究成果打破了目前关于寒武纪大爆发的既有认识, 寒武纪大爆发并不是在寒武纪早期突发性发生的, 而是起始于前寒武纪末期 同时认为, 前寒武纪末期并没有发生生物大灭绝事件, 寒武纪之初一次全球性剧烈的碳循环异常环境事件也与寒武纪大爆发无明显关系 17

19 中俄英三国西伯利亚联合考察队合影 (2015 年 8 月 ) 已知地球生命大约具有 38 亿年甚至更早的演化历史, 但为什么我们熟知的 类似人类自己这种既可以运动 又可以捕食的复杂生命 ( 多细胞动物 ) 直到距今 5.4 亿年前才开始在地球上爆发式快速出现 ( 寒武纪大爆发 )? 这是自 1859 年达尔文进化论代表作 物种起源 问世以来一直困扰科学界的重大科学谜题 近 30 年来, 包括我国在内的全球科学家在动物起源和寒武纪大爆发研究领域获得一系列重大科学发现, 为破解这个科学难题做出了重要贡献 例如, 我国云南的寒武纪早期澄江动物群 (5.2 亿年前 ) 中发现了包括原始脊椎动物在内的几乎所有已知现代动物门类化石, 同时全球各地发现了比澄江动物群还早的 具有各种各样骨骼和矿化外壳的动物化石 这些寒武纪早期的化石发现进一步证实了动物寒武纪大爆发的真实存在, 并加大了寒武纪大爆发的突发性 揭示动物在寒武纪大爆发之前的演化历史是破解寒武纪大爆发之谜的根本途径 近几十年来, 寒武纪之前地层中也相继发现了大量形态看似复杂 具有动物特征的化石 比如, 前寒武纪末期全球各地发现的典型埃迪卡拉生物群 我国皖南的蓝田生物群 贵州的瓮安生物群等等 但是, 这些化石与寒武纪的动物化石差异非常大, 一般认为没有任何演化上的关系 18

20 依据目前发现的化石资料, 学界的基本共识是, 前寒武纪末期发生了一次全球性的生物大灭绝事件, 这次大灭绝事件与全球海洋一次巨大的碳同位素负异常事件 (BACE 事件 ) 在时间上相吻合 因而, 这次生物大灭绝事件被认为是由地球环境异常变化引起的, 而且这种认识同样支持了寒武纪大爆发的突发性, 使得寒武纪大爆发之谜变得更加扑朔迷离 朱茂炎带领课题组多年来一直从事寒武纪大爆发的综合研究 他在多年的野外地层剖面研究基础上, 认识到前寒武纪与寒武纪生物群之间的不连续性和寒武纪大爆发的突发性可能是由于地质记录不完整造成的 因为全球各大陆前寒武纪与寒武纪的地层之间几乎都存在一个巨大的 不整合面, 也就是说前寒武纪与寒武纪之间的地质记录具有明显的缺失 要想破解寒武纪大爆发之谜, 必须寻找前寒武纪和寒武纪地层记录最连续的地质剖面开展工作 朱茂炎等依据中国华南的研究经验和大量的文献调研, 认为俄罗斯西伯利亚东部边远地区的 尤多马河 (Yudoma River) 上游可能具有前寒武纪和寒武纪连续地层剖面 为此, 朱茂炎和南京古生物所赵方臣研究员联合俄罗斯和英国同行, 与西伯利亚本地猎人组成了一个联合科考小组, 在 尤多马河 上游无人区开展了详细的地质剖面研究和系统采样 联合研究小组在该地区剖面上发现了大量的化石, 研究表明典型前寒武纪弱矿化的 克劳德管 化石与寒武纪典型的管状等骨骼化石共生 详细的碳同位素地层学研究表明, 这些前寒武纪与寒武纪混生的化石群出现的时代早于寒武纪早期碳同位素负异常事件 (BACE 事件 ), 也就是说这个混生的化石群出现在寒武纪之前的地层中 这一新的研究成果表明, 寒武纪大爆发开始于前寒武纪, 由此认为此前所谓的前寒武纪末期生物大灭绝事件是由于地质记录不完整所造成的假象 寒武纪生物群与前寒武纪晚期埃迪卡拉纪生物群之间具有逐渐过渡的演化关系, 寒武纪之初全球性剧烈的碳循环异常环境事件与寒武纪大爆发的关系并不明显 论文信息 : /2017/03/16/G full.pdf 19

21 科学传播 南京古生物所接收地大山科大本科生来所交流 我室黄冰研究员做学术报告 1 月 日, 来自中国地质大学 ( 武汉 ) 和山东科技大学的共 22 名本科生到南京古生物所进行了为期两天的寒假交流活动 南京古生物所副所长詹仁斌对同学们的到来表示了热烈的欢迎, 并向同学们简要介绍了研究所的基本情况 我室成员赵方臣副研究员 黄冰研究员和史恭乐副研究员分别做了题为 澄江动物群与寒武纪大爆发 漫谈史前第一次生物大灭绝事件 - 以腕足动物为例 的学术报告 组织人事处就南京古生物所研究生的招生情况 培养模式和研究生待遇等方面进行了介绍, 并回答了同学们就关心问题的咨询 期间, 同学们参观了南京古生物博物馆 标本馆 在研标本馆 公共技术服务中心和 GBDB 数据库等, 对研究所的科研环境和实验设备等有了初步直观的认识 同学们还深入到研究所科研团队, 了解科研一线情况 各研究团队导师就课题组的研究方向进行了介绍, 并鼓励同学们在本科阶段好好学习, 为将来进行科学研究打下坚实基础 20

22 向相关高校本科生开放的寒假交流活动, 不仅可以为同学们提供一个良好的 与科研人员开展交流的平台, 同时也是南京古生物所吸引优秀生源 提高生源质 量的重要举措之一 国重 科学大讲坛系 列讲座第一期开讲 与会专家做学术报告 2 月 16 日, 由现代古生物学和地层学国家重点实验室组织的 科学大讲坛 系列讲座第一期, 在中科院南京古生物所图书馆报告厅成功举行 科学大讲坛 讲座, 是国家重点实验室推出的系列讲座, 旨在拓展知识领域, 推动交流合作 本期主题是 生物演化与环境 邀请了浙江大学的杨树锋院士 中科院地质与地球物理研究所的吴福元院士和潘永信研究员主讲 三位专家分别以塔里木大火成岩省 地磁场与生物圈的联系和特提斯地球动力学为题, 介绍了各自研究领域的研究进展 此次科学大讲坛讲座吸引了所内外百余人参加, 取得了非常好的反响 21

23 达尔文大讲堂第四讲 寒武纪大爆发 成功开讲 我室李国祥研究员做报告 3 月 11 日上午, 达尔文大讲堂第四讲在南京古生物博物馆举办 中国科学院南京地质古生物研究所李国祥研究员为二百多位市民作了题为 寒武纪大爆发 的精彩报告 报告通过丰富的图文资料, 清晰而生动地讲述了发生在 5.2 亿年前寒武纪大爆发的由来 证据 模式和发生的原因, 介绍了澄江动物群以及寒武纪大爆发的研究意义 演讲让大家了解到现代动物几乎所有门类都源自于寒武纪大爆发, 现代海洋多层次的生态分布格局在寒武纪大爆发时期就已形成雏形, 现代复杂而庞大的食物链和生命之树主干也形成于寒武纪大爆发, 而中国的澄江动物群是揭示寒武纪生命大爆发的窗口, 是亚洲唯一的古生物化石世界自然遗产 一个多小时的报告内容丰富 演讲精彩, 尽管听众朋友们年龄相差很大, 但大家自始至终全神贯注, 认真听讲 报告结束后, 李国祥还与听众进行了互动, 回答了一些相当专业而有趣的问题, 也得到了听众的热烈掌声 达尔文大讲堂是由南京古生物所科普部与现代古生物学和地层学国家重点 22

24 实验室联合主办, 南京古生物博物馆承办的公益性科普活动, 旨在邀请一线科研工作的古生物学家直接面对公众, 讲述最新的古生物知识和科研进展, 展示生命进化恢弘的历史和奇妙的远古生物, 为提高公众的科学素养 树立正确的历史观做出贡献 23

25 人才奖励 我室成员荣获 2016 年江苏省科学技术奖一等奖 江苏省科学技术奖一等奖获奖证书 2 月 24 日上午,2016 年度江苏省科学技术奖励大会在南京隆重召开, 江苏省委书记 省人大常委会主任李强, 省委副书记 省长石泰峰等领导出席大会并向获奖代表颁奖 由我室陈均远研究员 朱茂炎研究员 李国祥研究员和殷宗军副研究员等人完成的项目 距今 6 亿年前磷酸盐化动物和胚胎化石的发现与研究 荣获 2016 年度江苏省科学技术奖一等奖 24

26 距今 5.3 亿年前动物在地球上的快速出现 ( 寒武纪大爆发 ) 被认为是生物演化历史上的三大谜题之一 发现于我国云南的寒武纪早期澄江动物群的发现和研究证实了寒武纪大爆发的真实性和突发性, 陈均远等的相关研究成果曾获得 2003 年度国家自然科学奖一等奖 为破解寒武纪大爆发之谜, 在寒武纪之前的古老地层中寻找动物化石是达尔文及其之后一个多世纪学术界的期盼 贵州前寒武纪瓮安生物群距今约 6 亿年前, 保存了精美细胞结构的磷酸盐化多细胞藻类化石, 从化石埋藏学角度为发现前寒武纪动物化石提供了线索 为此, 以陈均远为首的课题组自上世纪 90 年代末开始了瓮安生物群的研究, 并于 1997 年在瓮安生物群中首次发现磷酸盐化保存的海绵动物幼体及其胚胎, 揭开了探索前寒武纪后生动物的序幕 这一重大发现于 1998 年初在 Science 发表, 将动物实体化石记录从寒武纪向前推进到大约距今 6 亿年前 之后的 15 年来, 通过与生物学和物理学等多学科交叉的国际合作研究, 在瓮安生物群又获得若干重大发现 : 多种刺细胞动物的幼虫和成体化石的发现 ; 两侧对称动物的成体化石小春虫的发现 ; 开创性采用同步辐射 X 射线显微相衬断层成像技术揭示了这一时期至少存在 5 种卵裂方式和处于不同发育阶段的多种动物胚胎化石等 这些重大发现证明包括两侧对称动物在内的高等动物在寒武纪之前的 6 千万年前甚至更早就已经开始演化, 表明寒武纪大爆发根植于寒武纪之前, 是一个快速生物演化事件 该项目主要成果在国际著名学术期刊上发表, 包括 Science 论文 5 篇,PNAS 论文 2 篇, 专著 1 部 Nature Science 等多次对项目成果发表专题评述, 获得了国际科学界的广泛关注和高度评价 著名演化生物学家 美国科技进步协会前主席 哈佛大学 Stephen J. Gould 教授在其主编的 The Book of Life 第二版 (2001) 前言中, 将贵州瓮安的动物胚胎化石发现誉为近代演化古生物学四项最重要的科学成就之一 多项成果已列入欧美新版生物学和历史生物学教科书 项目研究成果为完善生物进化理论 保持我国在早期生命演化研究领域的国际优势学术地位做出了重大贡献 项目成果入选 Discovery 2004 年百大新闻 2004 年 中国重大科学进展 和 2006 年 中国基础研究十大新闻, 多次受到中央电视台 新华社 Scientific American New York Times 等众多国内外有重大社会影响力的新闻 25

27 媒体的关注, 获得良好的社会反响, 为社会知识文明建设和科学普及做出了积极贡献 获奖项目名称 : 距今年 6 亿年前磷酸盐化动物和胚胎化石的发现与研究项目完成单位 : 中科院南京地质古生物研究所 南京大学 中科院高能物理研究所 ; 项目完成人 : 陈均远 朱茂炎 殷宗军 杨永华 黎刚 李国祥 我室陈均远研究员入选 2016 年中国高被引学者榜单近日, 爱思唯尔 (Elsevier) 发布了 2016 年中国高被引学者 (Most Cited Chinese Researchers) 榜单, 我室陈均远研究员入选 地球和行星科学 高被引学者榜单 这是陈均远研究员继 2015 年之后第二次入选 2016 年中国高被引学者榜单的研究数据来自爱思唯尔旗下的 Scopus 数据库 Scopus 是全球最大的同行评议学术论文索引摘要数据库, 提供了海量的与科研活动有关的文献 作者和研究机构数据, 使得对中国学者的世界影响力进行科学的分析和评价成为可能 高被引学者作为第一作者和通讯作者发表论文的被引总次数在本学科所有中国 ( 大陆地区 ) 的研究者中处于顶尖水平, 入选高被引科学家名单, 意味着该学者在其所研究领域具有世界级影响力, 其科研成果为该领域发展作出了较大贡献 26

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