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中生代海生爬行动物起源和早期演化研究

  日期:2015-10-09    

  一、中生代海生爬行动物起源和早期演化研究

  北京大学史前生命与环境研究所“三叠纪国际合作研究团队”是在长期合作的基础上形成的有实质性合作的国际团队,其以“二叠纪生物大绝灭后的生物复苏过程中,中生代海生爬行动物的起源、早期演化和生物多样性及其古环境、古地理、古生态”为主题,对中国安徽、江苏、湖北、贵州、云南等地以及欧洲阿尔卑斯地区、美国内华达地区等的三叠纪地层和化石点进行了深入考察,并分别在安徽巢湖、贵州盘县、贵州兴义实施了具有国际影响的三大科学发掘工作,获取了大量化石和微相古环境分析、微量元素及同位素分析等样品,对爬行动物、鱼、菊石等各类生物进行系统研究,在国际权威学术期刊Nature、Journal of Vertebrate Paleontology、PloS One、Scientific Reports等上发表了数十篇SCI学术论文,取得了一系列引起国际关注的成果,如:

  Nature于2015年1月以“A basal ichthyosauriform with a short snout from the Lower Triassic of China(中国下三叠统一短吻原始鱼龙)”为题,发表了江大勇为通讯作者的有关最古老的鱼龙形动物的学术论文,这是自2005年12月National Geographic(《美国国家地理》)在“Sea Monsters”专辑中报道该团队的发现、2010年11月26日Science(《科学》)以“Excavation Yields Tantalizing Hints of Earliest Marine Reptiles”为题对该团队在安徽巢湖的科学发掘进行了焦点新闻报道之后,该国际合作研究团队取得的系列研究成果中的又一个重要成果。在2.52亿年前发生的二叠纪末期生物大绝灭事件导致的古生代生态系统崩溃之后,爬行动物迅速辐射演化,向入海、上天、占领整个陆地三大方向发展。进入海洋是爬行动物演化的重大演化事件。但爬行动物为什么下海、在什么时候下海、在什么地方最早下海、当时的气候环境如何、它们如何适应海洋生活等,一直是国际学术界关注的重要问题。这项研究成果就试图回答这些问题,填补了陆地祖先与完全适应海洋生活的鱼龙之间的演化环节。

  

  图1 Nature发表的在安徽巢湖马家山发现的早三叠世最原始的鱼龙形动物——柔腕短吻龙及其复原图

  该研究团队及这些成果已在国际上引起了广泛关注,相关工作也在不断地深入,就如国际海生脊椎动物研究的权威专家、美国芝加哥菲尔德自然历史博物馆(The Field Museum)麦克阿瑟讲习教授Olivier Rieppel所说:“这个进展令人振奋,我们期待更多的发现!”

  二、中国北方中新生代两栖类和爬行类研究

  我院长江特聘教授高克勤及其团队长期致力于中国北方中、新生代重要化石群落的研究,多次主持和参加了我国冀北-辽西、山东山旺、莱阳、甘肃北山以及外蒙戈壁等地区的科学考察和化石发掘,发现并系统采集了大量脊椎动物化石。高克勤教授研究范围广泛,主要致力于化石两栖类(蝾螈类与蛙类)与离龙类的系统研究,与合作者命名了多个有效新属种,在侏罗纪-白垩纪离龙类生态-形态分异及系统演化等方面获得重要进展,特别是在蝾螈类起源、分支系统演化及生物古地理分析等方面贡献突出。近年来,高克勤教授与其合作者在国际权威学术刊物Nature、Science、Proceedings of the National Academy of Sciences USA、Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences、Journal of Anatomy、Journal of Vertebrate Paleontology、American Museum Novitates等发表学术论文十余篇,受到国际学术界普遍关注。

  Nature于2001和2003以及PNAS(美国科学院院报)于2012年发表了高克勤教授为第一作者的关于早期冠群蝾螈类演化的学术论文。描述并命名了早期蝾螈类凤山中华螈(Sinerpeton fengshanensis Gao et Shubin, 2001),天义初螈(Chunerpeton tianyiensis Gao et Shubin, 2003)和建平北燕螈(Beiyanerpeton jianpingensis Gao et Shubin, 2012)。保存精美的标本记录了大量早期蝾螈类的骨骼及软体信息,为研究蝾螈类的起源与早期辐射演化提供了不可或缺的古生物材料;以上属种的发现将有尾两栖类中隐腮鲵科的起源时间向前推进了近亿年并将发生在冠群蝾螈类中蝾螈亚目与隐腮鲵亚目这一重大分支事件向前推进了约四千万年。

  

  河北北部早期蝾螈化石的发现和研究被美国《Discover》杂志评为2001年度世界100项重要科学发现之一