近日，中國科學院南京地質古生物研究所寒武紀大爆發研究團隊報道了來自華北地區的一處距今約5.04億年的寒武紀特異埋藏化石庫，并命名為“臨沂動物群”。這一獨特的特異埋藏化石庫為深入了解寒武紀大爆發之后動物早期輻射分異、遷徙擴散、群落結構和生物古地理提供了新的窗口。該項成果日前在國際學術期刊《國家科學評論》發表。

“臨沂動物群”復原圖

生命在寒武紀出現大爆發

46億年前，地球形成，在黯淡的環境中，生命經歷了約40億年的漫長演化歷史；直至5億多年前的寒武紀，包括脊椎動物在內的幾乎所有動物，在短短幾百萬年間快速登場，一系列與現代動物形態基本相同的生物“集體亮相”，形成了多種門類動物同時存在的繁榮景象。這一快速的生命演化事件，被稱為“寒武紀大爆發”。

“寒武紀大爆發”在整個地球生命進化史上具有重要的地位。寒武紀給大家留下的最主要印象，就是奇形怪狀的生物種類，比如生物的奇特樣貌連怪誕派畫家都為之稱奇，如當時的“海洋霸主”奇蝦；品種繁多有長著尖刺、有長著“兔耳朵”的三葉蟲等等。

這些五花八門、千奇百怪的化石是如何突然出現的？

“寒武紀大爆發”是古生物學界研究的核心，而富含精美的多門類軟軀體化石的寒武紀特異埋藏化石庫則是了解這一重大生物演化事件的主要窗口。

中科院南京地質古生物所研究員趙方臣告訴記者，全球已有十余處經典的寒武紀特異埋藏化石庫被發現，尤其是澄江動物群的發現，開啟了華南板塊作為相關研究熱點地區的歷史。

“雖然近年來新的化石庫仍在不斷涌現。然而，寒武紀特異埋藏化石庫的時間和空間分布并不均勻。”趙方臣說，大多數著名的寒武紀特異埋藏化石庫都集中分布在華南板塊和勞倫大陸，這些客觀條件在很大程度上制約了我們對寒武紀演化動物群面貌和格局的全面認識。

“臨沂動物群”中發現了36個化石類群

近些年， 南古所的專家將目光投向華北板塊。“寒武紀時，華南、華北之間還是‘隔海相望’”。趙方臣告訴記者，華北板塊在寒武紀時是一個獨立塊體，具有獨特的構造演化歷史。作為中國傳統“中寒武統”的標準地區，“這里的寒武紀中期地層序列完整，化石豐富，是尋找這一時期特異埋藏化石庫的潛力地區”。

近年來，中國科學院南京地質古生物研究所寒武紀大爆發研究團隊在這一地區展開了大量野外工作，并選取代表性層位和剖面進行了集中采集，收集到了數千枚精美的化石標本。

具體來說，“臨沂動物群”來自山東省臨沂市西郊的寺口剖面，軟軀體化石集中產出于寒武系張夏組盤車溝段下部的黑色與黃綠色頁巖中。根據其中的三葉蟲，專家們判斷特異埋藏化石庫的時代被確定在距今約5.04億年寒武紀苗嶺世鼓山期的早期，稍微晚于布爾吉斯頁巖生物群。

記者了解到，已有超過35個化石類群在臨沂動物群中被發現，豐富了這一時期海洋生物與群落的多樣性面貌。組合中多樣性最高的類群是非三葉蟲節肢動物，而其中又以奇蝦類和莫里森蟲類最為引人注目。

“除節肢動物以外，多樣的海綿動物和蠕蟲狀動物也值得進一步深入研究。”趙方臣說，臨沂動物群中的化石大部分為軟軀體形式保存，且許多都保存了精細的解剖結構，如附肢、眼睛、消化系統和剛毛等，為進一步了解這些生物的解剖結構提供了新信息。

5億年前，華北板塊和北美板塊可能有聯系

由于時代相近的其他特異埋藏化石庫均集中于勞倫大陸，華北板塊臨沂動物群的發現為研究寒武紀中期的生物地理學提供了獨特的視角。趙方臣說，臨沂動物群與同期的北美特異埋藏化石庫之間有許多相同的生物類型，其中一些珍稀節肢動物，如迷音蟲和莫里森蟲，即使在原產地北美也十分少見，這暗示了華北與北美軟軀體動物群在這一時期的密切聯系。

臨沂動物化石群中代表性的軟軀體節肢動物

線紋心蝦和抱怪蟲類

通過聚類分析、非度量性多維標度變換和網絡分析等定量分析手段進一步支持了華北與北美軟軀體動物群之間的聯系，這表明華北可能充當著東岡瓦納與北美之間的生物地理紐帶。不過，由于來自不同角度的古地理證據尚存在差異，這種聯系的生物地理解釋還需要進一步的研究評估。

澄江動物群的發現揭開了華南板塊一系列寒武紀特異埋藏化石庫研究的序幕，而臨沂動物群作為華北板塊第一個被綜合研究的寒武紀特異埋藏化石庫，也有望為華北寒武紀特異埋藏化石庫的研究開啟新的篇章。

揚子晚報/紫牛新聞記者 于丹丹

圖片由中科院南京地質古生物研究所提供

校對 李海慧