{教育快讯}80多种远古海洋生物 诉说3亿年前生物礁的秘密往事

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3.85亿年前的中泥盆世，贵州独山大河口地质公园下有一片温暖的浅海，各种海洋生物在此聚集，穿梭于岩石间......

这是一个风平浪静的日子，碧蓝的大海轻轻拍打着沙滩，离海岸线不远，是一个绵延数千公里的巨大礁石系。

潜入水下就像是在海底总动员的世界里。一群珊瑚和有孔虫随着波浪舞动着招手致意，各种海洋生物在岩石间穿梭着生活...

这不是澳大利亚著名的大堡礁，而是中国南方的鸡窝村。“在3.85亿年前的中泥盆世，贵州独山大河口的鸡窝寨一带曾有温暖的浅海，孕育了多种生物。”中国科学院南京地质古生物研究所副研究员梁坤告诉《科技日报》。

8月中旬，中英学者在国际地质杂志《三古》上发表论文，称在鸡窝寨礁化石群中发现了80多种古海洋化石。

中泥盆世生物礁的特征是什么，这一时期物种间生态关系有哪些未解之谜？这一时期对鸡窝寨礁的最新研究揭示了哪些生态关系？作为这项研究的领导者之一，梁坤在9月7日接受了采访，讲述了这项研究的重要进展。

泥盆纪地球迎来了生命进化的重要阶段

站在贵州独山大河口地质公园，四面环山，脚下的土地经历了亿万年的地质运动。

在4.19-3.58亿年前的泥盆纪，地球迎来了生命进化的重要阶段。这一时期裸蕨类植物开始在陆地上繁盛，在海洋中更为辉煌:除了珊瑚、腕足类和有孔虫外，无脊椎动物也出现了原始的菊石。在脊椎动物中，fish/きだよ在此之前就已发展，这使得泥盆纪被称为“鱼类时代”。泥盆纪晚期，开始出现原始两栖动物。

我们将注意力转向当时还是海洋的华南。当时，地球海洋中形成了自生命起源以来最大的后生动物礁系统。世界上有12条长达1500多公里的巨型礁带，华南就是其中之一。

“鸡窝寨礁的多样性堪比当今全球旅游爱好者向往的澳大利亚大堡礁。”梁坤介绍说，在中泥盆世盖尔吉维特时期，显生宙以来最大的后生动物礁系统在地球海洋中形成。

礁石包含了海洋中最复杂多样的生态系统，也是地球生命进化中最重要的基因宝库，物种多样性、栖息地多样性、群落结构和功能多样性水平最高。

自盖尔吉维特中晚期以来，后生动物礁的规模迅速缩小，到Vla末期，后生动物礁生态系统完全崩溃。经过数亿年的地质运动，古生物礁具有不同的保存条件。幸运的是，华南的珊瑚礁得到了很好的保护，包括广西、贵州和湖南。著名的生物礁有广西南丹的大长山生物礁、贵州的布寨生物礁、湖南新邵的巨口铺生物礁等。，这与当地独特的地形和气候条件有关。

“3.85亿年前，华南是一个浅海平台，可以理解为‘海中高原’。这里水深较浅，形状平坦，风浪不大，适合海洋动物生存。”梁坤说，特殊的埋藏特征和地质构造背景使这些化石保存完好。为此，科学家们有足够的原位样本进行生态统计和古珊瑚礁恢复。

“战争与和平”常常在不同的物种之间上演

今天看来，构成珊瑚礁的珊瑚和有孔虫是低等动物。但通过科研团队的研究发现，3亿多年前“战争与和平”在这些低等生物中不断上演。

过去，由于缺乏相应的化石证据，对生物多样性、生物之间复杂的生态关系和生物礁群落的构建仍缺乏详细的研究工作。因此，对关键地质时期生物礁和生物多样性演化模式的进一步认识在一定程度上受到限制。

“本研究主要针对鸡窝寨当地的礁化石，新发现了80多种古海洋化石。它的化石数量、保存完好和丰富的多样性是全国乃至世界上最好的。”梁坤告诉。

梁坤介绍说，科研小组采用精细采样法，在该礁化石群7平方米范围内选取28个样方，原位采样665块，制作了2804块化石切片。在大量系统数据的基础上，对生物多样性和群落古生态学进行了高精度统计。

到目前为止，我们已鉴定出吉沃寨礁化石群中的83种古代海洋生物，隶属于8大类44个属，包括四射珊瑚、层珊瑚、水平珊瑚、苔藓虫等梁坤说，当时海洋中有许多鱼，最大的鱼有十多米长，但出于保护的原因，很难在珊瑚礁中看到它们的化石。

通过进一步的研究，他们发现这个化石群不仅包含多样的物种，而且具有复杂的生态关系。比如，不同的物种不仅会争夺领地，还会相互依赖，共同生活。其他生物的骨骼往往可以在许多生物身上找到，这为研究古代海洋生态提供了重要参考。

“我们的研究发现，当时的生态关系主要包括三种类型:空.之间的竞争、共生和寄生”梁坤说，空之间的竞争主要体现在珊瑚和有孔虫为了生存互相排挤空，而有孔虫往往占据上风；珊瑚和有孔虫可以相互相处，共同生活。蠕虫也加入了这个繁荣的生态系统，通常生活在有孔虫中；但是，虫子对谁都不友好。研究发现，它们与珊瑚相处时是典型的寄生关系，会延缓珊瑚的发育和生长。

扩展阅读

礁是矿产资源的“路标”

珊瑚礁不仅是地球上生命进化最重要的遗传宝库，也是人类勘探矿产资源的“路标”。

梁坤介绍说，珊瑚礁的发展、分布和演变与造礁生物的演替以及气候和环境的变化密切相关。泥盆纪世界范围内发生了20余起生物事件或环境事件，对泥盆纪生物礁生态系统产生了重大影响。

例如，中泥盆世中晚期全球发生了一次重要的生物灭绝事件，导致全球海平面迅速上升，导致珊瑚礁衰退。其中，约50%的四射藻属和菱形藻属消失，约16%的昆布属灭绝。世界各地的许多珊瑚礁带开始消退。

从Vla到Famen的晚泥盆世之交，世界各地发生了五次显生宙大灭绝之一的f/f大灭绝事件，一些残存的后生动物礁也遭到破坏，珊瑚-有孔虫后生动物礁生态系统在最高峰时彻底崩溃。

我国的生物礁自寒武纪开始发育，目前发现的生物礁遍布西北、西南和华北。其中，泥盆纪、二叠纪和新近纪生物礁最为发育。

“珊瑚礁、油气储层和金属矿床之间不仅存在空关系，而且还存在遗传关系。”梁坤表示，近年来，南海北部大陆架礁型油气藏勘探成果显示，礁型油气藏勘探潜力巨大。与此同时，古生物礁也成为寻找沉积的重要新领域。研究证实，生物礁、白云石化、石膏盐、油气和金属矿床之间有着密切的关系。如陕南镇浔盆地泥盆系层控铅锌矿和广西大厂锡石-多金属硫化物矿床就是受碳酸盐台地礁控制的典型例子。

因此，加强对我国珊瑚礁的发展、成因和分布的研究，对促进自然资源利用的生产实践具有重要的科学意义。同时，社会的可持续发展将进一步推动现代珊瑚礁保护等领域的深入研究。

张野

资料来源:《科技日报》