億萬年前地球上有哪些生命存在過?史前動物如何“跨區域交流”?今天在樹上安家的鳥兒,遠古時是否別有家園?這樣的問題,不只小朋友好奇,也是古生物學家不倦求解的題目。
最近,中國科學家們在福建省政和縣大溪盆地和霞浦縣鹽田盆地推開了兩扇打量古生物演化足跡的窗口——政和動物群與霞浦生物群,兩處古生物化石群的豐富收穫揭開了地球生物演化早期的新鮮一角,也讓中國這個化石寶庫的珍藏更加斑斕。
誰説福建挖不出恐龍
為何福建挖不出恐龍化石?福建省地質調查研究院(以下簡稱福建省地調院)高級工程師徐立明曾發表過一篇科普短文《福建的恐龍去哪了》,標題寥寥8字,透露出福建地質人對恐龍化石的嚮往。
2021年4月,福建省地調院在一份院藏上世紀70年代初地質資料中發現了線索,隨即與中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(以下簡稱中國科學院古脊椎所)組成聯合團隊,目的地就是政和縣大溪盆地一處化石點層位。
發掘剛開始,就有龜鱉類碎片化石和魚化石出土,隊員們很興奮,看來化石點找對了。這一回,聯合團隊共發現近60件爬行類動物化石,並將之命名為政和動物群。通過高精度同位素測年,政和動物群存續的時間確定為距今1.5億至1.48億年,屬於侏羅紀晚期。
化石發掘與整理現場
最讓大家欣慰的是,終於在福建發現了恐龍骨骼化石——奇異福建龍。2022年10月23日,聯合團隊進行發掘面清理的第一天,這位“主角”就登場了。
“我剛剛從發掘點的山坡上下來,就被一通電話叫了回去。”中國科學院古脊椎所研究員、聯合團隊領隊王敏回憶,當時本以為是隊友惡作劇,沒想到爬上山一看,一件保存在兩塊對開石板上的疑似鳥翼類恐龍化石正躺在隊員手中。
此前,已知最早的侏羅紀鳥翼類化石及最原始的白堊紀鳥類化石,分別出土於我國東北地區距今約1.6億年的燕遼生物群和遼寧西部、河北地區距今約1.3億年的熱河生物群。
“奇異福建龍是已知侏羅紀全球地理分佈位置最南的鳥翼類恐龍,它填補了鳥類起源史近3000萬年的時間空白,也填補了化石分佈區域的部分空間空白,極大豐富了我們對鳥類早期演化的認識。”王敏説,奇異福建龍具有較短的股骨、細長的脛骨與跖骨,表明其善於奔跑,很可能棲居水濱。
奇異福建龍化石
“它‘地棲’的生活習性完全有別於學界對鳥類起源伊始為‘樹棲’習性的既有共識。”王敏説。目前,奇異福建龍相關研究成果已經在《自然》上發表。
“政和動物群為我們研究侏羅紀晚期陸相生態系統的演化提供了一個新的窗口。”王敏説,由於所獲化石多保存在黑色炭質泥岩或頁巖中,政和動物群可歸為沼澤相動物群,其生物組合面貌和生態類型顯著區別於包括燕遼生物群在內的其他中生代生物群。
福建東北遠古曾有水系相通?
聯合團隊2021年4月在霞浦縣鹽田盆地的另一次勘探,為霞浦生物群的現世埋下了伏筆。“根據鹽田盆地地質特徵分析,盆地的形成與早白堊世的火山活動密切相關。”徐立明説,中國東部在白堊紀早期普遍存在頻繁火山活動,“霞浦的情形與熱河動物群化石形成、保存的條件和背景極為相似”。
“前期考察時發現的蛙化石給了我們很大的希望。”王敏解釋,相比一些大型動物,以蛙類為代表的兩棲類骨骼細而薄,只有在相對特殊的沉積環境中才容易保存。“這裡的埋藏環境能在頻繁的火山活動中留存下蛙化石,那麼大概率能找到更多生物化石。”
功夫不負有心人。聯合團隊最終在盆地中心鹽田鄉蓮花山上劃定了一塊100平方米的挖掘範圍,歷經1年發掘,共發現247件化石標本,包括兩棲類、龜鱉類、真骨魚類等,並將其命名為霞浦生物群。
經分析,霞浦生物群的續存時間確定在距今1.25億至1.14億年。其中發現的真骨魚類至少有5種能和熱河動物群魚類化石相比照,甚至可以歸於同一屬。
“這表明在白堊紀早期,今天的我國東北地區與福建地區應有水系聯通。”王敏説,霞浦生物群與熱河動物群很可能存在生物交流,這樣的線索在我國白堊紀早期魚類演化研究中從未發現,這無疑將為研究東亞地區晚中生代陸相生態系統的演化提供新視角。
也許,不止於這兩處?
“從熱河生物群、燕遼生物群再到政和動物群,我國出土的關乎鳥類起源和早期演化的化石無論從質量還是數量而論,都是全世界無可比擬的。”王敏説,福建新發現的兩大生物群也將為地球遠古生態系統演化研究提供更豐富的化石記錄。
“福建新發現的化石具有高豐度、多樣化、保存完整的特點,未發掘的部分或許有更多的關鍵化石等着我們。”徐立明説,聯合團隊下一步將從現有發掘點位向外擴展發掘面積,並開始新點位的發掘工作,同時也會繼續推進已發現化石的研究。
兩處生物群能重見天日,福建省地調院多年來紮實的基礎性地質調查工作功不可沒。“不同的生物化石保存所需的沉積環境不同,福建全省的基礎地質資料為我們鎖定目標區域提供了有力支撐,就像開車有了導航。”王敏説。
目前,福建省1:50000區域地質調查覆蓋率已達到90%,在全國各省份中居於第一。“在1:50000區域地質調查基礎上探尋古生物化石,如同觀看網絡視頻有了1080P的高清畫質。”福建省地調院總工程師陳潤生説。
據了解,接下來福建還將編制相關古生物化石保護規劃,建設古生物化石數據庫,積極爭取國家級古生物化石集中産地和古生物化石自然保護區。(記者 李昊澤)