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西德华北-且也是在华北板块上首次发现典型的寒武纪布尔吉斯页岩型化石

特朗普访印

西德尼蟲化石受訪者提供探秘發現5億年前的海洋底部,一隻正在尋找獵物的西德尼蟲打破了海底的靜謐,它張牙舞爪地翻掘着海底的沉積物,看到蠕蟲、甲殼類、硬殼類小動物,便用前端銳利的小爪子抓住迅速送入嘴中……

這一發現不僅代表了西德尼蟲這一布爾吉斯頁岩生物群的代表性動物在勞倫板塊之外的首次發現,擴展了此類物種的空間分佈,而且也是在華北板塊上首次發現典型的寒武紀布爾吉斯頁岩型化石。

這隻西德尼蟲,正是來自前寒武紀的高級「捕獵殺手」。中國科學院南京地質古生物研究所趙方臣研究員與碩士研究生孫智新等,通過對華北寒武紀地層軟軀體動物化石的不懈探索,在寒武紀中期饅頭組中發現了珍稀節肢動物西德尼蟲化石。西德尼蟲是寒武紀最具代表性的節肢動物之一。相關成果已於近日發表在國際地學綜合性期刊《地質學》雜誌上。

它體長10厘米左右,身體分為頭、胸、腹三部分,具有分化的附肢,頭部前端長有兩根長長的觸鬚,遠看像只長了許多小腳的「小魚」,但它卻可能是布爾吉斯生物群中「兇猛」的掠食者。

多年前,趙方臣研究員曾來到了西德尼蟲的發現地——加拿大洛基山脈布爾吉斯山地區,對在該地區採集的岩層進行深入研究和分析,發現布爾吉斯化石岩層與我國華北地區寒武紀某些岩層特徵相似。

近些年來,華南地區的寒武系中發現了一系列典型特異埋藏軟軀體化石寶庫,如澄江生物群、清江生物群、關山生物群、凱里生物群等。比較而言,華北的特異埋藏化石雖然已有發現,但仍然缺乏具有布爾吉斯頁岩型保存質量的代表性化石。

有助解開寒武紀中期生態環境之謎趙方臣告訴記者,這塊西德尼蟲化石,精美而完整,屬於軟軀體化石保存類型。軟驅體化石保存是指生物體中消化道等軟軀體結構,在經過快速礦化后被保存下來。但這種方式保存下來的概率很低,動物經過腐爛后通常只剩下生物的硬殼或骨骼。本次發現的西德尼蟲肉體在很早就被礦化形成軟軀體結構並被保存下來,為深入研究這類生物的形態、面貌等種種特徵提供了「第一手資料」。

1909年,美國古生物學家查爾斯·都利特·沃爾科特在布爾吉斯頁岩考察時第一次發現西德尼蟲並以其大兒子的名字「西德尼」來命名。此後在勞倫板塊地區也曾多次發現該物種的零星碎片。

趙方臣及其研究團隊推斷,在此類岩層上可能存在布爾吉斯頁岩型化石。隨後,他們依據「順藤摸瓜」的道理,幸運地在山東省臨朐縣的寒武紀地層中發現了特異保存的西德尼蟲化石。

此外,華北地區西德尼蟲的發現對解開當時的生態環境之謎具有關鍵作用。基於西德尼蟲存在的沉積埋藏環境,研究其沉積學,可以了解到它當時生活的場景和生態環境。另一方面,西德尼蟲處於食物鏈的頂層,通過研究當時其生物圈中的物質循環和能量流動,可以為研究生態學和生物學提供重要指示。

那麼,在我國華北地區是否也會有西德尼蟲化石呢?

趙方臣介紹,西德尼蟲是寒武紀布爾吉斯頁岩生物群中最具代表性的節肢動物之一。其是棲息在淺海海底的一種肉食性生物,前端由附肢特化出爪子等捕食器官,用於捕食硬殼獵物。處於食物鏈的頂端,曾被認為是布爾吉斯頁岩生物群中的高級掠食者。它是布爾吉斯頁岩生物群中最早被報道的節肢動物之一,而且體型較大,在布爾吉斯地區被發現數量較多,研究程度較高,一直以來其系統學與解剖學等相關研究都受到學界的廣泛關注。

西德尼蟲代表了典型的布爾吉斯頁岩型化石,它的發現預示着華北地區也擁有研究「寒武紀大爆發」生物和特異埋藏化石庫的巨大潛力。且一直以來寒武紀中期全球特異化石庫基本均發現在勞倫板塊,華北板塊寒武紀中期特異埋藏化石的進一步發現與研究將促進對這一時期全球生物面貌與演化的認識,具有非常重要的科學意義。

此次發現的化石保存非常完整,附肢等軟軀體結構清晰可辨,其保存方式和化石形態學特徵均與布爾吉斯頁岩生物群中的西德尼蟲模式種基本相同。

更重要的是,該研究揭示了華北地區典型的寒武紀布爾吉斯頁岩型化石寶庫的存在。我國大陸地區由華南(揚子地台和華夏古陸)、華北、塔里木等多個獨立小板塊拼合而成,這些板塊在遠古時期來自地球的不同位置。

首次在勞倫板塊之外發現西德尼蟲化石

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