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華北寒武紀奇蝦類研究新進展
2020-08-21 | 编辑: | 【

奇蝦類是寒武紀(5.41-4.85億年前)最引人注目的動物類群之一,這類原始節肢動物體型巨大,身體構型獨特,具有良好的視力和高超的捕食能力。作爲顯生宙海洋生態系統中最早出現的頂級捕食者,奇蝦在“寒武紀大爆發”的相關研究中一直占據著重要地位。

傳統意義上的奇蝦類(anomalocaridids)以奇蝦屬(Anomalocaris)爲代表,而赫德蝦類(hurdiids)則是近年來識別出的另一大奇蝦類群。由三個大板片組成的頭殼複合體是赫德蝦類的典型標志,並且,具有刀片狀內葉的前附肢和四輻對稱的口器也是這一類群的重要識別特征。

2009年布爾吉斯頁岩中的赫德蝦(Hurdia)被識別爲奇蝦類的一份子以來,許多新的赫德蝦類化石被陸續發現,也有許多曾被歸爲雙瓣殼節肢動物的化石標本被重新解釋爲赫德蝦類的頭部板片。到目前爲止,赫德蝦類已包含九個屬,均産出于全球寒武紀早期至泥盆紀早期的18個特異埋藏化石群。因此,赫德蝦類在寒武紀生態系統中的重要地位逐漸得以顯露,且這類在沈積物或水體中利用特化的前附肢兜取食物、甚至濾食的奇蝦,也大大拓展了我們對奇蝦分類和生態多樣性的認識。

不過,對于赫德蝦類演化的深入認識仍受到一些客觀條件的制約。寒武紀中期是赫德蝦類形態和生態演化的關鍵時期,因此了解這一時期不同地理區域之間赫德蝦類的多樣性非常重要。但由于赫德蝦類非礦化的身體僅能在特異埋藏化石庫中保存,而寒武紀中期全球特異埋藏化石群主要集中分布在勞倫大陸(Laurentia,今北美大陸的主體),使得我們對于這一時期其他地理區域的赫德蝦類了解甚少。

近期,北京快三平台所朱茂炎团队孙智新硕士研究生和曾晗博士在赵方臣研究员的带领下,在华北地台寒武纪特异埋藏化石群的研究上取得了系列新进展,报道了寒武纪中期赫德虾类两属两种,分别是线纹心虾Cordaticaris striatus和鐮狀寒武耙蝦相似種Cambroraster cf. falcatus;其中線紋心蝦是一全新物種。這些進展代表了赫德蝦類在華北地台的首次發現,也揭示了赫德蝦類在寒武紀中期具有豐富的形態多樣性和廣泛的地理分布。相關成果已分別發表在《三古》(Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology)和《古生物學雜志》(Journal of Paleontology)期刊上。

其中,新屬新種線紋心蝦Cordaticaris striatus産自于山東臨沂寒武系張夏組盤車溝段下部。這是一套局限分布于山東中部的以頁岩爲主的岩石地層單位,代表了寒武紀鼓山期的開闊陸棚沈積環境,是尋找布爾吉斯頁岩型特異埋藏化石庫最具潛力的層位。線紋心蝦化石保存完好,幾乎所有身體部分均被發現,其以具有線狀裝飾的心形(黑桃形)頭殼中板(central element)、具有瘤點的口器、以及具有9個刀片狀內葉(endites)的前附肢爲典型特征。這些完整的化石信息擴充了赫德蝦類的形態多樣性,爲寒武紀中期赫德蝦類的演化提供了來自勞倫古陸之外的重要信息,佐證了寒武紀中期的赫德蝦類具有廣泛的形態和生態分異,同時也極大擴展了赫德蝦類的生物地理分布。精美的標本也展示了華北地台特異埋藏化石庫的保存能力。

寒武耙蝦相似種Cambroraster cf. falcatus産自山東濰坊地區寒武系饅頭組上頁岩段地層中。該物種是2019年剛剛在著名的布爾吉斯頁岩被系統描述的赫德蝦類,以橫寬的馬蹄形頭殼中板和具有耙狀內葉的前附肢爲特征。山東標本的形態特征和時代與布爾吉斯頁岩寒武耙蝦的模式種鐮狀寒武耙蝦C. falcatus幾乎相同,證明此屬具有較強的地理擴散能力。同時,該團隊近期在山東的寒武耙蝦産出層位也發現了此前只有北美特有的西德尼蟲Sidneyia cf. inexpectansSun et al., 2020, Geological Magazine),爲這一時期生物古地理研究提供了重要素材。

本研究得到了中國科學院战略性先导科技专项(B類)、國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金和現代古生物學和地層學國家重點實驗室項目共同資助。

論文信息:

Sun, Z.X., Zeng, H., Zhao, F.C.*, 2020. A new middle Cambrian radiodont from North China: implications for morphological disparity and spatial distribution of hurdiids. Palaeogeography. Palaeoclimatology, Palaeoecology 558:109947. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2020.109947.

Sun, Z.X., Zeng, H., Zhao, F.C.*, 2020. Occurrence of the hurdiid radiodont Cambroraster in the middle Cambrian (Wuliuan) Mantou Formation of North China. Journal of Paleontology, https://doi.org/10.1017/jpa.2020.21.

華北寒武紀奇蝦類研究新進展

线纹心虾Cordaticaris striatus头壳、口器标本和赫德虾类的时空分布图

线纹心虾Cordaticaris striatus艺术复原图(绘画Joschua Knüppe)

线纹心虾Cordaticaris striatus艺术复原图(绘画Joschua Knüppe)

來自華北寒武紀中期饅頭組頂部的寒武耙蝦Cambroraster標本和複原模型背視和腹視效果

來自華北寒武紀中期饅頭組頂部的寒武耙蝦Cambroraster標本和複原模型背視和腹視效果




  • A new middle Cambrian radiodont from North China: implications for morphological disparity and spatial distribution of hurdiids.

  • Occurrence of the hurdiid radiodont Cambroraster in the middle Cambrian (Wuliuan) Mantou Formation of North China.

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