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科學家在緬甸中部發現一新的晚白堊世琥珀生物羣

http://dailynews.sina.com   2018年08月10日 00:05   澎湃新聞

  原標題:科學家在緬甸中部發現一個新的晚白堊世琥珀生物羣

提林琥珀中各類螞蟻 受訪者供圖提林琥珀中各類螞蟻 受訪者供圖

  中國科學院南京地質古生物研究所“現代陸地生態系統起源與早期演化研究團隊” 在緬甸中部馬圭省提林地區發現了一個新的琥珀生物羣——提林琥珀生物羣。

  研究結果爲科學家瞭解緬甸地質、現代亞洲熱帶雨林的形成、螞蟻的演化等提供了新證據。該研究於8月9日在線發表於英國《自然》(Nature)雜誌子刊《自然通訊》(Nature Communications)上。

  近十年來,緬甸琥珀中發現了豐富多樣的動植物化石,引起了學界和公衆的廣泛關注。先前發現的緬甸琥珀絕大多數產自緬甸北部克欽地區,又被稱爲“克欽琥珀”,其地質時代爲白堊紀中期(9900萬年前)。然而,由於各種原因,地質學家很難赴緬甸琥珀原產地進行詳細的現場考察。由於缺乏第一手資料,科學家對緬甸地區琥珀礦的基礎地質資料瞭解的非常有限。

  近幾年,中國科學院南京地質古生物研究所“現代陸地生態系統起源與早期演化研究團隊”的鄭大燃博士、王博研究員等多次對緬甸琥珀礦進行了地質考察。近期,該團隊與香港大學、英國、法國和印度等科研人員合作,在緬甸中部馬圭省提林地區發現了一個新的琥珀生物羣——提林琥珀生物羣。通過對含琥珀地層進行詳細的放射性同位素年代學和生物地層學年代限定、琥珀的成分分析以及內含物研究,研究團隊發現了一個不同於克欽琥珀的,晚白堊世晚期(7200萬年前)的琥珀生物羣。

  研究團隊經過實地調研,發現提林琥珀保存在一套煤矸石中,其上覆蓋有一層凝灰岩。團隊成員對採集的凝灰岩處理並在激光剝蝕多接收電感耦合等離子體質譜儀(LA-MC-ICP-MS)上進行年代學測試。凝灰岩中分離出來的鋯石具自形、環帶特徵,反映了其岩漿岩來源和未經明顯搬運沉積特徵。在隨機選擇的25顆鋯石中有15顆協和度> 98%,用來決定凝灰岩的沉積時代。其中10顆具最年輕年齡的鋯石給出的加權平均年齡爲72.1 ± 0.3 Ma (MSWD = 0.6),表明凝灰岩的沉積時代接近坎潘期-馬斯特裏赫特期界限,爲下覆琥珀生物羣提供了坎潘期最晚期時代限定。此外,研究團隊在琥珀層之下砂岩中發現結核保存的菊石,這些菊石被鑑定爲Sphenodiscus屬。Sphenodiscus最早可能出現於坎潘期晚期,並在馬斯特裏赫特期廣泛分佈,爲提林琥珀提供了坎潘期晚期-馬斯特裏赫特期的時代下限。結合放射性同位素年齡和菊石的時代,提林琥珀時代應爲坎潘期最晚期。因而,提林琥珀的時代要比克欽琥珀年輕至少2700萬年。

  團隊成員對提林琥珀的氣相色譜-質譜法(Py-GC-MS)分析表明該琥珀來自於裸子植物,並經過了明顯的後期成巖改造。晚白堊世提林與克欽地區相隔較近且都位於西緬甸板塊,但提林琥珀的化學組成明顯不同於克欽琥珀,後者來自南洋杉或者松科植物。被子植物在白堊紀中期迅速擴展,並在馬斯特裏赫特期在森林組成中逐漸佔據主導。裸子植物來源的提林琥珀表明在坎潘期最晚期裸子植物仍然在近赤道熱帶雨林地區非常豐富。現如今,東南亞低海拔森林以被子植物龍腦香科爲主, 而龍腦香科化石及其樹脂在始新世時期的印度和東南亞地區纔開始廣泛出現。因而,東南亞地區裸子植物森林被龍腦香科植物替代最可能發生在馬斯特裏赫特期到古新世時期。

  提林琥珀透明到半透明,以紅、黃色爲主,琥珀原石尺寸很少超過10釐米。研究團隊採集了5公斤琥珀原石,經過打磨拋光處理從中發現大量節肢動物和植物內含物,且以昆蟲化石爲主。昆蟲化石包括至少8目12科,包括膜翅目、雙翅目、齧蟲目、半翅目、鞘翅目、蜚蠊目、螳螂目和脈翅目等,以膜翅目和雙翅目爲主,多數是白堊紀常見的昆蟲分子。其中最爲重要的發現是7枚現生亞科螞蟻化石。儘管白堊紀螞蟻化石並不稀少,但僅有3枚白堊紀螞蟻歸屬到現生亞科,其餘皆爲滅絕亞科。提林琥珀中的螞蟻化石明顯增加了白堊紀螞蟻冠部類羣數量,表明螞蟻由幹部類羣向冠部類羣轉變在坎潘期最晚期已經開始,也進一步支持了熱帶地區是螞蟻多樣性的搖籃這一假說。

  儘管有大量中、新生代昆蟲化石記錄,但從白堊紀坎潘期早期(8000萬年前)到始新世早期(5600萬年前),昆蟲化石的記錄及其稀少,因而存在一個2400萬年的昆蟲化石間斷,這極大地限制了科學家對白堊紀末大滅絕事件前後昆蟲演化的瞭解。提林琥珀生物羣的發現恰好填補了這一空白。它也代表目前已知中生代最晚期的昆蟲羣,爲恢復晚白堊世熱帶雨林生態系統提供了一個珍貴的窗口。總之,提林琥珀的時代、化學組成和內含物均不同於傳統的克欽琥珀,反映了白堊紀中期到晚期熱帶生物羣的轉變。

  據悉,該項研究得到中國科學院、國家自然科學基金委和香港大學基金資助。

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