宏體生物化石

時間:2021-11-18

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在以往的大量有關本區新元古代宏體碳質化石的論著中先後發表了多達51個形態屬的命名,似乎達到了較高的多樣化程度。但筆者的研究發現它們絕大多數僅僅是相同結構的柔軟有機體在埋藏過程中的形態變化,或者可能是處於不同生長階段的大小變化。經清理甄別歸納後,只有5個形態屬:Chuaria,Tawuia,Beltina,Tyrasotaenia及Sinosabellidites。

其中表面光滑無飾結構簡單的Chuaria-Tawuia組合,在數量上佔有超過90%的絕對優勢,而且幾乎區內已知的各泥頁岩化石點都有這類化石,它們通常以壓膜狀態保存在沉積層面上。這一組合在世界許多地區的新元古代地層中分佈也非常廣泛,尤其以新元古代大冰期之前年齡8億年左右的地層最爲豐富。除了我國華北的天津薊縣(段承華等,1985)—河北燕山(杜汝霖,1982)地區青白口系、東北的遼南地區遼南羣(陳孟莪,1991)及海南的石碌羣(張仁杰等,1989)等外,加拿大Mackenzie山脈Little Dal羣(Hofmann,1985),Victoria島Shaler超羣(Hofmann and Rainbird,1994),斯匹茲卑爾根Franklinsundet羣(Knoll,1982),Akademikerbreen 羣(Butterfield et al.,1994),雅庫特Debengdin,Khajpakh及Khatyspyt組(Vidal et al.,1993),西伯利亞Lachandin組(Яанкаускас,1989)及印度Semri羣(Mathur,1983)等處都有報道。

雖然迄今對它們有多種解釋,但筆者近來通過對大量不同埋藏保存狀態標本的觀察,傾向於認爲它們在生態上可能是浮游於海水中的柔軟中空的單個大型的腔囊狀真核多細胞有機體。它們基本結構相同但卻有圓、橢圓乃至香腸形的一系列形態輪廓的過渡變化。造成這種情況的原因也許不外乎兩種可能:

其一,它們柔軟中空的腔囊狀有機體在被沉積物壓埋時,因外壁受力的不均勻,會使其形成的壓膜呈規則或不規則地在各種圓—橢圓或各種直—彎曲的香腸形之間任意變形;同樣的原因也可說明,它們表面存在的皺紋其實具有很大的隨機性,故不宜以上述的變化情況作爲建立衆多新屬種的分類依據。

其二,這種形態上連續過渡的大小不一的圓-橢圓-長條形個體,也可能代表了相同生物類型處於不同生長期的個體。

常與Chuaria-Tawuia組合密切共存的Beltina,是一種形態不規則的片狀有機體,目前較普遍的看法是藻類或底棲微生物席的碎片。

在沉積層面上成羣雜亂地相互疊置或糾纏保存的帶狀化石有機體Tyrasotaenia,本區僅發現於淮南地區的壽州市劉老碑及其附近的劉老碑組,而其他化石點卻至今未見。Tyrasotaeniazai在我國華南的湖北宜昌地區震旦系燈影組也有發現(段承華等,1985)。

該形態屬最初由Гниловскаяа(1971)報道於俄羅斯地臺新元古界文德系(Vendian),與其共生的還有著名的Vendotaenia,二者均以帶狀薄膜互相疊置或糾纏成羣地保存於沉積岩石層面上。二者的區別是:Tyrasotaenia寬度不定,表面光滑;Vendotaenia寬度穩定,表面具縱紋。它們通常被認爲是較高等的後生植物——真核多細胞藻類,例如褐藻(phaeophytes)等(Гниловскаяа,1971;鄭文武等,1984;段承華等,1985)。然而,Vidal(1989)則提出了不同的看法。他認爲它們可能是很原始的細菌營養體遺留物,屬原核微生物的聚合體,將其與生存於現代祕魯附近深海的Beggiatoacean科細菌Thioploca聚合團塊相對比。

Sinosabellidites,即所謂的“中華皺節蟲”,因表面的橫紋很像具環節的蠕形動物,一些研究者將其識別爲後生動物,並與俄羅斯地臺聖彼得堡地區Baltic階BlueClay層的具細密規則排列橫紋的管狀壓膜化石“皺節蟲(Sabellidites)”(Соколов,1967;Sokolov[Соколов],1972)相對比(鄭文武,1980;汪貴翔,1982;汪貴翔,閻永奎,1984)。然而,它與Tawuia之間存在表面的橫紋從清晰、不清晰至完全沒有的一系列過渡類型(Hofmann,1994),有時不易區別。況且Sinosabellidites的所有標本從未發現有後生動物特徵性解剖構造——各種管腔或內臟的保存(Cloud,1986;Sun[孫衛國]et al.,1986;Conway Morris,1989;Sun[孫衛國],1994)。這就難以解釋它們柔軟的表面結構可以變成碳質化石保存下來,而如果確實存在內部結構卻不能保存。中國早寒武世澄江動物羣(Chen[陳均遠]& Erdtmann,1991)及加拿大中寒武世Burgess動物羣(Conway Morris,1989;Butterfield,1990)後生動物的內部及外部許多組織器官可以不同程度地以壓膜或印痕化石保存(Hou[侯憲光]et al.,1991;Shu[舒德干]et al.,1996)就是實例。

Sinosabellidites因個體大小的變化或埋藏保存的差異,被命名了十幾個屬種,並分別劃歸蠕蟲類後生動物的環節動物門(ANNELIDA)多毛綱(Polychaeta)沙蠋科(Arenicolidae)、綠血蟲科(Chloraemidae)、淮遠蟲科(Huaiyuanellidae)及須腕動物門的皺節蟲科(Sabelliditidae)(汪貴翔,1982;汪貴翔,閻永奎,1984;邢裕盛等,1985)。但筆者的研究發現這些結構其實在形態上是不規則的團塊狀。通過觀察幾十件不同大小和保存狀態的標本,筆者恢復了當時可能的生態:Sinosabellidites是柔軟的長橢圓至香腸形的囊泡體,表面具細密規則的橫紋,一端的團塊狀結構可能是用於保證囊泡體在海底豎直生長的固着器或假根。其生態完全可與現代固着於淺水底牀上呈豎直生長的綠藻門(CHLOROPHYTA)粗枝藻目(Dasycladales)的蠕環藻(Neomeris)等屬對比(Tseng,1983;Berger & Kaever,1992)。

如果確實如此,Sinosabellidites在地球早期生命演化上的意義就相當重大。它們雖然在本區新元古代生物羣中僅佔很少的部分,但卻與該生物羣中佔絕大多數的浮游類宏體化石有了本質區別,即已經具備選擇有利的生態環境定居的能力。

綜上所述,本區新元古代宏體碳質化石生物羣相對於華南揚子古陸南沱冰期後興起的陡山沱組宏體碳質化石生物羣而言,演化程度和多樣化程度明顯較低。其中一項重要的區別是,本區新元古代的標本都爲簡單的圓-橢圓-香腸形個體,未見有分枝的類型,而陡山沱組的標本則以結構較複雜且多樣化程度較高的分枝成束生長並具假根固着器的各種葉狀體爲特徵(陳孟莪等,1994;閻永奎等,1994;丁蓮芳等,1996;Yuan et al.,2000)。