
牙形動物復(fù)原圖(據(jù)Purnell et al,1995 )

產(chǎn)地:貴州納饒 層位:石炭系格舍爾階
(神秘的地球uux.cn報道)據(jù)中國科學(xué)報(張文靜):2018年6月,國際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會以全票通過的牙形表決結(jié)果,批準(zhǔn)把寒武系第三統(tǒng)和第五階的刺中
蘇州外圍美女(電話微信199-7144-9724)提供頂級外圍,空姐,網(wǎng)紅,明星,車模等優(yōu)質(zhì)資源,可滿足你的一切要求“金釘子”“釘”在了中國貴州劍河,即寒武系苗嶺統(tǒng)烏溜階,國顆結(jié)束了國際地層委員會寒武系分會對該“金釘子”長達20余年的金釘界定研究和選擇。隨著這顆“金釘子”的標(biāo)準(zhǔn)確立,中國以11顆的全能選手?jǐn)?shù)量成為全球獲得“金釘子”最多的國家。
“金釘子”是牙形全球年代地層單位界線層型剖面和點位(GSSP)的俗稱。自46億年前地球形成開始,刺中滄海桑田,國顆層層的金釘界定巖石在原始的地殼上慢慢覆蓋起來。從地質(zhì)學(xué)上來說,標(biāo)準(zhǔn)這些巖石就是全能選手地層。每一個地層都有其相應(yīng)的牙形地質(zhì)年代,“金釘子”就是刺中年代地層的“國際標(biāo)準(zhǔn)”,對照它,便可以標(biāo)出它及其上下地層的“年齡”。
在中國的11顆“金釘子”中,有4個是以同一種化石作為界定標(biāo)準(zhǔn)的,這種重要的化石就是牙形刺。
身世謎題
1856年,德籍俄國人潘德爾最早在波羅的海地區(qū)發(fā)現(xiàn)并報道了牙形刺化石,此后這類化石的發(fā)現(xiàn)與研究源源不斷地涌現(xiàn)出來。
在早期發(fā)現(xiàn)者們的
蘇州外圍美女(電話微信199-7144-9724)提供頂級外圍,空姐,網(wǎng)紅,明星,車模等優(yōu)質(zhì)資源,可滿足你的一切要求眼中,這類化石的長相有些怪異,它們個頭很小,多刺,呈齒狀。這到底是哪種動物留下的骨骼?一時間,人們意見紛紛,爭執(zhí)不休。最初,潘德爾認(rèn)為牙形刺是魚類的牙齒,后來有人提出它們可能是環(huán)節(jié)動物的顎器,也有人認(rèn)為它們是腹足類的齒舌。節(jié)肢動物、頭足動物、袋蟲類、毛顎類、動吻類,甚至植物都在人們的猜測對象之列。其中,魚類假說和環(huán)節(jié)動物假說占據(jù)了主流。這些假說基本上都是將牙形刺化石的形態(tài)特征與現(xiàn)生生物類比而作出的推斷。
直到1983年牙形動物軟體化石在蘇格蘭的下石炭統(tǒng)被發(fā)現(xiàn)以后,人們才恍然大悟,原來此前的類比方向有誤,其實,牙形刺屬于一類已經(jīng)絕滅的海生動物的骨骼化石,它們的“主人”也就被稱為牙形動物。
此后,主流觀點認(rèn)為這種已經(jīng)滅絕的牙形動物,是一種最早期的脊椎動物。“它與現(xiàn)代的七鰓鰻(八目鰻)很相似,兩側(cè)對稱,肛門后位,有尾鰭、背鰭,并有鰭條,有兩個大眼睛,有肌節(jié)(并發(fā)現(xiàn)纖維肌肉組織)和脊索。重要的是,牙形刺中有與脊椎動物牙齒相似的齒質(zhì)(牙本質(zhì))存在,并在牙形刺的口面,特別是臺型牙形刺的口面,發(fā)現(xiàn)微磨損,證明牙形刺是牙齒,起粉碎、剪切食物的作用,是食大粒食物的,牙形刺是牙形動物的口咽器官,兩側(cè)咬合。”中科院南京地質(zhì)古生物研究所(以下簡稱南古所)研究員王成源在《化石精英——牙形刺》一文中寫道。
當(dāng)時,英國幾位最著名的牙形刺專家都認(rèn)為,牙形動物有良好的視力,兩側(cè)對稱,能像鰻類一樣快速游泳,并且很可能是積極捕食的、能適應(yīng)于不同生境的動物。
古生物學(xué)家還將牙形刺分為三類,其中,原牙形類出現(xiàn)于前寒武紀(jì),副牙形類始于早寒武世,而真牙形類則始于晚寒武世。晚寒武世正處于脊椎動物演化的早期,人們猜測,真牙形類的祖先很可能是來源于早寒武世多細(xì)胞動物的大輻射。
雖然也有人認(rèn)為牙形動物并不屬于脊椎動物,而屬于原索動物,或?qū)儆诩棺祫游锏逆⒚萌海詫偌顾鲃游铩5嗟墓派飳W(xué)家支持其是脊椎動物的觀點。美國著名古生物學(xué)家諾爾發(fā)表文章,肯定了牙形動物是脊椎動物的觀點。我國牙形刺專家、北京大學(xué)教授董熙平也通過對寒武紀(jì)牙形刺組織學(xué)的研究,贊同牙形動物是脊椎動物的祖先的學(xué)說。“沒有牙形動物,就沒有現(xiàn)代的脊椎動物,也沒有人類,它是人類的遠(yuǎn)祖。這已成為牙形刺專家的主流看法。”王成源寫道。
演化快、分布廣
“牙形刺化石的拉丁文原意有‘錐子’‘錐刺’的意思,翻譯成中文后,有專家認(rèn)為應(yīng)該叫牙形石,也有專家認(rèn)為應(yīng)該叫牙形刺,還有專家認(rèn)為應(yīng)當(dāng)叫牙形類化石,其實指的都是這一類化石。”南古所研究員祁玉平告訴《中國科學(xué)報》記者,牙形刺化石形體很小,一般只有1毫米左右,最大也不過7毫米,形態(tài)多變,如角錐梳狀、耙狀、臺狀,顏色各異,廣泛分布于從寒武紀(jì)到三疊紀(jì)的海相地層中,在我國分布也極為廣泛。
我國牙形類化石研究始于20世紀(jì)50年代后期。1960年,中科院院士、南古所研究員金玉玕發(fā)表了中國第一篇牙形類論文。從1973年開始,全國科研機構(gòu)、高校、石油和地質(zhì)系統(tǒng)的微體古生物工作者,對全國各區(qū)域含牙形刺地層進行了系統(tǒng)采集和研究。
祁玉平就是這些研究隊伍中的一員。早年在石油系統(tǒng)工作時,他就開始從事牙形刺化石的相關(guān)研究,在勝利油田、江蘇油田等地都工作過。來到南古所之后,他的研究重心放在了貴州、廣西的牙形刺化石上。
由于牙形刺化石個頭很小,在野外很難直接觀察到。所以祁玉平等人常常要在野外采集大量石灰?guī)r,運回研究所進行研究和分析。他們先用酸性溶液將化石化開,然后篩洗、晾干,最后在顯微鏡下挑選。“每次采樣可能會運幾噸回來,處理起來也要花費很長時間,有時需要一年。”祁玉平說。
目前的化石發(fā)現(xiàn)表明,牙形刺化石在奧陶系地層中非常豐富,這顯示出奧陶紀(jì)是其演化歷程中第一個繁盛時期。在距今約4億年的泥盆紀(jì),牙形刺又經(jīng)歷了一次大繁榮。進入二疊紀(jì)后,牙形刺風(fēng)光不再,處于衰落時期。在三疊紀(jì)經(jīng)歷了最后的繁盛期后,到約2億年前的三疊紀(jì)末,牙形刺便全部絕滅了。算下來,牙形動物作為一個大類在地球上繁衍了至少3.4億年,算是演化比較成功的動物。
牙形動物不僅存在時間長,它們存在的證據(jù)——牙形刺在地層中的分布也十分廣泛。“分布廣,全球都可以作對比,這正是牙形刺能成為‘金釘子’界定標(biāo)準(zhǔn)的一個原因。”祁玉平說。
為尋求世界對比的共同語言,“金釘子”必須選擇演化快、分布廣、特征明顯的化石作為標(biāo)志,牙形刺顯然符合這樣的條件。在寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)、志留紀(jì)、泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)和三疊紀(jì)七個地質(zhì)時代,牙形刺都已成為主導(dǎo)化石門類。只要發(fā)現(xiàn)一個牙形刺化石,這些地層時代就能得到精確確定。
以色看油尋氣
除了能在全球地層界線層型和點位確定中發(fā)揮重要作用之外,牙形刺化石還是油氣勘探開發(fā)中的尖兵,后者依靠的其實是牙形刺的“色”。
牙形刺由碳磷灰石、細(xì)晶磷灰石組成,含有微量的有機質(zhì)和氨基酸。“因為牙形刺含有有機質(zhì),被埋藏在地層中并經(jīng)過漫長的時間后,在地?zé)岬淖饔孟拢挠袡C質(zhì)會降解,它的顏色也會由淺色變成深色。利用牙形刺的色變指標(biāo),我們就可以判斷其所在地層中的石油有機成熟度,從而直觀地判斷出該地層保存的是油還是氣。”祁玉平解釋說。
美國科學(xué)家最先用實驗證實了牙形刺的不同顏色與有機變質(zhì)程度有直接的關(guān)系,這種變化與溫度、埋藏深度和時間有關(guān)。這種顏色的變化由淺到深,逐漸變化,且是不可逆的。所以,利用牙形刺的色標(biāo)指標(biāo),就可以圈定石油和天然氣的未成熟區(qū)、成熟區(qū)和過成熟區(qū),也就可以知道哪些地區(qū)可能有油有氣,哪些地區(qū)無油有氣,哪些地區(qū)無油無氣。美國曾用這種方法在阿拉斯加地區(qū)圈定并找到重要的油氣藏,我國也用此方法大致圈定了華南、華北油氣勘探區(qū)。近年來,美國科學(xué)家還研究了牙形刺色變指標(biāo)與卡琳型金礦的關(guān)系,預(yù)計在尋找碳酸巖地區(qū)卡琳型金礦方面,牙形刺同樣會起到重要作用。
由此看來,牙形刺確實是化石中的“全能選手”,在各個方面都能大顯身手,發(fā)揮重要的作用。