宏体生物化石

如题所述

在以往的大量有关本区新元古代宏体碳质化石的论著中先后发表了多达51个形态属的命名,似乎达到了较高的多样化程度。但笔者的研究发现它们绝大多数仅仅是相同结构的柔软有机体在埋藏过程中的形态变化,或者可能是处于不同生长阶段的大小变化。经清理甄别归纳后,只有5个形态属:Chuaria,Tawuia,Beltina,Tyrasotaenia及Sinosabellidites。

其中表面光滑无饰结构简单的Chuaria-Tawuia组合,在数量上占有超过90%的绝对优势,而且几乎区内已知的各泥页岩化石点都有这类化石,它们通常以压膜状态保存在沉积层面上。这一组合在世界许多地区的新元古代地层中分布也非常广泛,尤其以新元古代大冰期之前年龄8亿年左右的地层最为丰富。除了我国华北的天津蓟县(段承华等,1985)—河北燕山(杜汝霖,1982)地区青白口系、东北的辽南地区辽南群(陈孟莪,1991)及海南的石碌群(张仁杰等,1989)等外,加拿大Mackenzie山脉Little Dal群(Hofmann,1985),Victoria岛Shaler超群(Hofmann and Rainbird,1994),斯匹兹卑尔根Franklinsundet群(Knoll,1982),Akademikerbreen 群(Butterfield et al.,1994),雅库特Debengdin,Khajpakh及Khatyspyt组(Vidal et al.,1993),西伯利亚Lachandin组(Яанкаускас,1989)及印度Semri群(Mathur,1983)等处都有报道。

虽然迄今对它们有多种解释,但笔者近来通过对大量不同埋藏保存状态标本的观察,倾向于认为它们在生态上可能是浮游于海水中的柔软中空的单个大型的腔囊状真核多细胞有机体。它们基本结构相同但却有圆、椭圆乃至香肠形的一系列形态轮廓的过渡变化。造成这种情况的原因也许不外乎两种可能:

其一,它们柔软中空的腔囊状有机体在被沉积物压埋时,因外壁受力的不均匀,会使其形成的压膜呈规则或不规则地在各种圆—椭圆或各种直—弯曲的香肠形之间任意变形;同样的原因也可说明,它们表面存在的皱纹其实具有很大的随机性,故不宜以上述的变化情况作为建立众多新属种的分类依据。

其二,这种形态上连续过渡的大小不一的圆-椭圆-长条形个体,也可能代表了相同生物类型处于不同生长期的个体。

常与Chuaria-Tawuia组合密切共存的Beltina,是一种形态不规则的片状有机体,目前较普遍的看法是藻类或底栖微生物席的碎片。

在沉积层面上成群杂乱地相互叠置或纠缠保存的带状化石有机体Tyrasotaenia,本区仅发现于淮南地区的寿州市刘老碑及其附近的刘老碑组,而其他化石点却至今未见。Tyrasotaeniazai在我国华南的湖北宜昌地区震旦系灯影组也有发现(段承华等,1985)。

该形态属最初由Гниловскаяа(1971)报道于俄罗斯地台新元古界文德系(Vendian),与其共生的还有著名的Vendotaenia,二者均以带状薄膜互相叠置或纠缠成群地保存于沉积岩石层面上。二者的区别是:Tyrasotaenia宽度不定,表面光滑;Vendotaenia宽度稳定,表面具纵纹。它们通常被认为是较高等的后生植物——真核多细胞藻类,例如褐藻(phaeophytes)等(Гниловскаяа,1971;郑文武等,1984;段承华等,1985)。然而,Vidal(1989)则提出了不同的看法。他认为它们可能是很原始的细菌营养体遗留物,属原核微生物的聚合体,将其与生存于现代秘鲁附近深海的Beggiatoacean科细菌Thioploca聚合团块相对比。

Sinosabellidites,即所谓的“中华皱节虫”,因表面的横纹很像具环节的蠕形动物,一些研究者将其识别为后生动物,并与俄罗斯地台圣彼得堡地区Baltic阶BlueClay层的具细密规则排列横纹的管状压膜化石“皱节虫(Sabellidites)”(Соколов,1967;Sokolov[Соколов],1972)相对比(郑文武,1980;汪贵翔,1982;汪贵翔,阎永奎,1984)。然而,它与Tawuia之间存在表面的横纹从清晰、不清晰至完全没有的一系列过渡类型(Hofmann,1994),有时不易区别。况且Sinosabellidites的所有标本从未发现有后生动物特征性解剖构造——各种管腔或内脏的保存(Cloud,1986;Sun[孙卫国]et al.,1986;Conway Morris,1989;Sun[孙卫国],1994)。这就难以解释它们柔软的表面结构可以变成碳质化石保存下来,而如果确实存在内部结构却不能保存。中国早寒武世澄江动物群(Chen[陈均远]& Erdtmann,1991)及加拿大中寒武世Burgess动物群(Conway Morris,1989;Butterfield,1990)后生动物的内部及外部许多组织器官可以不同程度地以压膜或印痕化石保存(Hou[侯宪光]et al.,1991;Shu[舒德干]et al.,1996)就是实例。

Sinosabellidites因个体大小的变化或埋藏保存的差异,被命名了十几个属种,并分别划归蠕虫类后生动物的环节动物门(ANNELIDA)多毛纲(Polychaeta)沙蠋科(Arenicolidae)、绿血虫科(Chloraemidae)、淮远虫科(Huaiyuanellidae)及须腕动物门的皱节虫科(Sabelliditidae)(汪贵翔,1982;汪贵翔,阎永奎,1984;邢裕盛等,1985)。但笔者的研究发现这些结构其实在形态上是不规则的团块状。通过观察几十件不同大小和保存状态的标本,笔者恢复了当时可能的生态:Sinosabellidites是柔软的长椭圆至香肠形的囊泡体,表面具细密规则的横纹,一端的团块状结构可能是用于保证囊泡体在海底竖直生长的固着器或假根。其生态完全可与现代固着于浅水底床上呈竖直生长的绿藻门(CHLOROPHYTA)粗枝藻目(Dasycladales)的蠕环藻(Neomeris)等属对比(Tseng,1983;Berger & Kaever,1992)。

如果确实如此,Sinosabellidites在地球早期生命演化上的意义就相当重大。它们虽然在本区新元古代生物群中仅占很少的部分,但却与该生物群中占绝大多数的浮游类宏体化石有了本质区别,即已经具备选择有利的生态环境定居的能力。

综上所述,本区新元古代宏体碳质化石生物群相对于华南扬子古陆南沱冰期后兴起的陡山沱组宏体碳质化石生物群而言,演化程度和多样化程度明显较低。其中一项重要的区别是,本区新元古代的标本都为简单的圆-椭圆-香肠形个体,未见有分枝的类型,而陡山沱组的标本则以结构较复杂且多样化程度较高的分枝成束生长并具假根固着器的各种叶状体为特征(陈孟莪等,1994;阎永奎等,1994;丁莲芳等,1996;Yuan et al.,2000)。

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