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罗平生物群的节肢动物化石


□ 胡世学

  节肢动物门是自然界最为庞大的动物类群,其现生种类超过110万种,占已知动物种数的85%。节肢动物的身体两侧对称,身体分节,体节上具有分节的附肢。体壁含有几丁质,具有一定的硬度,起着相当于骨骼的支撑作用。由于坚硬的外骨骼会限制身体的生长,节肢动物在生长过程中会定期蜕皮。节肢动物活跃在海洋、陆地和天空等广阔的生态范围内,是现代生态系统的重要组成部分,与人类经济生活关系密切。

  节肢动物门是一个十分古老的类群,其化石记录贯穿了寒武纪以来的所有时代和地层。节肢动物也是早期地球生态系统的统治者之一,著名的中国寒武纪澄江动物群中就发现有大量保存精美的节肢动物化石,三叠纪是节肢动物演化史上一个最重要的时期,因为在二叠纪末的全球性生物大绝灭事件中,节肢动物和其他动物门类一同遭受重创,几乎绝灭殆尽,仅有少量种得以幸存。节肢动物在三叠纪初期缓慢复苏,然后迅速扩展到全球,并奠定了中生代直至现代节肢动物的基本面貌。

  与双壳和菊石等具有硬壳的动物相比,大部分节肢动物躯体的矿化程度低,不容易保存为化石。因此,虽然三叠纪是节肢动物演化的关键时期,但是除昆虫化石外,这一时期的节肢动物化石极少被发现,因此人们对这个时期节肢动物面貌的了解也极为模糊。然而,罗平生物群的发现使这一状况出现了转机,也为三叠纪节肢动物研究带来了新的曙光。

  2007年,中国地质调查局成都地调中心在云南省罗平县进行地质填图工作时,在罗平县城附近的三叠纪地层中发现了大量保存完好的化石。令古生物学家惊讶和兴奋的是:罗平生物群中的节肢动物极为丰富,在已采集的近2万件化石中,节肢动物竟然占90%以上,成为罗平生物群中当之无愧的第一太门类。虽然此前在贵州和云南等地发现的关岭生物群、兴义生物群以及盘县动物群等同样保存了大量完好的鱼类和海生爬行类化石,但颇为奇怪的是,上述生物群中均少见节肢动物化石。特别是关岭生物群和盘县动物群中至今尚未发现节肢动物化石,比罗平生物群时代稍晚的兴义生物群中虽然发现了许多节肢动物化石,但仅有糠虾一个种,十分单调。所以罗平生物群中的节肢动物化石对于研究三叠纪乃至中生代的节肢动物面貌与演化具有十分重要的意义。

  庞大的甲壳动物家族

  甲壳动物是节肢动物的一个主要类别,其躯体分为头、胸和腹三部分,头部与胸部体节常愈合成头胸部。躯体各部分的附肢分化明显。

  甲壳动物主要栖息在海洋里,少数种类生活在淡水水域或陆地环境。大多数甲壳类是底栖的,尤其在海洋环境中,从潮间带到近万米的大洋深沟中,栖息着大小不同、构造迥异的甲壳类,例如,潮间带大量成群的蟹、寄居蟹和成群固着的藤壶,浅海底占优势的虾和蟹,深海和海沟底部占优势的涟虫目、原足目和端足目动物等都是甲壳动物。

  甲壳动物是罗平生物群节肢动物中最主要的类群,数量巨大、种类多样,包括了十足目、等足目、糠虾类、叶肢介以及可能属于甲壳纲的原蟹类等,共同构成了罗平生物群甲壳动物的庞大家族。

  十足目是罗平生物群节肢动物中最引人注目的类群,包括虾类和龙虾两大类群。十足目节肢动物化石主要发现于中生代和新生代,目前古生代仅有一个种被确认。

  国际著名的十足目化石权威、美国肯特州立大学的罗德尼·费尔德曼教授在2003年的文章中回顾了十足目化石的研究历史和存在的问题,尽管当时已报道的中国十足目化石极为稀少,但费尔德曼教授依然对中国这片广袤的土地充满了期盼。罗平生物群十足目化石的发现强烈吸引了费尔德曼教授。2011年6月和2012年5月,年过古稀却依旧精神矍铄的费尔德曼教授两次前来罗平考查,并参与了罗平生物群节肢动物化石的研究。中美学者共同努力,终于确认罗平生物群中的十足目化石有着非同一般的多样性,除了棒手龙虾、三指龙虾和云南龙虾这三个新属外,还确认了几个虾类化石新种。研究人员确信:罗平生物群中的龙虾类化石是目前已知保存最为完好、数量最丰富、生存时代最早的龙虾化石群之一。

  与辽西等地热河生物群发现的小龙虾化石不同,罗平生物群里发现的是真正的龙虾化石。二者虽然只有一字之差,但代表了两类不同的甲壳动物。小龙虾生活在淡水中,有着较短的额剑,甲壳上的沟糟系较为简单,第四和第五对腿肢之间有缝合线和关节,腿肢爪尖通常突起,有尾节。龙虾则生活在海洋里,额剑比小龙虾的要长得多,具有复杂的沟槽系,腿肢爪尖较直,尾节完整。有趣的是,罗平生物群中的部分三指龙虾化石还显示出同种的雌雄个体具有一些不同的特征。例如:雄性三指龙虾的肋节较尖,雌性的则比较圆。

  等足目化石也是罗平生物群节肢动物的特色之一。此前等足目化石主要发现于欧洲、北美洲和澳大利亚。罗平生物群是目前该类化石在我国的唯一已知产地。除了生物学和演化上的意义外,等足目节肢动物还具有重要的古地理意义。由于节肢动物具有明显的地域性,不同地区的相似化石记录通常指示其处于相邻的古地理位置。罗平生物群中的等足类化石与发现于澳大利亚中三叠世的等足目化石十分相似,这似乎说明当时南中国板块和澳大利亚板块并不像目前认为的那么遥远。

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摘自:大自然 2013年第04期  
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