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冯学谦,陈中强*等 BGEG国家重点实验室. Earth-Science Reviews (2019), Unusual shallow marine matground-adapted benthic biofacies from the Lower Triassic of the northern Paleotethys: Implications for biotic recovery following the end-Permian mass extinction

近日,地学Earth-Science Reviews》正式刊发了我校生物地质与环境地质国家重点实验室陈中强教授团队《古特提斯洋北缘下三叠统特殊的微生物席底质生物相及其对大灭绝之后生物复苏的指示意义》(Unusual shallow marine matground-adapted benthic biofacies from the Lower Triassic of the northern Paleotethys: Implications for biotic recovery following the end-Permian mass extinction)的学术论文,为探讨大灭绝之后微生物席生态系中有关微生物-后生生物相互作用提供新的研究思路。

现代海洋沉积物最上面的部分发育一薄层厚约10cm、均质化的混合层(mixed layer),富含各种营养物质,大量底栖、内生生物生活于此。地史时期关于这一混合层的起源目前还有争议,大多数学者认为其起源于伊迪卡拉-寒武纪界线附近。在后生生物-微生物共同作用下,经过农艺革命(The Agronomic Revolution)和底质革命(The Cambrian Substrate Revolution),海洋沉积底质由伊迪卡拉期的藻席底质(matground)向混合底质(mixground)转变。寒武纪以来,微生物底质的重现往往被认为是由于大灭绝事件之后后生生物的减少,为微生物的繁盛和微生物席的保存提供了有利的窗口。

生物相(biofacies)的概念是指能够反映特定环境和生态的沉积岩层的生物属性,比如礁相、笔石相等。论文文报道了我国南祁连地区早三叠世早期滨浅海硅质碎屑沉积地层中发育的特殊的生物相:内生生物-底栖双壳-微生物(IBM)生物相,生物相的组分主要是遗迹化石、双壳和微生物成因沉积构造,它们往往共生。根据共生的遗迹化石(既有居住迹也有牧食迹)和底栖双壳特征(底栖固着或浅内生)以及发育的交错层理和生物扰动特征,生物相内的微生物席生长在一个富氧的“宜居带”环境中。微生物席的上表面能够为一些生活在它表面以及很浅的内生生物提供十分有限的避难所,但微生物席内部却是硫化缺氧状态。本研究表明二叠纪末大灭绝之后的微生物席不一定总是发育在恶劣缺氧的环境中,它们同样能够在正常、富氧的浅海环境中增殖,也就是说早三叠世的微生物席不总是指示恶劣的环境条件,这一论点有力反驳了前人普遍认为的早三叠世的微生物席代表着环境压力的主流观点。而且,进一步综述现代和古代微生物席的全球数据表明,地史时期的微生物席也能够在开阔、非局限、正常盐度的浅海生境中增殖,这与本研究报道的早三叠世的案例是一致的。因此,本文报道的内生生物-底栖双壳-微生物(IBM)共生在一起的生物相反映了在富含氧气的“宜居带”中,同时微生物自身也提供有限的避难所,从而使得在早三叠世早期恶劣环境的大背景下出现十分特殊的、富氧的微生物藻席生态系统。这一独特生物相中的生物代表了早三叠世硅质碎屑环境中的“相变群落”(phase shift community)。

该成果受到国家自然科学基金(41772007, 41661134047, 41572091),湖北省自然科学基金(2017CFA019)、国家留学基金委奖金(201706410066)等项目的资助。论文的第一作者为生环国重特任副研究员冯学谦,通讯作者为陈中强教授和美国南加州大学David Bottjer教授。

 

论文信息:

Title:Unusual shallow marine matground-adapted benthic biofacies from the Lower Triassic of the northern Paleotethys: Implications for biotic recovery following the end-Permian mass extinction

Authors:Xueqian Feng, Zhong-Qiang Chen, David J. Bottjer, Siqi Wu, Laishi Zhao, Yaling Xu, G.R. Shi, Yuangeng Huang, Yuheng Fang, Chenyi Tu

SourcesEarth-Science Reviews, Vol 189, Pages 194-219.

Published:February 2019

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2018.07.012