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埃迪卡拉纪-寒武纪转折期是地球早期生命演化的关键时期,大部分典型埃迪卡拉型生物在埃迪卡拉纪晚期消失,随后在寒武纪早期以澄江生物群、清江生物群等为代表的多门类生物大量新生,即寒武纪大爆发。早期研究通常认为,地球生命体系在埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期的这一重要转变是极快速或者突变式发生的。然而,近年来新的化石证据表明,这一时期的生物演化有着更加复杂、连续的转变过程,例如埃迪卡拉纪晚期可能已经出现了大量的动物祖先分子,以及典型埃迪卡拉型分子与寒武纪早期小壳分子存在着共生现象。但目前为止,有关于埃迪卡拉纪-寒武纪转折期生物演化的研究主要集中在浅水相区较为连续的碳酸盐岩序列和碎屑岩序列中,与之相比,深水相区代表性硅质岩序列中的化石研究相对较少,跨越埃迪卡拉系-寒武系界线的连续序列研究尤为缺乏。本次研究以华南地区埃迪卡拉纪-寒武纪转折期深水相湘西龙鼻嘴剖面和茶罗剖面的留茶坡组为重点研究对象,并以浅水相滇东北蜂子箐剖面和小米剖面的朱家箐组为对比研究对象,在系统收集华南及其它典型地区同层位的化石资料基础之上,针对该转折期生物演化进行了探索性研究。本次研究在龙鼻嘴剖面留茶坡组中发现了大量的微体化石,根据其形态特征和产出层位可分为两个化石组合,即留茶坡组下部的下留茶坡组合和留茶坡组上部的上留茶坡组合。下留茶坡组合主要由各类疑问软躯体化石组成,共4属6种,含1个新属和3个新种,包括Longbizuiella hunanensis gen.et sp.nov.,Nenoxites jishouensis sp.nov.,Nenoxites irregularis sp.nov.,Nenoxites sp.,Helanoichnus sp.和Shaanxilithes?sp.,同时还含有一类常与以上化石共生的个体微小且集群式出现的球状化石。本次研究还针对前人在国内埃迪卡拉纪晚期地层中报道的“Horodyskia”化石和“Palaeopascichnus”化石进行了梳理和修订,并将其分别重新归入Longbizuiella属以及Nenoxites属中。上留茶坡组合主要包含以原牙形类、软舌螺类和骨片类为代表的各类小壳化石,数量丰富且形态多样的海绵骨针,以及本文首次报道的一类具有特殊分枝结构的多孔化石,即Poratusiramus xiangxiensis gen.et sp.nov.,共7属8种,含1个新属和1个新种。通过横向生物地层对比显示,下留茶坡组合属于埃迪卡拉系顶部,而上留茶坡组合中的小壳化石对应于深水相区第1个小壳化石带Protohertzina anabarica-Kaiyangites novilis组合带,即该组合主体部分属于寒武系幸运阶。因此,以上两个生物组合的纵向演化序列可作为埃迪卡拉纪-寒武纪转折期深水相生物演化研究的一个代表。同时,本次研究在邻近的茶罗剖面留茶坡组内也发现了大量海绵骨针、以软舌螺为主的小壳化石和Poratusiramus xiangxiensis,以及少量其它疑问化石,其整体生物面貌与龙鼻嘴剖面上留茶坡组合相似。除上述深水剖面外,本次研究还在浅水相区蜂子箐剖面和小米剖面内与留茶坡组相对应的层位中发现了大量的微体化石。在蜂子箐剖面朱家箐组中谊村段和大海段中找到了丰富的小壳化石和海绵骨针,其中小壳化石共含8属12种,包括Paragloborilus aff.subglobosus,Purella aff.antique,Purella sp.,Xianfengella sp.,Xianfengella?sp.,Turcutheca sp.,Conotheca subcurvata,Conotheca obesa,Conotheca sp.,Halkieria sp.,Olivooides sp.,Archaeooides sp.。经对比,蜂子箐剖面朱家箐组中谊村段上部对应浅水相区第2个小壳化石带Paragloborilus subglobosus-Purella squamulosa组合带。同时,在邻近的小米剖面相应层位也找到了丰富的小壳化石和海绵骨针,其整体生物面貌与蜂子箐剖面相似。此外,在小米剖面灯影组白岩哨段中还观察到了少量疑似软躯体生物化石。通过对上述剖面生物化石的属性、丰度、演化序列等深入分析发现,深水相区在埃迪卡拉纪-寒武纪转折期可能也发生了重要的生物演化事件,该事件与浅水相区的生物转变时间同步、特征相似。在浅水相区,蜂子箐剖面和小米剖面的生物化石显示,埃迪卡拉纪晚期的生物面貌比较单一,数量较少,而在寒武纪早期,生物种类更加丰富,生物总量大幅增加,生物矿化能力显著增强,具钙质或磷质骨骼的生物开始占主导地位。前人对华南及其它典型地区的大量调查也表明,埃迪卡拉纪-寒武纪转折期浅水生物,无论是底栖型还是浮游型,都发生了显著变革,转折期前后生物面貌差异巨大,生物矿化能力显著增强。与之对应,在本次研究的深水相龙鼻嘴剖面和茶罗剖面中,埃迪卡拉纪晚期主要以Nenoxites、Longbizuiella、Shaanxilithes和Helanoichnus等底栖软躯体生物为代表,含少量浮游球状化石,其丰度和分异度在埃迪卡拉系-寒武系界线附近逐渐减少直至消失。进入寒武纪之后,具有较强矿化能力的生物开始出现并占据主导地位,主要为底栖型海绵(骨针),小壳化石和具骨骼结构的Poratusiramus xiangxiensis,同时含少量浮游型小壳分子,生物丰度和分异度在纵向上均逐渐增加。本次研究所获得的化石基本涵盖了前人在埃迪卡拉纪-寒武纪转折期深水相地层中发现的主要化石类型,并且含有新发现的化石类型,因此对该时期深水相生物体系研究具有较强的代表性。本次对上述序列的研究显示,埃迪卡拉纪-寒武纪转折期深水相区可能发生了重要的生物演化事件,该事件的发生时间与浅水相区同步,即在埃迪卡拉系-寒武系界线附近,生物丰度和分异度的变化以及生物矿化能力的改变与浅水相区相似。海绵动物是寒武纪早期最具代表性的生物分子之一,也是生命之树上最先分化出来的后生动物之一,然而其起源的准确时间以及早期演化过程一直存疑。本次研究在龙鼻嘴剖面留茶坡组上部发现的海绵骨针表明,单轴骨针在埃迪卡拉纪软躯体生物消失之后出现,随后海绵骨针在第1个小壳化石带内完成了从单轴骨针到双轴-三轴骨针再到四轴-多轴骨针的快速演化过程,并且海绵骨针的丰度和大小在纵向上均逐渐增加。在蜂子箐剖面朱家箐组第1个小壳化石带中同样可以识别出类似的海绵骨针演化序列。同时,在小壳化石或其它生物化石保存不好或缺乏的情况下,上述海绵骨针序列可作为寒武纪早期地层对比的一个潜力标志。