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準噶爾盆地古新世輪藻化石指示輪藻植物群的亞洲起源

  圖爾蓋海峽(Turgai Strait),又稱西西伯利亞海,是中侏羅世至始新世末期(或漸新世)、連接北冰洋和特提斯洋,以及分隔亞洲和歐洲大陸的大型淺、鹹水體。圖爾蓋海峽被認為對生物的遷移和擴散起到了“屏障”作用,導致許多哺乳動物和植物類型出現了地理隔離。而最新證據表明,輪藻植物群的傳播似乎並未受到該“屏障”的影響。 

  近期,中國科學院南京地質古生物研究所李莎副研究員和中國科學院古脊椎動物與古人類研究所曹文心博士、倪喜軍研究員、李強研究員、Thomas A. Stidham研究員、中國地質大學(北京)萬曉樵教授合作在國際古生物學期刊《古生物學雜誌》(Journal of Paleontology)上報道了準噶爾盆地南戈壁地區古新世晚期輪藻植物群的研究成果。 

  該植物群包括Peckichara torulosa var. variansLychnothmanus vectensisGyrogona lemani capitata,其中L. vectensis最早記錄於中國東部白堊係/古近係界線之下,而其在歐洲的最早記錄發現於西班牙、法國和英國始新世晚期–漸新世早期地層;G. lemani capitata最早記錄於準噶爾盆地南戈壁地區古新世最晚期地層,而其在歐洲的最早記錄發現於羅馬尼亞和法國始新世中期地層。這些化石記錄說明該輪藻植物群起源於亞洲,在始新世中、晚期向歐洲擴散,即輪藻植物群擴散發生在圖爾蓋海峽閉合之前。 

  研究發現,在輪藻的洲際傳播過程中,水鳥可能起到了關鍵作用。在中亞和歐洲始新世中、晚期地層中出現一些相同的鳥類化石組合支持了這一觀點。根據現生輪藻傳播的研究,輪藻的藏卵器既可以附著於鳥類的爪和羽毛上,也可以被鳥類攝入進入其消化道或盲腸中。當藏卵器被攜帶於候鳥的消化道中,它們能在相距 100–150 英裏(≈161–241 km)的湖泊之間傳播;而當藏卵器被攜帶於候鳥的盲腸中,它們可能會被攜帶至更遠距離的湖泊(前者距離的幾倍)。 

  沉積學研究也表明,Lvectensis最初在中國東北鬆遼盆地生活於淺湖環境,在其遷徙到歐洲之後仍生活於淺湖環境;而G. lemani capitata在準噶爾盆地生活在間歇性的河流環境中,到達歐洲之後卻改變了生活習性,開始適應淺湖環境。 

  本研究得到第二次青藏科考、國家自然科學基金委、中國科學院戰略先導、現代古生物學和地層學國家重點實驗室開放課題(193103)的資助。 

  論文相關信息:Cao, W., Li, S., Li, Q., Stidham, T. A., Wan, X., Ni, X., 2022. Asian Paleocene charophyte records demonstrate Eocene dispersals from Asia to Europe. Journal of Paleontology, https://doi.org/10.1017/jpa.2021.118

圖1 準噶爾盆地南戈壁地區輪藻植物群和哺乳動物群與內蒙古二連盆地的蘇崩及腦木根III動物群對比圖。南戈壁地區化石組合的時代約為晚格沙頭期(根據亞洲陸生哺乳動物時代),大致相當於克拉克福基安期。

圖2 準噶爾盆地南戈壁地區的古新世輪藻化石掃描電鏡照片。

圖3 輪藻Lychnothmanus vectensis可能於古新世晚期傳播至準噶爾盆地,然後沿兩條可能的路線擴散:始新世晚期—早漸新世擴散至歐洲,或於始新世早期先傳播至美國,而後到達歐洲(白色圖標)。輪藻Gyrogona lemani capitata最早的化石記錄出現在準噶爾盆地的古新世末期,於中始新世時擴散至法國(橙色圖標)。古地理圖來自“Global Paleogeography and Tectonics in Deep Time Series. Copyright 2016 Colorado Plateau Geosystems Inc.”。

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