鳃足纲是一类较为原始的小型水生甲壳动物,起源于古生代寒武纪,现存约800余种,分布于世界各地。鳃足纲依据其宏观形态可大致分为叶肢介、枝角类、背甲类(鲎虫)和无甲类几个类群。多数鳃足类动物生活于小型陆地水域中。淡水鳃足动物化石是古生代晚期—中生代末期陆相沉积中极具代表性的成员,并且展现了长时间尺度的形态和生态演化停滞,因此,鳃足动物群落生态学研究对于地质历史时期陆地古生态的恢复与重建具有较为重要的指导意义。然而,尽管世界各地发现的各时代鳃足动物化石很多,包含两个类群以上的高多样性鳃足动物群落却十分罕见,目前仅有四例:1. 比利时泥盆纪晚期的鳃足动物群落,由无甲类、叶肢介和背甲类构成,表面鳃足类的演化和生态停滞至少在约3亿6500万年前已经开始;2. 发现于法国二、三叠纪之交的鳃足动物群落,包括叶肢介和背甲类;3. 澳大利亚早白垩世的鳃足动物群落,由叶肢介、无甲类和枝角类构成;4. 中国内蒙古中晚侏罗世燕辽生物群中的鳃足动物群落,包括叶肢介、枝角类和无甲类。稀少的化石记录成为了我们探究鳃足动物古群落生态学和演化的重要障碍。
近期,365体育官方唯一入口廖焕宇博士与中国科学院南京地质古生物研究所黄迪颖研究员团队合作报道了我国河北围场县发现的一个新的高多样性鳃足动物群落。该群落产自河北省围场县下白垩统大北沟组,由尼斯托叶肢介、圆形围场鲎虫和疑似网纹溞的枝角类卵鞍构成,属于早白垩世热河生物群早期群落的重要组成部分。其中新发现的枝角类卵鞍化石为我国目前最早的卵鞍化石记录。枝角类俗称“水溞”,是生活于淡水和大洋表面的微体浮游动物,最早的化石记录见于侏罗纪,由于化石记录稀少,其起源目前仍是一个谜。一些较为进化的枝角类具有世代交替的生活史,它们的受精卵可包裹于由母体壳瓣形成的“保护壳”即卵鞍内进行休眠和远距离扩散。经细致的形态学对比,研究人员认为此次发现的枝角类卵鞍与现代网纹溞类的卵鞍十分相似,这表明热河生物群早期的鳃足动物群落中的枝角类很可能就是网纹溞类或其近亲。鳃足动物群落产出层位的水平层理表明其栖息地是水动力条件较弱和稳定的湖泊环境,十分有利于鳃足动物和水生昆虫的生存,与鳃足动物同层位保存的大量水生昆虫也印证了这一点。但背甲类和枝角类卵鞍不在同一微层中出现而是交替出现以及化石围岩的凝灰质岩性似乎表明该湖泊环境在频繁的火山活动中并不稳定,会导致不同类群周期性的繁盛和衰落。
当前研究丰富了世界鳃足动物群落和枝角类化石的记录,为我们认识热河生物群早期的生物组合面貌和古环境,鳃足动物古群落生态学提供了重要的参考。
论文以An Early Cretaceous branchiopod community in northeastern China: Discovery of daphniid (Cladocera: Anmopoda) ephippia in the early assemblage of the Jehol Biota为题,发表于国际著名地质学期刊《Cretaceous Research》上。廖焕宇博士为该论文的第一作者,黄迪颖研究员为该论文的通讯作者。
论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0195667120301774
图1 大北沟组剖面(a)和鳃足动物群落(d-f)以及水生昆虫化石(b)
b. 白色箭头指示裂尾甲和其幼虫化石,黑色箭头指示蜉蝣化石;c. 圆形围场鲎虫化石;d. 尼斯托叶肢介化石;e-f. 枝角类卵鞍化石
图2 枝角类卵鞍化石及其复原图,可见其内部椭圆形的卵(比例尺=100 μm)