地球生命演化史上,寒武紀大爆發(fā)后的首次全球性滅絕事件——辛斯克事件,曾因化石證據(jù)稀缺而長期籠罩在迷霧之中。近日,一項發(fā)表于國際權威期刊的研究成果,首次揭開了來自中國湖南花垣地區(qū)、距今約5.12億年的特異埋藏化石庫的面紗,為理解顯生宙首次大滅絕后的深水海洋生態(tài)提供了關鍵線索。
在地球生命的長河中,二疊紀末與白堊紀末的滅絕事件廣為人知,但寒武紀生命大爆發(fā)后不久發(fā)生的這場災難,卻因證據(jù)不足鮮被提及。約5.39億年前,寒武紀生命大爆發(fā)在短時間內催生了幾乎所有現(xiàn)代動物門類的祖先,海洋從微生物主導的靜謐世界轉變?yōu)閯游锟v橫的生機樂園。然而,這場繁榮僅持續(xù)約兩千萬年,約5.13億年前,辛斯克事件突然降臨,屬級生物滅絕率高達41%至49%,其嚴重程度僅次于二疊紀末大滅絕,與歷史上的“五次大滅絕”同屬一個量級。
長期以來,科學家對辛斯克事件的認知主要依賴淺海生態(tài)系統(tǒng)的化石記錄,如古杯動物、小殼化石和三葉蟲等。但這些骨骼化生物僅占海洋動物群落的一小部分,且大滅絕后的關鍵時段全球缺乏能完整保存軟軀體動物的化石庫,導致對這場滅絕的性質、范圍及其對生命演化軌跡的影響知之甚少。
轉機出現(xiàn)在湖南湘西的群山之中。2020年,花垣縣石欄鎮(zhèn)磨子村修建機耕道時,一片灰色泥頁巖剖面顯露。這些細膩的巖石是保存軟軀體化石的理想介質,湖南省博物館的科研人員敏銳采集了首批標本,并啟動了系統(tǒng)性發(fā)掘。經(jīng)過五年研究,一個名為“花垣生物群”的遠古世界逐漸清晰。
花垣生物群的發(fā)現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)認知。研究團隊采集了超過5萬塊化石標本,僅初步分析的8681個個體中就鑒定出153個動物物種,其中59%為新物種。其物種數(shù)量已超過著名的澄江動物群和加拿大布爾吉斯頁巖生物群的主要采坑。更令人驚嘆的是,這里囊括了16個門一級的動物類群,包括非兩側對稱動物、原口動物和后口動物,幾乎呈現(xiàn)了寒武紀動物多樣性的完整圖譜。
化石以碳質膜和黏土礦物膜的形式保存了柔軟的身體組織,甚至精細的內部器官如腸道、神經(jīng)索和鰓等。這里不僅有完整的奇蝦等頂級捕食者,還有多種浮游被囊動物,提示5億多年前的海洋可能已存在類似現(xiàn)代的“生物碳泵”,影響全球碳循環(huán)。花垣生物群中還發(fā)現(xiàn)了北美布爾吉斯頁巖生物群的標志性分子,如馬爾蟲和西德尼蟲,為探索早期生物的長距離擴散機制提供了新線索。
古地理重建表明,花垣生物群生活在遠離海岸的外大陸架深水環(huán)境。這里并非生命的荒漠,而是一個結構復雜的生態(tài)社區(qū),存在多級捕食食物網(wǎng)。通過對比淺海與深水環(huán)境的化石記錄,科學家發(fā)現(xiàn)辛斯克事件對兩者的影響截然不同:淺海生物群落物種組成劇變,而深水環(huán)境中的許多物種得以幸存。這暗示大滅絕可能由淺海大范圍缺氧等環(huán)境災難驅動,深水區(qū)則充當了生命的“避難所”。
進一步的大數(shù)據(jù)分析顯示,辛斯克事件前后全球動物群落面貌存在根本性差異,寒武紀演化生物群的整體結構發(fā)生了重大“改組”。花垣生物群與北美布爾吉斯頁巖生物群的緊密聯(lián)系,支持了深水環(huán)境在滅絕事件中的雙重角色:它不僅是生命的避難所,還可能是演化創(chuàng)新的搖籃和新物種向全球擴散的策源地。
這一發(fā)現(xiàn)填補了地球生命演化史上的關鍵空白,為理解早期生命災難與復蘇模式提供了新視角。當災難席卷溫暖的淺海樂園時,深邃的外海可能曾默默守護著生命的火種,并為下一次輻射積蓄力量。這些來自中國湘西的古老化石,正引領科學家重新審視5億多年前的那場浩劫,書寫地球生命韌性的新篇章。














