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从化石中,我们可以看到青藏高原的剧变

第二次青藏科学考试是从化石中第一次科学考试的延续和深入。生物的青藏分布和形态与周围环境密切相关。因此,高原古生物化石不仅是从化石中生物进化的重要证据,也是青藏了解地质时期环境和气候变化的重要研究材料。

——苏涛 西双版纳热带植物园研究员,高原中国科学院。从化石中

科技日报记者 赵汉斌 杨雪。青藏

青藏高原是高原世界屋脊和亚洲水塔,是从化石中地球的第三极,是青藏中国重要的生态安全屏障和战略资源储备基地,也是高原中华民族特色文化的重要保护区。

为什么青藏高原成为生物多样性进化的从化石中重要枢纽?从考古和遗传的角度来看,青藏高原人群的青藏起源和进化历史是什么?青藏高原隆升与植物多样性进化有什么关系...发现这些问题就像攀登珠穆朗玛峰的脚步,每一步都充满了艰辛。高原

在不久前的2023年珠穆朗玛峰“巅峰使命”研究中,中国科学院西双版纳热带植物园研究员苏涛、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员尚庆华在喜马拉雅山高海拔地区发现了重大发现。

加布拉化石点重新露出真面目。

卓奥友峰海拔8201米,位于喜马拉雅山中部,是世界第六高峰。它的五个山脊常年积雪,周围有许多雪峰,山峦叠叠,非常壮观。

青藏科考首次于1973年开始。徐仁、孔昭辰等中国科学院植物研究所老一辈科学家在卓奥友峰北坡一个叫加布拉的地方报道了西藏云杉的球果化石。当时条件有限,没有详细记录,也没有后续调查研究。这个化石点成了古生物学界的一个谜。

加布拉化石点到底在哪里?新时代的科学家能否接力前贤,取得新的突破?

“第二次青藏科考是第一次科考的延续和深入。生物的分布和形态与周围环境密切相关。因此,古生物化石不仅是生物进化的重要证据,也是了解地质时期环境和气候变化的重要研究材料。苏涛告诉《科技日报》,珠穆朗玛峰地区不同地质时期的化石是珠穆朗玛峰地区变迁的关键证据。

五月卓奥友峰下,寒风凛冽,冰雪茫茫。长期以来,冰川运动形成的冰淇淋改变了地表,增加了寻找化石点的难度。苏涛团队到达珠穆朗玛峰北澳大冰壁附近时,克服了极度寒冷和缺氧,收集了30多个极高海拔地区的珍贵样品。在海拔5000米的海滩上陡峭的悬崖上,队员们不停地“扫描”每一寸灰土和岩石。随着搜索面积的扩大,柏科、莎草科、水生植物等化石层出不穷。

“这个地层实际上是在水下形成的,可能是三叠纪时期的湖泊。湖中的沉淀物非常细腻,所以柏树的枝条甚至一些动物的精细结构都可以保存下来。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副研究员王伟说。经过两个多小时的搜索,团队成员张鹏杰敲了敲,一对精致的鳍化石出现在研究团队成员面前,这无疑是云杉针叶发现后的另一个重大惊喜——这是该地层的第一块脊椎动物化石。

“青藏科研的前辈们第一次发现了很多植物化石,比如云杉的球果。虽然我们在这里没有发现球果,但我们发现了云杉的针叶和其他植物化石。苏涛说,50年后,卓奥友峰北坡的加布拉化石点重新露出了真面目。研究小组成员希望进一步研究采集的岩石样品中的锆石,并结合化石证据确定加布拉化石点的绝对地质时代。

青藏高原隆升历史“复原”。

孢子粉学是一门以植物孢子和花粉为主要研究对象的学科。沉积地层中丰富的孢子粉可以为古生物学家和考古学家提供最直观、最准确的气候和植被信息。

在2023年“巅峰使命”珠穆朗玛峰科学研究实施之初,经过一周的高原适应性训练,苏涛等人从5200米的珠穆朗玛峰大本营出发,沿着东绒布冰川徒步攀登至6500米。为了节约体力,他们首先爬到海拔6500米的最高采样点。下山时,表土和冰雪样品的孢子粉按每100米的海拔梯度采集。

自2011年首次踏上青藏高原以来,苏涛在这里踏上了30次土地,在海拔4500米以上的地区工作了350多天。近年来,苏涛团队的系列研究多次入选中国古生物学年度十大进展。

“孢子主要是蕨类植物、苔藓、真菌等简单生物的繁殖器官;花粉来自裸子植物和被子植物,它们都很小,但它们可以揭示植被的外观、古代气候和海拔。苏涛说,通过孢子粉研究,可以揭示一般的生态规律,从而推测过去的生态特征。

团队成员仔细收集密封样本,并将其带回光学显微镜和扫描电镜下,以显示丰富多彩的形式,为物种识别提供依据。从而确定这些不同海拔孢粉的组合特性。

5月3日至17日,苏涛和科研团队成员在海拔约4600米的佩枯措第四纪地层进行了系统调查,收集了50多份孢子粉和年度样品,并在卓奥友峰海拔5000-5200米的地区发现了保存完好的新纪沉积地层,收集了100多份植物大化石、200多份孢子粉和地化样品。

结合青藏高原现代表土孢粉样品收集的2700多个点,希望建立青藏高原现代表土孢粉数据库,从古生物学的角度进一步恢复青藏高原的隆升历史,探讨孢粉在高海拔地区的传播和扩散过程。

鱼龙化石见证了沧海的剧变。

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所青藏科研队发现的喜马拉雅鱼龙化石,是2023年“巅峰使命”科研的另一大惊喜。

有些鱼龙长达十几米,是地球历史上最早出现的超大型脊椎动物,目前人们对它知之甚少。

“了解这种晚三叠世诺利时期大型鱼龙的形态特征,推测其生活习惯,如食物和游泳能力,可以恢复当时的海洋生产力水平,了解地质时期大型海洋生物生活与环境的关系及其协调进化。尚庆华说,喜马拉雅鱼龙是目前已知的最凶猛的超大型海洋生物之一,具有“明星光环”。

20世纪60年代,古生物学家在喜马拉雅地区发现了分散保存的鱼龙的局部骨骼,描述一般,没有具体的经纬度,地名也发生了变化。因此,研究小组成员无法确定它产于曲龙巴士组的哪个层次,只能根据数据推测化石点的一般区域。

“再次发现喜马拉雅鱼龙,是青藏高原科研古脊椎所有人的梦想!交流总结各自的发现和经验,直接到达目标层,在目标层上下分散,逐层搜索。尚庆华说,今年年初,他们先在聂拉木地区工作,然后转到定日地区。定日南部剖面上的第一块鱼龙骨是由队员李强发现的。队员吴飞翔也在上层发现了鱼龙骨。后来,她还在上层发现了鱼龙骨。

“这一次,我们可以发现鱼龙化石并不意味着我们很幸运,但我们在早期阶段积累了许多现场勘察工作,以及多个方向的研究力量,并取得了最终的突破。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所所长、研究员邓涛表示,在青藏第二次科学研究的支持下,自2019年以来,古脊椎研究所每年都有不同的研究方向。

这一次,科研队员至少在曲龙共巴组中上部发现了骨碎片,代表了三个不同的时间段。“它们必须属于不同的个体。虽然它们都是碎骨,但一些可以识别的肋骨和椎体的特征表明它们无疑属于大鱼龙。目前,我们暂时将其归类为喜马拉雅鱼龙。尚庆华说。

接下来,研究小组成员将确定这些骨料的类型,准备切片,并进行骨组织学等后续研究,以解释鱼龙的生长过程和年龄。

“大量菊石、双壳等化石伴有鱼龙化石,也为了解三叠纪古海洋生态系统提供了更多信息。尚庆华说。此外,系统在剖面上采集的岩石样品将用于沉积学和地球化学分析,以了解更多关于特提斯喜马拉雅古海洋环境的信息。

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