粪化石新材料揭示罗平生物群生态系底层结构组成

罗平生物群中发现的微体粪化石特写

罗平生物群中新发现微体粪化石电镜照片及其能谱分析

罗平生物群中新发现微体粪化石CT扫描照片显示特征性新月形空腔状构造

罗平生物群中新发现微体粪化石离子束切割显示保存完好的管状蓝细菌

基于新的粪化石材料恢复的罗平生物群海洋生态系完整结构图，其中蓝细菌和疣背糠虾分别代表了底层原始生产者和初级消费者

（化石网cnfossil.com）据中国科学院南京地质古生物研究所：二叠纪-三叠纪之交的大灭绝事件使整个海洋生态系统遭受史无前例的重创，海洋中80%的物种从地球上消失殆尽。崩溃的生态系如何从灭绝的大萧条中逐步复苏，这一科学问题一直是古生物学家和古生态学家关注的焦点。

生态系复苏的研究经历了从研究单个属种的多样性变化，到从整个生态系结构的完整度上来衡量复苏的进程及触发机制。现有研究表明，生态系底层的变革，如原始生产者及初级消费者的转变，往往能够对整个生态系产生自下而上的关联性变化，并触发生态系的根本性转变，这尤其以中生代海洋浮游动植物（沟鞭藻，硅藻和颗石藻）的变革进而导致中生代海洋生态系统革命为代表。

云南罗平地区中三叠统关岭组中产出的罗平生物群，代表了二叠纪末大灭绝事件后，浅海生态系已完全复苏。该浅海古生态系的建立，也逐步奠定了现代海洋生态系统从雏形到定型的转变。然而，以罗平生物群为代表的浅海生态系，其底层原始生产者及初级消费者的组成特征如何？其结构特征是否是触发罗平生物群古生态系趋于复杂和繁盛的控制因素？这些重要科学问题仍是未解之谜。

针对这些科学问题，中国科学院南京地质古生物研究所硕士研究生陈雨萱等人，在罗茂研究员指导下，与成都地质调查中心罗平生物群研究团队、英国布里斯托大学、以及中国科学院海洋研究所的科研人员开展合作研究，在罗平生物群下薄层化石层中发现了一类新的粪化石，为解答这些科学问题，提供了重要线索。相关研究已在线发表在国际地学领域专业期刊《古地理，古气候，古生态》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。

此次罗平生物群中发现的微体粪化石呈椭球状至短柱状不等，表面光滑，粪化石直径范围在59-247微米。微体粪化石成分为微晶碳酸钙和少量残留有机质，且与疣背糠虾化石伴生。通过CT扫描粪化石内部，发现其具有多对新月形空腔状结构，并伴随有自形黄铁矿晶体。此外，对微体粪化石内部进行连续离子束切割成像中，发现了形态稳定的管状空腔结构，经三维复原，该管状结构形态稳定且直径均一，大小在3-4微米，长度为60微米。这一形态特征与矿化的蓝细菌极为类似。

新月形空腔状结构是甲壳动物所产生粪化石的重要识别标志。这一发现限定了此次发现的微体粪化石生产者的搜索范围。此外，本研究还将微体粪化石和与其伴生的疣背糠虾矿化的肠道形态结构及其成分做了详细对比，发现二者在特征上均高度相似。

基于以上特征，研究认为此次新发现的微体粪化石为罗平生物群中数量庞大的疣背糠虾这类浮游动物所产生。更为重要的是，粪化石内部保留的管状蓝细菌，很可能表明当时海洋生态系的原始生产者仍为蓝细菌这类比较原始的类群，这与复苏早期，在贵阳生物群中发现的原始生产者相类似。这一结果还表明，触发中生代海洋生态系统革命的浮游动植物类群（如硅藻，沟鞭藻等）可能是在中生代安尼期之后的某一时段才开始出现并逐渐占据主导。

该项工作受到国家自然科学基金以及中国科学院人才计划的联合资助。

论文相关信息：Chen, Y.X., Luo, Mao., Benton, M.J., Hu, S.X., Zhang, Q.Y., Ji, C., Huang, J.Y., Kou, Q., Zhou, C.Y., Wen, W., 2023. Crustacean microcoprolites from the Middle Triassic Luoping Biota, China: Evidence for primary producers in the first Modern-type marine ecosystems. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 632, 111840. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2023.111840.