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    地球上最早的动物,究竟有多早?

    2017年3月15日 作者:中国科普博览
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    前不久,我们刚借着皮皮虾的东风,介绍了古生物学家新发现的一种古老的节肢动物——奇虾(复习戳这里:放开那只皮皮虾,让奇虾来!),那么,这种生活在距今5.2亿年前的“吃货”生物会是地球上最早出现的动物吗?

    很显然,答案是:No!

    那么,问题来了,地球上最早的动物究竟是谁呢?

    迄今为止,就数中国科学院南京地质古生物研究所殷宗军博士等人在2015年瓮安生物群中发现的贵州始杯海绵(Eocyathispongia qiania)了。

    喏,它长下面这个样子:

    贵州始杯海绵(Eocyathispongia qiania

    可是这最早的动物到底是有多早呢?这对于古生物学家来说一直是个谜。

    不过,就在最近,同样是来自中国科学院南京地质古生物研究所的古生物学家——周传明研究员等,在湖北宜昌樟村的坪剖面埃迪卡拉系陡山沱组的上磷矿层顶部,发现了一层凝灰质岩石,并通过SIMS锆石U-Pb获得其年龄为609±5Ma(注:Ma即百万年)。

    锆石U-Pb年龄

    详细的岩石地层学、同位素化学地层学和生物地层学对比显示,湖北樟村坪剖面上磷矿层和贵州瓮安磷矿剖面上磷矿层(瓮安生物群的产出层位)为同一时期的沉积。

    因此,该数据限定了埃迪卡拉纪瓮安生物群的年龄为609±5Ma。

    Q1

    瓮安生物群是个啥?

    说起瓮安生物群,其主要产于我国贵州瓮安埃迪卡拉系陡山沱组含磷地层。

    贵州瓮安和湖北樟村坪地区埃迪卡拉系陡山沱组综合地层对比

    它以磷酸盐化方式精美保存了多种类型的微体真核生物化石,包括带刺疑源类、多细胞藻类,以及管状和球状微体化石,其中一些球状化石曾经被解释为动物胚胎和微体后生动物,随后这些化石的生物属性在国际学界引起了持续而深入的争论。

    这类生物群为新元古代全球性冰期结束后多细胞真核生物的辐射提供了关键的化石证据。

    然而地质学家们长期以来都没有获得其可靠的年龄,前人有过的报道也只是瓮安磷矿陡山沱组磷块岩全岩Pb-Pb等时线年龄为572Ma—599Ma(即5.72亿-5.99亿年),但是可靠性和精度都没有得到学界认同。

    瓮安生物群放射性同位素年龄的缺失在一定程度上影响了人们对埃迪卡拉纪生物演化进程的认识,部分学者认为瓮安生物群的出现早于埃迪卡拉动物群,而也有部分学者认为瓮安生物群和埃迪卡拉动物群是同步演化的。

    之前我们也说起过有关瓮安生物群的情况(详见:寒武纪生命大爆发——真相不止一个),大家也可以进行参考。

    Q2

    609±5Ma又是什么情况?

    瓮安生物群的年龄被限定在609±5Ma,也就是说,作为地球上最早的动物,瓮安生物群中的贵州始杯海绵,出现在距今约6.09亿年左右。

    但是这6.09亿年到底是怎么得到的呢?这就要先说说凝灰质岩石。

    顾名思义,凝灰质岩石就是指凝结火山灰等碎屑物质而成的岩石。

    这种岩石里面常有一种名为锆石的硅酸盐矿物,形成于岩浆喷出地面冷却之际,其中往往含有铀和铅等元素,而且这些元素不容易从锆石矿物中流失。

    实验用的锆石

    作为放射性同位素的铀有着稳定的半衰期,衰变后会变成铅,只要通过检测锆石中的铀铅比例并进行计算,就可以推算锆石形成的时间,也就是岩浆喷出地面并沉积的时间。

    岩浆喷出地面并沉积的时间

    其实打磨后锆石的外观还与钻石十分相似呢!

    但是,保存瓮安生物群的地层及其上下层位中,一直没有找到凝灰岩沉积,更不用说测年用的锆石了,而其他用来测年的方法和材料,误差也实在太大。

    鉴于湖北樟村坪剖面上磷矿层和贵州瓮安磷矿剖面上磷矿层(也就是瓮安生物群的产出层位)为同一时期的沉积,研究人员就可以将樟村坪剖面上磷矿层与现有的资料进行对比,数据限定埃迪卡拉纪瓮安生物群的年龄了。

    这次的发现以强有力的证据证明,瓮安生物群的出现是早于埃迪卡拉动物群(距今580Ma出现)的。

    中科院南古所

    ID:NIGPAS

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