科研人員發現新的晚白堊世琥珀生物群

最新 08-13

近年來，在緬甸琥珀中發現豐富多樣的動植物化石，引起學界和公眾的廣泛關注。這些琥珀大多數產自緬甸北部克欽地區，地質時代為白堊紀中期（9900萬年前）。近日，中國科學院南京地質古生物研究所通過深入緬甸琥珀產地調查，發現一個不同於克欽琥珀的晚白堊世晚期（7200萬年前）琥珀生物群。研究結果為了解緬甸地質、現代亞洲熱帶雨林的形成、螞蟻的演化等提供了新證據。8月9日，相關研究成果在線發表在《自然—通訊》上。

近幾年，南京古生物所現代陸地生態系統起源與早期演化研究團隊博士鄭大燃、研究員王博等，多次對緬甸琥珀礦進行地質考察。近日，該研究團隊與香港大學、英國、法國和印度的科研人員合作，在緬甸中部馬圭省提林地區發現一個新的琥珀生物群——提林琥珀生物群。通過對含琥珀地層進行詳細的放射性同位素年代學和生物地層學年代限定、琥珀的成分分析以及內含物研究，確認提林琥珀生物群的時代為晚白堊世晚期（7200萬年前）。

研究團隊經過實地調研，發現提林琥珀保存在一套煤矸石中，其上覆蓋有一層凝灰岩。研究人對採集的凝灰岩處理並在激光剝蝕多接收電感耦合等離子體質譜儀（LA-MC-ICP-MS）上進行年代學測試。凝灰岩中分離出的鋯石具自形、環帶特徵，反映其岩漿岩來源和未經明顯搬運沉積特徵。在隨機選擇的25顆鋯石中有15顆協和度>98%，用來決定凝灰岩的沉積時代。其中10顆具最年輕年齡的鋯石給出的加權平均年齡為72.1±0.3Ma（MSWD=0.6），表明凝灰岩的沉積時代接近坎潘期-馬斯特里赫特期界限，為下覆琥珀生物群提供了坎潘期最晚期時代限定。此外，研究團隊在琥珀層之下砂岩中發現結核保存的菊石，這些菊石被鑒定為Sphenodiscus屬。Sphenodiscus最早可能出現於坎潘期晚期，並在馬斯特里赫特期廣泛分布，為提林琥珀提供了坎潘期晚期-馬斯特里赫特期的時代下限。結合放射性同位素年齡和菊石的時代，提林琥珀時代應為坎潘期最晚期。因而，提林琥珀的時代要比克欽琥珀年輕至少2700萬年。

對提林琥珀的氣相色譜-質譜法（Py-GC-MS）分析表明，該琥珀來自於裸子植物，並經過明顯的後期成岩改造。晚白堊世提林與克欽地區相隔較近且都位於西緬甸板塊，但提林琥珀的化學組成明顯不同於克欽琥珀，後者來自南洋杉或者松科植物。被子植物在白堊紀中期迅速擴展，並在馬斯特里赫特期在森林組成中逐漸佔據主導。裸子植物來源的提林琥珀表明在坎潘期最晚期裸子植物仍然在近赤道熱帶雨林地區非常豐富。現今，東南亞低海拔森林以被子植物龍腦香科為主，而龍腦香科化石及其樹脂在始新世時期的印度和東南亞地區才開始廣泛出現。因而，東南亞地區裸子植物森林被龍腦香科植物替代最可能發生在馬斯特里赫特期到古新世時期。

提林琥珀透明到半透明，以紅、黃色為主，琥珀原石尺寸很少超過10厘米。研究人員採集5公斤琥珀原石，經過打磨拋光處理，發現大量節肢動物和植物內含物，且以昆蟲化石為主。昆蟲化石包括至少8目12科，膜翅目、雙翅目、嚙蟲目、半翅目、鞘翅目、蜚蠊目、螳螂目和脈翅目等，以膜翅目和雙翅目為主，多數是白堊紀常見的昆蟲分子。最重要的發現是，7枚現生亞科螞蟻化石。儘管白堊紀螞蟻化石並不稀少，但僅有3枚白堊紀螞蟻歸屬到現生亞科，其餘皆為滅絕亞科。提林琥珀中的螞蟻化石明顯增加了白堊紀螞蟻冠部類群數量，表明螞蟻由幹部類群向冠部類群轉變在坎潘期最晚期已經開始，進一步支持熱帶地區是螞蟻多樣性的搖籃這一假說。

儘管有大量中、新生代昆蟲化石記錄，但從白堊紀坎潘期早期（8000萬年前）到始新世早期（5600萬年前），昆蟲化石的記錄及其稀少，因而存在一個2400萬年的昆蟲化石間斷，這限制了對白堊紀末大滅絕事件前後昆蟲演化的了解。提林琥珀生物群的發現恰好填補了這一空白。它代表目前已知中生代最晚期的昆蟲群，為恢復晚白堊世熱帶雨林生態系統提供了珍貴的窗口。提林琥珀的時代、化學組成和內含物均不同於傳統的克欽琥珀，反映了白堊紀中期到晚期熱帶生物群的轉變。

研究工作得到了中科院、國家自然科學基金委和香港大學基金的資助。