《复杂遗迹化石的地球生物学研究》

该项目属于地球科学领域地质学学科的古生物学研究方向。近二十多年来,以生物与环境、生物圈与岩石圈相互作用为核心的地球生物学研究正在国内外蓬蓬勃勃地兴起。遗迹化石作为地质历史时期生物行为习性记录的客观载体,精确记录了生物的古生态学、古环境学及埋藏学信息,基于复杂遗迹化石的地球生物学研究,解读生物的宏演化及其环境背景、重大地质突变期前后生物对于灾难环境的响应和生态系统的重建具有重要意义。团队自2009年起,围绕复杂遗迹化石宏演化及其地球生物学信息等关键科学问题,开展古生物学、古生态学、沉积学和埋藏学的交叉研究,探索遗迹化石在时间与空间上关系密切的地球微生物(地微生物)和分子化石以及地球微生物和宏体造迹生物、地球微生物和环境之间的关系,取得了以下三方面的重要科学发现:

1、揭示了显生宙复杂遗迹化石的宏演化规律:显生宙动藻迹形貌结构由简单到复杂,由低等到高等,具有5次高丰度期和6次低丰度期,经过了三次尝试性辐射,完成了垂直方向上从浅阶层向深阶层的迁移和与水平方向上沉积环境从滨-浅海向半深海-深海的迁移。动藻迹的宏演化与显生宙生物大辐射和大灭绝事件相关但明显不同,其古地理分布具有世界性,与纬度和气候分带无关。显生宙动藻迹形貌结构的这种由简单到复杂,由粗放到集约,由低级到高级的变化清楚地反映了动藻迹的造迹生物智慧和文化的进化,表明生物圈,生态系和生物类群以及生物文化的发展演替均遵从进化论揭示的基本规律。

2、提出了复杂遗迹化石的微生物共生花园造迹模式:动藻迹和根珊瑚迹等复杂遗迹化石不可能是一个简单的觅食迹或食物储藏所,它很可能是造迹者精心构筑的多功能花园,在这个花园系统中,造迹者既是该花园的设计、建造者,也是其维护和受益者,造迹者与其共生的微生物形成了一个在食物链、氧化还原等方面密切相关的互利共生关系。

3、阐明了显生宙不同时期风暴事件沉积中的遗迹学响应特征:华南和华北不同时期风暴事件沉积中识别出多期次的遗迹组构,基于沉积学信息和遗迹埋藏学特征,揭示了多期次的事件沉积,事件沉积中的造迹生物大多为机会主义生物,其迅速占领了风暴事件沉积之后的空白生态位。

该项目组共发表SCI论文28篇,SCI他引234次,Google Scholar数据库引用超过350多次,得到了国内外知名学者的引用和正面评述。代表性8篇SCI论文他引35次,Google Scholar数据库引用128次。项目完成人受邀在国际遗迹学大会、国际古地理学大会、中国古生物学年会等报告10余次。项目组成员先后获得国家自然科学基金项目、河南省高校科技创新团队支持计划、教育部博士点基金等课题的资助,项目组成员部分获得了河南省高等学校青年骨干教师称号,部分成果荣获河南省自然科学学术论文奖一等奖、二等奖。

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