琥珀菊石解密1億年前森林生態(tài)環(huán)境
2019年5月14日，由中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所王博研究員團隊等完成的題為“緬甸琥珀中一枚菊石化石”，在線發(fā)表在《美國科學院院報》（PNAS）上。該研究報道了保存在一枚緬甸琥珀中的菊石、螺類、節(jié)肢動物等化石集群。綜合化石生物群和埋藏學分析結果，表明該琥珀森林位于熱帶海濱地區(qū)，環(huán)境類似于當今的一些熱帶海岸森林。研究結果為緬甸琥珀年齡提供了直接證據(jù)，并為琥珀埋藏學和白堊紀森林生態(tài)環(huán)境分析提供了新見解。
琥珀是遠古植物的樹脂經(jīng)過長久的地質(zhì)作用形成的化石。琥珀常常含有保存很好的陸地生物，例如花、微生物、昆蟲甚至蜥蜴和鳥類。由于產(chǎn)生條件和保存環(huán)境的限制，琥珀很少保存水生生物，海洋生物更是鳳毛麟角，而水生生物化石常常能提供關鍵的生態(tài)環(huán)境信息。這些遠古的生態(tài)環(huán)境信息為我們了解未來陸地生態(tài)系統(tǒng)的變化提供了重要參考。
本次報道的緬甸琥珀保存了異常豐富的化石類群，包括1個菊石、4個螺類、4個等足類、23個螨蟲、1個蜘蛛、1個馬陸和至少12個昆蟲成蟲標本（蟑螂、甲蟲、蠓和蜂）。研究團隊囊括了菊石、腹足類、等足類、蛛形綱和昆蟲化石的分類學者，歷時兩年對這些化石進行了詳細的鑒定工作。研究發(fā)現(xiàn)菊石、螺類和1個等足類屬于海相生物，其他節(jié)肢動物皆屬于陸棲類群。
研究團隊利用高分辨率顯微斷層掃描技術（顯微CT）對菊石進行分析，獲得了包含縫合線結構的高精度三維重建圖像。形態(tài)分析表明該菊石是一個幼體標本，屬于Puzosia亞屬。該菊石類群的分布時限為白堊紀晚阿爾必期到塞諾曼期（約105至93百萬年前），進一步支持了先前的同位素地質(zhì)年代學研究結果。琥珀中保存的四個螺類，有兩個保存較好，屬于馬提爾特螺屬（Mathilda），該類群廣泛分布于特提斯洋地區(qū)（主要是北美和歐洲）。
琥珀中的菊石和螺類的軟體都已經(jīng)丟失，并且殼體都有破損，表明這些殼體在被琥珀包裹前經(jīng)歷了一定的搬運作用。菊石內(nèi)部充填細砂粒，而琥珀珀體也包裹了類似的砂粒，表明菊石可能在沙灘或靠近沙灘位置被樹脂包裹。因此，螺類和菊石在被包裹前已經(jīng)死亡，并被海浪搬運到岸邊，與一些地棲生物遺體和砂粒混雜在一起。綜合化石生物群和埋藏學分析結果，可以做如下推斷：緬甸琥珀森林生長于海濱地帶，緊靠海灘；樹脂分泌后，在樹干上包裹了一些樹棲的昆蟲，然后順著樹干流到地面后包裹了菊石、螺類和地棲的一些動物；這枚樹脂很快被埋藏起來，經(jīng)歷復雜的地質(zhì)作用形成了琥珀。
本研究也表明特提斯北緣緬甸地區(qū)在白堊紀中期是沿海的熱帶雨林環(huán)境，因此孕育了豐富的海陸相動植物類群。
第二次青藏科考專項為該成果的第一標注項目。
論文信息：Yu Tingting, Kelly R., Mu Lin, Ross A., Kennedy J., Broly P., Xia Fangyuan, Zhang Haichun, Wang Bo, Dilcher D. (2019) An ammonite trapped in Burmese amber. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,doi: 10.1073/pnas.1821292116.
圖1：琥珀標本。
圖2：菊石標本。(A)光學顯微鏡照片。(B)顯微CT縫合線重建圖。(C)顯微CT側(cè)面透視圖。(D)顯微CT表面形態(tài)重建圖。(E)顯微CT內(nèi)部結構重建圖。
圖3：螺類標本。
圖4：緬甸琥珀礦的地質(zhì)圖（A）和古地理圖（B）。