地球上的生命历经30多亿年演化，在5.39亿年前迎来“寒武纪生命大爆发”，海洋动物快速涌现，全球海洋生态系统完成由微生物到动物主导的转变，这一爆发在约5.18亿年前达到顶峰。但5.13亿年前的辛斯克事件，即显生宙第一次生物大灭绝，打断了“寒武纪生命大爆发”进程。由于该事件的相关证据仅局限于浅海常规壳相化石，缺失能够相对完整记录海洋动物群落面貌的软躯体特异埋藏化石群，其对全球海洋生态系统的真实影响始终成谜。近日，中国科学院南京地质古生物研究所等团队，发现了距今约5.12亿年前、紧临辛斯克事件之后的寒武纪软躯体化石群——花垣生物群。这一发现填补了寒武纪第四期顶级软躯体化石群缺失的空白，为科学认识显生宙第一次大灭绝事件的规模和影响提供了关键证据。花垣生物群发现于湖南省湘西土家族苗族自治州花垣县磨子村。2020年，当地组织修建机耕道，露出了以泥页岩为特征的寒武系杷榔组新鲜地层剖面，为发现花垣生物群化石埋下了伏笔。湖南省博物馆将在该地点采集的首批化石标本，交由中国科学院南京地质古生物研究所等团队研究时，科研人员意识到这些化石标本保存好、发掘潜力大，尤其是其时代属于辛斯克灭绝事件之后的寒武纪第四期，科学价值重大，随即开展了持续五年的野外发掘和化石采集工作，经过室内研究和系统的数据统计分析，最终解锁了这一珍贵化石群。花垣生物群化石数量丰富、多样性高、保存精美。研究团队目前累计采集该生物群化石标本超5万块，识别出153个动物物种，其中59%为新物种，其单一采坑的物种多样性超过澄江动物群、布尔吉斯页岩生物群等经典采坑。同时，花垣生物群展现出具有复杂生态系统的深水动物群落。研究团队证实，该生物群是寒武纪时期生活于外大陆架深水环境的生物群，生物生活方式多样。该生物群中还发现了多种樽海鞘状浮游被囊动物，这表明寒武纪早期海洋碳循环中，已存在类似现代海洋的生物碳泵。花垣生物群反映出显生宙第一次大灭绝事件，对浅水、深水环境的差异性影响。研究表明，辛斯克灭绝事件对浅水软躯体生物群影响显著，对深水生物群则影响有限，这与辛斯克灭绝事件中浅海大范围缺氧的环境背景相呼应。同时，该生物群表明显生宙第一次大灭绝事件之后，海洋动物曾发生长距离跨洋扩散，即该生物群中发现的昆明关山虾，证实奇虾类单一物种的地理分布跨度可达750公里，也由此揭示这一时期寒武纪海洋动物已存在长距离跨洋扩散的机制。花垣生物群进一步揭示，显生宙第一次大灭绝事件前后，全球海洋动物群落面貌发生了重大转折。研究团队发现，辛斯克灭绝事件前后，全球生物群组成存在明显差异，这表明寒武纪演化生物群在该事件中发生重大转变，也由此暗示外大陆架深水环境在该事件中，扮演了生物避难所、演化创新起源地的重要角色。这项研究为解析动物门类起源与早期演化增添了新的化石材料，也为探索显生宙第一次大灭绝事件前后，寒武纪演化生物群的灾难与复苏、演化与创新，以及全球扩散等问题提供了关键科学依据。相关研究成果发表在《自然》（Nature）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、中国科学院、江苏省、贵州省等的支持。论文链接花垣生物群代表性化石 花垣生物群代表性化石花垣生物群生态复原图