【研究亮点】袁志伟等—ESR：早期维管植物助力

非远洋生物跨洋扩散

　　生物如何扩散与传播，是生物地理学研究的核心科学问题之一，而非远洋生物（如浅海、陆生生物）的全球扩散现象尤其引人关注。对化石记录以及现代生态系统研究表明，陆生脊椎动物（如蜥蜴）、微螺虫、昆虫、双壳类、珊瑚等均可借助浮木等载体实现跨洋迁移。但是，对于非远洋生物借助植物残骸进行跨洋扩散这一现象的起源及其生态效应仍知之甚少。栖息于晚奥陶世至中侏罗世的浅海或河流环境的微螺虫能够固着在多种基底上生活，包括维管植物（图1）、腕足动物、层孔虫等，并且其化石记录与维管植物的起源时间存在重叠，成为探究早期维管植物是否具备“生物筏”功能的重要研究对象。

　　中国地质科学院地质研究所金小赤研究员团队的袁志伟博士后，联合中国科学院南京地质古生物研究所黄璞副研究员、郄文昆研究员、中国地质博物馆王嘉树博士、北京大学地球与空间科学学院研究生王徽、国家自然博物馆刘璐副研究员，系统整理了微螺虫在晚奥陶世至早泥盆世的全球化石资料，并结合早期维管植物的起源与辐射演化历程，取得了以下主要认识：

　　1.建立了包含微螺虫古地理分布、个体大小、固着基底类型等信息的数据库。其中，固着基底涵盖腕足动物、珊瑚、头足类、维管植物残骸等9种类型。头足类和维管植物残骸属于活动型基底，其迁移有助于固着其上的微螺虫进行远距离扩散。

图1. 固着在不同植物化石上的微螺虫

　　2.计算了微螺虫的全球扩散面积和扩散速率的变化趋势。这些指标在晚奥陶世、兰多维列世、罗德洛世和普里道利世处于较低水平，而在温洛克世和早泥盆世则显著升高，并且微螺虫在后两个时期扩散至较远的新板块上，表明这类生物曾发生快速扩散事件（图2A-B，3，4）。值得注意的是，温洛克世与早泥盆世分别对应维管植物的起源及其快速辐射演化阶段（图2C）。

图2. 晚奥陶世至早泥盆世微螺虫的扩散面积（A）和扩散速率（B）、维管植物演化（C）、头足类多样性（D）和全球海平面（E）变化

图3. 晚奥陶世至兰多维列世微螺虫的全球分布（红圈为微螺虫；白箭头为表层洋流方向）

图4. 温洛克世至早泥盆世微螺虫和维管植物的全球分布（红圈为仅有微螺虫；粉三角形为仅有植物；白正方形为有微螺虫和植物，但植物上未发现微螺虫；黄星为有微螺虫和植物，且微螺虫固着在植物上；白箭头为表层洋流方向）

　　3.分析了板块漂移、活动型基底的丰度（数量）、全球海平面变化等因素对微螺虫扩散的影响。由于活动型基底（头足类、维管植物）的丰度（化石数量）无法精确统计，本研究用属级多样性指标替代。结果显示：在温洛克世，板块漂移与海平面变化的影响较弱，但头足类的辐射演化与维管植物的出现显著增加了可供微螺虫利用的活动型基底，从而促进了其全球扩散；在早泥盆世，板块漂移、较低的海平面和头足类多样性可能并未促进微螺虫的扩散，但维管植物的快速辐射演化和地理扩张仍使活动型基底明显增加（图5），进而加速了微螺虫的全球扩散。

图5. 艺术复原图，展示了早泥盆世微螺虫固着在维管植物残骸上漂流。图/李美滋绘制

　　本研究通过构建微螺虫古地理分布等信息的数据库，结合维管植物的早期演化历程，开展了微螺虫在晚奥陶世至早泥盆世的全球扩散变化及其影响因素的工作，获得了维管植物的起源及其快速辐射演化能够显著加速微螺虫扩散的认识，据此提出了维管植物在其演化早期可能即已具备“生物筏”功能，能够协助微螺虫等非远洋生物实现跨洋扩散，这为理解地质历史中生物地理格局的形成提供了新的研究视角与实例。

　　本研究得到了国家自然科学基金项目（92155202, 42172040, 42472028）、中国自然资源部资助（121113000000180001）和北京市财政项目的共同资助。研究成果发表在国际地学期刊《Earth-Science Reviews》上。

论文信息：

　　Yuan, Z.W., Wang, J.S., Wang, H., Liu, L., Qie, W.K., Huang, P.*, 2026. Early land plant evolution facilitated marine animal dispersal: Insights from the Late Ordovician–Early Devonian microconchids. Earth-Science Reviews. 272, 105325.

　　原文链接：https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2025.105325