5亿多年前，几乎现在地球上所有动物的祖先，在海洋中突然出现，这一生命史上的伟大事件，被称为寒武纪生命大爆发。但是很快，一次名为“辛斯克事件”的生物大灭绝导致无数早期物种灭绝。长期以来，科学家对这场灾难的认知只是冰山一角，因为占据海洋生物多样性大半壁江山的软体动物很难保存。2021年湖南湘西花垣县一处寒武纪软躯体化石群被发现后，我国科研团队对其开展了历时五年的野外化石发掘工作，并将其命名为花垣生物群。五年来，围绕花垣生物群化石，科研人员不断有新发现，为揭开5亿多年前第一次生物大灭绝的神秘面纱提供了关键证据。相关研究成果1月29日在国际学术期刊《自然》发表。
△花垣生物群代表性化石
花垣生物群的化石主要产出于深约12米、长约30米、宽8米的采坑内，目前已累计采集化石标本超过5万块，科研团队已经分类鉴定出153个动物物种，其中59%为新物种，涵盖了16个动物门类。这些化石数量丰富、多样性高、保存精美，许多化石甚至清晰保存了消化、神经、呼吸系统等软躯体生物学结构，同时也展现了一个具有复杂食物网和生物碳循环机制的深水动物群落。
△花垣生物群代表性化石
据了解，花垣生物群单一采坑的物种多样性，超过了中国的澄江动物群、加拿大布尔吉斯页岩生物群等经典采坑产出的物种数。科研团队研究发现，花垣生物群中，既有地球上最早的巨型动物和顶级捕食者——奇虾类动物，也有在现代海洋浮游动物群落和碳循环中扮演重要角色的樽海鞘等。这表明花垣生物群展现了一个具有复杂生态系统的深水动物群。
科研人员还通过全球化石大数据对比发现，5亿多年前，在显生宙第一次生物大灭绝中，浅水环境中的生物遭受重大打击，而深水环境不仅成为它们的避难所，还是生命演化创新和全球扩散的发源地。
△花垣生物群生态复原想象图
花垣生物群的时代处于寒武纪生命大爆发被显生宙第一次生物大灭绝——辛斯克事件打断之后的关键转折期，因而对揭示该生物大灭绝事件的规模和影响具有重要意义。基于花垣生物群和全球寒武纪软躯体生物群的大数据对比分析，研究团队发现大灭绝前后全球海洋生态系统的动物群组成面貌发生了重大转折，大灭绝之后多种海洋动物发生了跨越大半个地球的扩散。这些发现更新了人们对寒武纪时期生物地理分布的认识，同时表明花垣生物群所处的外大陆架深水环境在显生宙第一次生物大灭绝事件前后扮演了动物扩散交汇点、生物避难所、演化创新起源地的重要角色。
