华南寒武纪布尔吉斯页岩型生物群中节肢动物的形态分异、发育模式及谱系演化关系

Arthropods are "super" biological groups on Earth, and since the emergence of the Cambrian, the origin and evolution of the arthropod have been attracting much attention. In this project, we will make concentration on the arthropods from the two Cambrian (stage 3) Lagerstatten in South China, namely Chengjiang and Qingjiang biota. The intermediate transitional groups and their key innovative features of arthropod will be discussed; The ontogenetic pattern of Burgess shale-type arthropods in the Cambrian will be studied for the first time, and the metamorphic patterns of early arthropods including soft body appendages were established. The morphological differences in the developmental stages will be determined and used for the taxonomy analysis. Combined with the results of modern biology research, we try to reveal the origin and early radiation of mismatch and multipodous segments in arthropods. The systematic relationship of stem-group arthropods could be made based on the data from the especially preserved fauna in South China and other deposits in Cambrian.

节肢动物是地球上的“超级”生物类群，自寒武纪出现以来至今持续繁盛，其起源与演化问题一直备受关注。本项目以华南寒武纪第三阶两个特异埋藏化石群，即澄江和清江生物群大量软躯体化石节肢动物为研究主体，拟揭示中间过渡类群及其关键创新特征，探讨节肢动物起源与早期演化关系；首次对寒武纪布尔吉斯页岩保存类型节肢动物的发育模式进行系统研究，建立早期节肢动物包括软躯体附肢在内的变态发育模式；厘定发育各阶段的形态差异，重建系统分类关系。结合现代生物学研究成果，尝试解决节肢动物分节错配以及多肢体节可能的起源和早期辐射问题。对比全球同期同类型生物群中的相关节肢动物，以发育数据为基础，讨论节肢动物各类群间的谱系演化关系，为最终解决节肢动物的起源与早期演化问题提供实证。

在国家自然科学基金面上项目“华南寒武纪布尔吉斯页岩生物群中节肢动物的形态分异、发育模式及谱系演化关系”的资助下,项目成员傅东静、吴雨、刘聪、李洛阳与美国哈佛大学、瑞士洛桑大学等科研机构的研究人员开展合作，在寒武纪大爆发时期节肢动物起源与演化研究领域取得重要阶段性进展。项目执行期间，受本项目资助完成科学研究并发表学术论文11篇；在核心化石产地采集重要化石标本万余件；室内使用EPMA, Micro-CT等仪器对重要化石进行了形貌结构和成分分析，取得较好的分析效果，拓展了布尔吉斯页岩型化石的分析方法和研究手段。在研究成果方面，依托关键化石类群的研究，揭示了寒武纪节肢动物起源与早期演化的关键步骤；探索了早期节肢动物壳体的显微结构及生物矿化机制；发现了寒武纪布尔吉斯页岩新产地——“清江生物群”，对揭示早期节肢动物演化具有的重大科学意义，成果于2019年在美国Science杂志以封面焦点论文发表。在学术交流方面，项目成员参与国内外学术会议并做口头报告15场次。在人才培养方面，负责人获得青年“长江学者”，获教育部“高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）青年科学奖”，第十六届“青年女科学家奖”等多个省部级以上奖励。培养博士1人，博士后1人，研究生数名。此外，项目成员积极投身项目成果的科普转化，完成科普成果近十项，内容在“学习强国”、“科普时报”等重要媒体刊登，科普效果良好。比对项目计划书，本项目在以上各个方面的达成度都较高，顺利结题。