华南二叠纪末期直列式节房虫类的分支系统学研究

Latest Permian rectilinear nodosarioids provide a key evidence for the study of macroevolution, therefore their taxonomic study bears important scientific value. However, taxonomy of the latest Permian rectilinear nodosarioids is under intense debate. (1) existence of some families is far from reaching an agreement; (2) families, whose existence has been mostly agreed, are different in whether one genus should be included in a certain family; (3) irreconcilable differences are shown in the classifications of supra familial taxa. A testable hypothesis can be formulated based on a taxon and conflicts in taxonomy will be reduced when the hypothesis is tested by phylogeny reconstructed by cladistics. As a result, a taxonomic system will become more natural. The proposed project will sample five latest Permian sections in the South China with different sedimentary facies. Free specimens of foraminifers will be extracted through acid-treatment for the samples; then oriented sectioning, SEM and Micro-CT methods will be used in identifying morphological traits of the foraminifers. Cladistic analysis will then be employed in finding the phylogenetic relationship of the latest Permian rectilinear nodosarioids genera. The extant familial and supra familial taxonomic hypothesis of late Permian rectilinear nodosarioids would be tested accordingly. This study will push forward studies on Paleozoic foraminifers and provide new evidence for the evolution of foraminifers.

二叠纪末期直列式节房虫为生物的宏演化研究提供了关键证据，其系统分类具有重要科学价值。但是二叠纪末期节房虫的系统分类存在较大争议：（1）对于某些科的存在与否远未达成一致；（2）达成一致认为存在的科，其中属的归并也存在较大差异；（3）科级以上分类单元的划分存在不可调和的尖锐矛盾。分类单元可被构造为假说，并通过分支系统学方法重建的系统发育关系来检验。这样可以减少分类学争议，使分类系统越来越自然。项目拟对华南不同相区的五条二叠纪末期的剖面进行系统采样，通过酸处理获得实体化石，结合定向切片、扫描电镜、Micro-CT等方法详细研究直列式节房虫类的形态特征，并用分支系统学方法重建晚二叠世直列式节房虫类属的系统发育关系。据此检验二叠纪末期直列式节房虫的科及以上分类单元的假说。通过本项目的研究，将推动古生代有孔虫的研究，为有孔虫演化提供新的证据。

直列式节房虫类是晚二叠世常见的有孔虫类群，它们的生物多样性变化，为二叠-三叠纪之交的生物灭绝事件的确定提供了重要的证据。但是这一时期的直列式节房虫类的科的概念和划分存在诸多争议，科级以上的高阶分类存在着不可调和的尖锐矛盾，同时一些常见属的概念还尚未形成共识。本研究对华南地区10条剖面晚二叠世有孔虫进行了系统的化石分离，获得了近5000枚立体保存的化石，通过对有孔虫化石进行定向切片和扫描电镜研究，全面了解了该时期有孔虫的壳体特征。在此基础上进行了两方面的研究。首先，基于23个性状进行了系统发育分析，发现了几个单系群。包括Howchinella、Spandelina和Ligulina的Howchinella支系；包括Ichthyolaria、Pachyphloia、Pachyphloides以及Ichthyofrondina的Pachyphloia支系；以及包括Tristics和Geinitzinita的Geinitzinita支系。新发现的演化树无法支持当前流行的所有的直列式节房虫类的高阶分类。目前广泛使用的超科均为多系群，不适合作为正式分类。此外，本研究对二叠纪末期常见直列式节房虫属Geinitzina, Howchinella, Ichthyolaria, Frondina进行了轴切面轮廓线和地标点数据两种方法的形态测量系统发育分析。两种不同的方法均支持Geinitzinia，Howchinella两个属在形态空间中的独立性，而Frondina和Ichthyolaria两属则无法通过轴切面的数据与其他的两个属分开。这也许是因为对于扁平直列式节房虫来说，轴切面无法反映全部的形态特征，例如横切面的形态存在相当的多样性。总的来说，本研究为二叠纪晚期有孔虫分异度增添了新的资料，为二叠纪三叠纪之交的生物演化提供了新的证据。此外，本研究对未来进一步完善有孔虫的系统分类提供了扎实的基础。