古生物学是探讨地球历史过程中的生命及其演化的科学，是地质学与生命科学的交叉学科，它的研究不仅包括对化石材料的发掘、修理、描述和研究，也包括对古环境、古气候、古地理、古生态和地质年代学等多方面的研究。近年来，生物演化与环境变化之间的协同关系，特别是生物大灭绝及其后复苏过程中生物多样性演变和环境驱动研究是古生物学的一个热点领域。爬行动物在2.52亿年前的二叠纪末期生物大灭绝后成为了中生代（距今2.52亿年前至6500万年前）地球上的霸主，而海生爬行动物则成为占地球表面积约70%的海洋中的统治者。海生爬行动物在大灭绝后生物复苏过程中早三叠世恶劣的环境中起源，这是爬行动物演化的一个重大事件，但陆地上的爬行动物为什么选择下海，在什么时候下海，在什么地方最早下海，当时的气候环境如何，它们如何适应海洋生活等，一直是国际学术界关注的重要科学问题。
图为小头刚体龙解剖学特征
研究团队在安徽巢湖又发现了一件与所有已知鱼龙形动物都不同的海生爬行动物，被命名为小头刚体龙（Sclerocormus parviceps）。其体型比同时代的其他海生爬行动物都大且骨骼强壮，头部却很小，尾巴细长，吻部窄而细，这种身体构型之前在鱼龙形动物中从未被发现，代表了一种新的生态类型和演化方向。分支谱系分析显示，该动物处于鱼龙演化谱系的根部位置。经对巢湖早三叠世海生爬行动物多样性分析，论文对前人持有的二叠纪末大绝灭之后海生爬行动物演化缓慢的观点提出了质疑，认为鱼龙形动物在早三叠世晚期演化速度非常快，且在其起源后的最初一百万年（斯帕斯亚期）里生物多样性快速发展，并快速占据不同的生境。
研究团队通过对化石层上下近200米厚度的碳酸盐岩地层进行高精度取样，并进行了系统的相分析，测得大量无机碳同位素数据。研究团队通过系列实验证实，该同位素数据可以反映原始古海水信息，并揭示了碳循环背后的天文周期。研究表明，安徽巢湖早三叠世碳循环指示存在显著的10万年偏心率周期和4万年斜率周期，天文周期通过古气候变化影响碳循环。据此，在缺乏放射性同位素定年和高精度生物带等研究材料的情况下，研究首次得到了目前已知最古老的海生爬行动物出现的时间点。该时间点处于二叠纪末期生物大绝灭之后约300多万年，小于前人认为的500到800万年。研究同时认为，海生爬行动物的起源可能和大洋垂向流动增强，大洋缺氧事件结束，以及全球高温趋势的变化相关。
图为R软件频谱分析得到的研究区碳循环天文周期性分析结果
北京大学古生物学科是北京大学乃至中国最早建立的理学学科方向之一，拥有一百多年的历史，为中国古生物学的建立、发展作出了重要的历史贡献。江大勇教授团队依托具有悠久历史的北京大学地质学学科和北京大学地质博物馆，在造山带与地壳演化教育部重点实验室的支持下，在国家自然科学基金国际合作重大研究项目及面上项目、国土资源部科研专项、国家留学基金委交流项目以及安徽省地质遗迹保护项目等的资助下，对中生代海生爬行动物的起源和多样性演变及古环境背景等进行了近20年的长期研究，取得了一系列得到国际关注的研究成果。此次发表的这两篇论文，分别以江大勇教授及其博士研究生付宛璐同学为第一作者。
编辑：山石
