追溯遠古 展望未來
——現代古生物學和地層學國家重點實驗室

現代古生物學和地層學國家重點實驗室于2001年由國家科技部批準建設，其前身是1989年中國科學院批準成立的現代古生物學和地層學開放研究實驗室，依托單位為中國科學院南京地質古生物研究所。這是目前我國唯一的古生物學和地層學國家重點實驗室，主要研究地質歷史時期生命的起源和演化過程及其環境背景等。在2015年國家科技部對地球科學領域的46個國家重點實驗室進行的評估中被評為優秀，這是自實驗室成立以來連續第四次被評為優秀（A類）重點實驗室。

現代古生物學和地層學國家重點實驗室辦公樓

現代古生物學和地層學國家重點實驗室

逆時而研，有的放矢

追尋生命演化歷程、重建地球歷史是人類永恒的主題。化石及其賦存的地層沉積是研究地球和生命演化歷史的基礎。近年來，古生物學和地層學通過與其他學科的交叉合作，不斷發現新的研究材料，積極拓展與環境背景相結合的研究領域，取得了一系列新的進展，在當代自然科學領域中發揮了不可或缺的作用。根據國內外本學科發展的特點，實驗室將有限的人力和物力集中在具有關鍵性、前瞻性和綜合性的若干國際前沿領域，以獲取高水平成果、培育高質量人才和解決國家礦產資源勘探中的基礎地質問題作為實驗室發展的首要目標。實驗室的主要研究方向和目標如下：

1.綜合地層學

《國際地質年代表》是地質工作者學習、研究和交流的共同語言，是地質學領域的基礎。一方面，建立全球界線層型剖面和點位（金釘子），即在全球范圍內選擇一個最佳的特定巖層序列中的特定點，作為定義和識別某條年代地層界線的全球標準，從而為建立全球統一的《國際地質年代表》，為研究地質和生命過程提供標準的“時間參照系”。“金釘子”的確立，體現了一個國家地層學研究的綜合實力和整體水平，代表著國家的榮譽。另一方面，國際地層委員會同時推動“后層型”研究，即利用多學科交叉手段包括生物地層、巖石地層、年代地層、化學地層、同位素測年和磁性地層等，以更精確、更綜合的方式解決全球高精度地層對比問題。繼續“金釘子”的創建、開展我國已建“金釘子”的“后層型”研究是近期實驗室的重要工作。

2.早期生命演化

發生在元古代至寒武紀早期的真核生物起源、多細胞生物起源和早期輻射是地球早期生命演化史上“里程碑”式的演化事件。中國南、北方新元古代地層出露完好，所產化石類型豐富，保存獨特，多個化石庫是該時期世界同期地層中獨一無二的，是我們認識和了解真核生物圈早期演化的重要實證。

通過化石生物學、沉積巖石學和地球化學等多學科交叉手段，利用傳統古生物學與同步輻射三維成像等新技術相結合，對我國最具特色的早期生物化石資源和連續沉積巖層進行綜合研究。重點開展新元古代大冰期之前的微體真核生物化石組合，埃迪卡拉紀的藍田生物群、甕安生物群、埃迪卡拉生物群，寒武紀早期的小殼動物群、澄江動物群、關山生物群和凱里生物群等一系列特異埋葬生物群的化石生物學和沉積環境研究，旨在深入了解真核生物起源、多細胞生物起源和早期演化的過程以及背景機制。

3.古生代海洋生物演化

寒武紀大爆發以后的2.5億年間，地球海洋生物群發生過多次重大更替，每次都表現為大輻射或大滅絕。其中，奧陶紀生物大輻射是寒武紀演化動物群逐漸消亡、古生代演化動物群起源與早期演化并逐步取代前者在海洋生態系統中霸主地位的關鍵事件；奧陶紀末和泥盆紀晚期的大規模集群滅絕事件是古生代演化動物群發展過程中的標志性事件；石炭紀—二疊紀包含了顯生宙以來地球生命系統最長的穩定發展期，又經歷了地史中最嚴重的生物滅絕事件，還伴隨有全球規模的大冰期、聯合超大陸的形成與裂解等環境事件。實驗室重點研究古生代海洋生物演變中的重大事件，主要包括寒武紀生物群的消亡、奧陶紀大輻射、奧陶紀末大滅絕及其后的殘存與復蘇、泥盆紀晚期以及二疊紀末的大滅絕等，并著力探索這些重大生物事件的背景機制。

4.陸地生態系統的形成和演化

早古生代植物成功登陸是生物演化史上的重大事件。植物登陸后對陸地進行改造并建立起原始的陸地生態系統，為動物相繼登陸和繁衍提供了必要的生存環境，最終演化成現今復雜的陸地生態系統。陸生生物的出現和發展，不僅為地球生物圈增添了新的內容，同時也對陸地巖石圈的表層結構和大氣圈進行了改造。研究陸地生態系統的起源和演化過程，對于了解整個地表圈層的演變具有重要意義。立足我國豐富的陸相地層和化石資源，實驗室重點開展陸生植物起源和早期演化的研究，探索陸地生態系統的形成過程；開展重要陸生生物類群研究，揭示陸地生物圈的面貌和演化歷史；開展中生代陸生動植物研究，探討現代陸生生態系統的起源和早期演化。

5.重大生物演化事件的環境背景

生物與環境的相互作用伴隨著地球生命演化史，生物演化與大氣圈、水圈、巖石圈的演變休戚相關。關鍵生物類群的起源以及生物大規模的輻射、滅絕和復蘇是地球生命中的重大演化事件，它們的發生和發展有著特定的、復雜的環境背景。實驗室利用化石生物學、古生態學以及沉積巖石學和地球化學方法，在高精度年代地層的框架下，探討生物多樣性的演變規律和重大生物演化事件的背景機制。化石記錄與分子系統學的綜合研究將構筑現代生物學與古生物學之間的學科交叉的橋梁，是系統生物學、進化生物學和古生物學跨學科交叉研究的重要探索。實驗室通過譜系年代學和構建系統樹的方法，探索重大生物演化事件和重要生物類群起源和輻射模式。這些既是實驗室重要研究方向的拓展，也是實驗室從基礎古生物學和地層學到綜合交叉研究的重要體現。

志存高遠，團結務實

實驗室的定位是利用我國獨具特色的地層古生物資源，開展重大生物演化事件和生物與環境共演化的綜合研究；加強國內外學術交流與合作，保持一支具國際影響的科技隊伍；建立國際一流的古生物學和地層學實驗和數據平臺；注重科教融合和科學傳播，將實驗室建設成為在國內引領相關學科發展、在國際地層古生物學界具有重要影響的研究基地之一。

實驗室現有固定成員59人，其中研究員29人，副研究員12人，助理研究員11人，技術支撐人員6人，行政秘書1人。實驗室成員中包括中科院院士3人、原“973”計劃項目首席科學家3人。現有國家杰出青年基金獲得者6人，中國科學院“百人計劃”入選者5人，百千萬人才工程入選者4人，國家基金委創新群體2個，有10多位專家在國內外學術組織中擔任主席、副主席、選舉委員或理事長、副理事長、常務理事等職務，眾多專家在國內外期刊任主編、副主編及編委，是一支名符其實的、老中青相結合的優秀科技團隊。

實驗室擁有包括LEO1530VP型可變壓場發射掃描電子顯微鏡、EVO-18型掃描電子顯微鏡、Oxford Aztec X-max 20型X射線能譜儀、VIX-M150型軟X射線透射儀、LSM710型激光掃描共聚焦顯微鏡、ABI Prism 310全自動DNA遺傳分析儀以及與從事同位素地球化學和生物標志化合物研究相關的MAT253同位素質譜儀、氣相（液相）—串聯四極桿質譜等10多臺大型儀器設備。這些實驗設備有力支撐了實驗室承擔項目的進行。

近幾年，實驗室承擔了中科院戰略性先導科技專項項目、基金委重點項目、基金委國際合作項目、國家科技重大專項項目、原“973”計劃項目等40項國家重大項目，其他項目50余項。至今，實驗室取得了豐碩的成果，榮獲國家自然科學獎一等獎1項、二等獎2項；中國科學院自然科學獎特等獎1項、二等獎1項；江蘇省科學技術獎一等獎3項、二等獎1項；江蘇省科技進步獎一等獎3項、三等獎1項；貴州省科技進步獎二等獎2項；教育部科技進步獎二等獎1項；南京市科技成果獎-98南京十大科技成果獎1項。

逆時而行，追溯看似遙不可及的過去，其實是現代古生物學和地層學國家重點實驗室在為更好地迎接未來而努力。