美国伊利诺伊州上密西西比统Serpukhovian阶红藻的首次发现及其古生态意义

本研究首次报道了美国伊利诺伊州Johnson县Kinkaid灰岩中Serpukhovian阶（上密西西比统）钙质红藻群落，建立新属种Vachardia multigena和Masloviporidium crassimuri sp. nov.，揭示了该时期藻类多样性特征，填补了北美典型密西西比系藻类化石记录的空白，为古海洋生态系统重建提供重要依据。

　　

在古生物学研究领域，密西西比纪（Mississippian）的海洋生态系统重建一直存在关键空白区。作为石炭纪早期的重要阶段，北美典型密西西比系地层中Serpukhovian阶的钙质藻类记录长期缺失，这种认知缺口直接影响着科学家对当时浅海碳酸盐台地生态格局的理解。尽管邻近的阿拉巴马、田纳西等州曾有相关报道，但作为地层命名地的伊利诺伊盆地核心区域，其藻类化石证据始终未被系统记载，这种"灯下黑"现象成为困扰古生物学家多年的难题。

为填补这一重要空白，中国国家自然科学基金和江苏省自然科学基金支持的研究团队，对伊利诺伊州Johnson县Southern Illinois Stone Company采石场的Kinkaid灰岩展开专项调查。这项发表在《Review of Palaeobotany and Palynology》的研究，不仅首次确认了该地区Serpukhovian阶红藻化石的存在，更建立了具有标志性意义的新分类单元，为理解早石炭世海洋生物多样性提供了关键性证据。

研究团队采用经典古生物学研究方法，通过GPS精确定位（37°29′29.76″ N, 88°57′56.43″ W）获取Kinkaid灰岩样本，对化石iferous packstone/grainstone和ooid/coated-grain grainstone两种岩相中的微体化石进行系统分析。运用比较形态学方法，结合薄片显微观察技术，对藻类化石结构特征进行三维重建与分类学鉴定。

【地质背景与材料】研究区域位于伊利诺伊盆地东南缘，Kinkaid灰岩作为Serpukhovian阶代表性地层，由浅海相灰岩-页岩互层构成。采样层位富含生物碎屑，沉积环境分析表明其形成于动荡的浅水环境，这种特殊的沉积背景为藻类保存创造了理想条件。

【系统古植物学】研究团队确立红藻门（Rhodophyta）新属Vachardia，其模式种Vachardia multigena gen. et sp. nov.具有单层、分枝状叶状体，由弧形排列的四边形细胞构成。与之共同发现的Masloviporidium crassimuri sp. nov.则呈现厚壁细胞特征。两类化石与已知Masloviporidium属形态相似但存在显著差异，暗示可能存在新的演化分支。特别值得注意的是，标本中大量stacheiins类群呈现难以归类的形态变异，反映出当时藻类群落的高度复杂性。

【结论与意义】这项研究取得三项突破性进展：首次证实伊利诺伊盆地Serpukhovian阶存在丰富的钙质红藻群落；建立Vachardia multigena和Masloviporidium crassimuri两个新分类单元；揭示stacheiins类群的形态多样性远超既往认知。这些发现不仅完善了北美密西西比系生物地层框架，更对理解石炭纪藻类辐射演化过程具有启示意义。特别是Vachardia与Masloviporidium的形态相似性，为红藻演化研究提出了新的科学问题，后续研究可通过分子钟分析等技术进一步验证其系统发育关系。

该研究的价值还体现在方法论层面：通过精细的岩相-古生物关联分析，证实packstone/grainstone相更利于藻类化石保存，这为未来同类研究提供了采样策略参考。正如作者在讨论部分强调的，伊利诺伊盆地这一"被忽视的藻类宝库"中，可能还蕴藏着更多等待发现的古生物密码，持续工作有望重塑我们对石炭纪海洋生态系统的认知图景。