《Global Ecology and Biogeography》：FINS—A Global Occurrence Dataset of Fossil Neoselachians From the Cretaceous to the Quaternary
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**摘要**
**动机**：现代鲨鱼、鳐鱼和鲼类（Neoselachii）是一个多样化、全球分布且具有重要生态意义的类群。它们拥有丰富、地质历史久远且记录完好的化石记录，为研究其宏观演化、古生态学和生物地理学提供了坚实基础。然而，解决古生物学问题需要通过产出
**摘要**
**动机**：现代鲨鱼、鳐鱼和鲼类（Neoselachii）是一个多样化、全球分布且具有重要生态意义的类群。它们拥有丰富、地质历史久远且记录完好的化石记录，为研究其宏观演化、古生态学和生物地理学提供了坚实基础。然而，解决古生物学问题需要通过产出记录（occurrences）来量化化石记录，即某一分类单元在特定时空位置的存在记录。尽管古生物学数据库（Paleobiology Database, PBDB）提供了宝贵的化石产出数据来源，但仍未能提供新鲨鱼类数据的完整汇编。为促进定量古生物学问题的探索，研究人员在此呈现了新鲨鱼类化石（Fossil Neoselachians, FINS）数据集——一项涵盖过去1.45亿年、经过系统 curated 的全球性化石产出综合汇编。
**包含的主要变量类型**：FINS 由化石产出记录构成，每条产出记录关联一个采集点（collection，即化石报道的地点）和一个来源（source，即数据所引自出版物的引用信息）。产出数据主要包括分类学变量（如分类、名称和等级）以及状态（灭绝/现存）。采集点数据提供地理（如国家、海洋和古坐标）和地质（如地层组和年龄）变量。所有数据均经过透明的 curated 流程处理，并通过分类学和年龄验证变量加以描述。
**空间位置与粒度**：全球范围，化石产出记录覆盖所有大陆。
**时间范围与粒度**：从白垩纪到第四纪（145–0 Ma），时间分辨率通常对应地质阶或世。
**主要类群与测量水平**：新鲨鱼类（总目：Selachimorpha 和 Batoidea）。FINS 包含来自5867个采集点和2055篇参考文献的30047条产出记录，涵盖1621个种、513个属、89个科和15个目。超过70%的产出记录鉴定到种级水平。总体而言，FINS 将 PBDB 中先前可用的新鲨鱼类记录数量有效增加了一倍，并大幅扩展了其地理覆盖范围，尤其是在全球南方（Global South）。
**软件格式**：数据集以三个 .csv 文件提供：collections、occurrences 和 references。同时附带一个 Shiny 应用程序（FINS app: https://fins-app.shinyapps.io/FINS_App/），以促进数据的可视化、探索和扩展。
**FINS数据集：新鲨鱼类化石记录的全球综合汇编及其古生物学意义**
**1. 研究背景与问题**
现代鲨鱼、鳐鱼和鲼类（Neoselachii）是海洋生态系统中多样性极高且具有重要生态功能的脊椎动物类群。其化石记录具有多项独特优势：尽管软骨骨骼难以保存，但新鲨鱼类的牙齿和皮齿具有坚硬的组织结构和持续生长、脱落的特点，因而具有较高的保存潜力，使其成为海洋化石记录中最丰富的脊椎动物类群之一。同时，新鲨鱼类的化石记录可追溯至侏罗纪（约190 Ma），部分现生属已延续至今。此外，尽管种间牙齿形态变异显著，但其牙齿仍具有诊断性，能够支持高分辨率的分类鉴定，甚至达到种级水平。牙齿形态还可作为体型和食性等生物学特征的可靠代理指标，为生态学推断提供依据。
然而，利用化石记录回答古生物学问题需要以产出记录（occurrences）——即特定分类单元在特定时空位置的存在记录——为核心实证单元。尽管古生物学数据库（Paleobiology Database, PBDB）提供了重要的化石产出数据资源，但由于众多贡献者持续录入且数据来源庞杂，PBDB 尚未提供新鲨鱼类化石产出的完整汇编。近年来多数关于新鲨鱼类古生物学的研究不得不依赖各自独立汇编的产出数据集，这限制了研究的可重复性和数据可比性。因此，构建一个全面、系统 curated 且易于获取的全球性新鲨鱼类化石产出数据库，对于推动定量古生物学研究至关重要。
**2. 研究内容与结论**
为填补上述空白，研究人员构建了新鲨鱼类化石（Fossil Neoselachians, FINS）数据集，旨在实现两个目标：（i）综合现有新鲨鱼类化石记录知识；（ii）提供标准化、curated 且易于获取的化石产出汇编，以促进其在定量古生物学中的应用。FINS 涵盖白垩纪至第四纪（145–0 Ma）的时间范围，该时段包含了现代新鲨鱼类多样性演化的重要历程，并覆盖了白垩纪—古近纪大规模灭绝事件（K/Pg）、古新世—始新世极热事件（PETM）、始新世—渐新世过渡及上新世—更新世海洋巨型动物灭绝等重大全球事件。最终数据集包含来自5867个采集点的30047条产出记录，涵盖1621个种、513个属、89个科和15个目，数据来源于2055篇出版物、17种语言。FINS 使先前 PBDB 中可用的新鲨鱼类记录数量增加了一倍，并显著扩展了地理覆盖范围，尤其是在全球南方地区。该数据集为研究多样化动态、古生物地理历史及物种对环境变化的响应提供了坚实基础。同时，研究人员还开发了 FINS 应用程序（Shiny Application），使用户能够可视化、筛选、探索和扩展数据，并可导入新记录。
**3. 关键技术与方法**
研究人员采用以下主要技术方法构建 FINS 数据集：（1）从 PBDB 下载全部软骨鱼纲（Chondrichthyes）白垩纪至第四纪的采集点、产出和参考文献数据（2020年6月访问）；（2）基于鲨鱼参考文献数据库（Shark-References, SR；2020年10月访问）识别 PBDB 中缺失的文献，并通过人工阅读提取产出和采集点信息，重点提取1970年以后的文献；（3）将 PBDB 下载数据与文献提取数据进行合并、丰富与标准化处理，包括添加大陆、纬度带、古坐标（基于五种板块构造模型重建）、古海洋等地理信息，以及时代、 epoch、 period 等年代信息；（4）系统化 curated 与验证，包括重复项检测、年龄验证、同义词校对和分类学评估，所有过程公开透明并记录在案。
**4. 主要研究结果**
**4.1 数据概览**：FINS 包含5867个采集点（53.79%来自文献，46.21%来自PBDB）、30047条产出记录（56.49%来自文献，43.51%来自PBDB）和2055篇参考文献。经过数据验证，5.02%的采集点年龄被标记为无效或不可验证。从产出记录看，7.50%被判定为无效，其中69.02%标记为无效、0.89%为不可验证、22.90%为离群值、7.19%为宽范围离群值。26.14%的产出名称属于过时间义名，其中96.37%已更新为当前有效名称。8.13%的产出记录被标记为命名不确定。从化石类型看，文献提取的采集点中92.68%以孤立牙齿为主。
**4.2 新鲨鱼类文献**：FINS 数据来源于2055篇出版物，最早可追溯至1839年报道英格兰 Squalus 属的文献，与 Agassiz 的开创性工作基本同期。1970年后新鲨鱼类文献数量迅速增加，这与微体化石采样技术的广泛采用相吻合。文献类型以同行评议期刊论文为主（83.31%），其次为摘要（4.82%）。文献语言以英语为主（70.71%），其次为法语（7.49%）、德语（5.35%）和西班牙语（5.26%），共计17种语言。
**4.3 分类组成**：FINS 包含2017个独特分类单元，其中511个尚未录入PBDB。数据集包含1621个独特种，其中1110个（68.48%）为鲨类（Selachimorpha），510个（31.46%）为鳐类（Batoidea）。最丰富的物种是 Otodus megalodon（606条产出记录，占2.02%），其次是 Carcharodon hastalis（485条，占1.61%）。70.87%的产出记录鉴定到种级水平。鲨类比鳐类拥有更多产出记录（76.10%对22.63%）。鼠鲨目（Lamniformes）和真鲨目（Carcharhiniformes）是鲨类中最丰富的两个目（分别占37.43%和21.49%），鲼目（Myliobatiformes）是鳐类中最丰富的目（12.30%）。
**4.4 年代地层覆盖**：大多数产出记录来自年龄分辨率达到阶（39.98%）或亚世（32.73%）水平的采集点。产出记录的平均年龄跨度为7.60 Myr。从中白垩世到全新世的每个地质世均有新鲨鱼类化石产出，其中中新世（26.68%）、晚白垩世（26.44%）和始新世（20.12%）产出记录最为丰富，全新世产出记录最少（仅28条，占0.09%）。
**4.5 地理分布**：产出记录覆盖所有大陆，其中欧洲（41.65%）和北美洲（27.84%）最为丰富。全球北方（Global North）的产出记录远多于全球南方（Global South）：75.30%对24.70%。地理覆盖空白包括东亚和东南亚（日本除外）、非洲东部、东南部和中部，以及北美洲东北部。与PBDB数据相比，从文献中提取的数据（基于SR）不仅增加了数据总量，还扩展了地理覆盖，尤其是在欧洲、亚洲、中美洲和南美洲以及南极洲。
**4.6 数据空白**：FINS 揭示了新鲨鱼类化石记录中的若干空白。鳐类相较于鲨类显著代表性不足，这可能与其牙齿的釉质层结构（单层或双层 vs. 鲨类的三层）导致保存潜力较低有关。此外，较粗粒度的采集方法偏向于较大的牙齿标本，而筛洗法虽能获得更多鳐类牙齿但使用较少。全新世和更新世的产出记录数量最低，化石记录质量向现代递减。东南亚和东南非洲的地理空白可能反映了采样工作不足，而非化石真实分布。
**5. 讨论与结论**
FINS 数据集的核心优势在于其大量的产出记录、精细的分类分辨率和广泛的时间覆盖。多个产出记录允许更现实的物种形成和灭绝时间估计，而大量产出记录也有助于更准确地重建过去的多样性模式。精细的分类分辨率使得种级水平的分析成为可能，可揭示在更高分类水平上可能被掩盖的趋势。FINS 的时间覆盖为探索新鲨鱼类对重大全球变化（如K/Pg大规模灭绝、PETM、始新世—渐新世过渡）的响应提供了实证基础。其广泛的地理和地层覆盖以及详细的古地理信息，能够支持古分布重建、扩散路径和生物地理区系演化的研究。
**研究结论**：FINS 数据集是目前最全面的全球新鲨鱼类化石产出汇编，涵盖过去1.45亿年，包含所有主要新鲨鱼类支系。该数据集以完全透明的方式构建，允许用户独立评估数据并根据特定研究需求进行定制。FINS 为研究鲨鱼、鳐鱼和鲼类在深时尺度上的演化与生态历史提供了一个强大且多用途的资源。
