古生物学巨擘迈克尔·J·本顿荣获2025年古生物学会奖章：揭示脊椎动物演化与生命大灭绝的里程碑研究

《Journal of Paleontology》：Presentation of the 2025 Paleontological Society Medal to Michael J. Benton

本刊荣幸推荐2025年古生物学会奖章得主迈克尔·J·本顿的研究成果。他通过整合古生物学数据与宏演化分析，系统解决了脊椎动物演化谱系、二叠纪末大灭绝(End-Permian extinction)后生态系统复苏机制等关键问题，提出三叠纪革命(Triassic Revolution)和被子植物陆地革命(Angiosperm Terrestrial Revolution)等创新理论，为生命演化史研究提供了全新范式。

　　

在探索地球生命演化的漫长历程中，古生物学家始终面临着如何从破碎的化石记录中重建完整演化历史的挑战。特别是针对重大生物灭绝事件后的生态系统复苏机制、主要生物类群的起源辐射规律等核心科学问题，学界长期缺乏系统性的宏观研究框架。正是在这样的背景下，迈克尔·J·本顿教授通过数十年的系统性研究，为这些关键问题的解答做出了突破性贡献。

本顿教授的研究涵盖了古生物学的多个重要领域，其中最为突出的是对脊椎动物演化的深入研究。他早在1990年代就率先将支序系统学(cladistics)方法应用于脊椎动物古生物学，成为首位系统分析基位双孔类爬行动物(basal diapsid reptiles)和基位主龙类(basal archosaurs)演化关系的学者。通过对恐龙与其他主龙类竞争关系的研究，他提出了一个颠覆传统认知的观点：恐龙的成功并非源于其竞争优势，而是偶然性因素导致的结果。这一发现对理解生物演化的驱动机制提供了全新视角。

在化石记录研究方面，本顿教授1993年主编的《化石记录2》(The Fossil Record 2)堪称里程碑式的工作。该著作汇集了90位学者的研究成果，系统整理了化石类群的地层分布范围(stratigraphic ranges)，为后续的古生物学数据库(如Paleobiology Database)奠定了重要基础。通过分析化石类群在地层中出现的顺序与系统发育树(phylogenies)的一致性，他证实了化石记录能够可靠地反映显生宙(Phanerozoic)生命演化历史。更为重要的是，他开创性地利用化石数据为关键系统发育分歧点提供"误差范围"(error bars)，这一方法显著提升了分子钟(molecular clocks)在定年研究中的实用性。

对重大生物灭绝事件的研究是本顿教授另一个重要贡献领域。他对二叠纪末生物大灭绝(End-Permian extinction)的深入研究，揭示了生态系统复苏的漫长过程。通过对俄罗斯二叠纪-三叠纪(Permo-Triassic)地层序列的研究，他发现顶级捕食者需要超过1500万年才能重新建立稳定的生态位。这一发现被详细记录在他的专著《当生命几乎死亡》(When Life Nearly Died, 2003年初版，2015年修订版)中。此外，他还对更早的奥尔森灭绝事件(Olsen's Extinction)和石炭纪雨林崩溃事件(Carboniferous rainforest collapse)进行了系统研究，这些成果集中体现在2023年出版的《灭绝：生命如何生存、适应和演化》(Extinctions: How Life Survives, Adapts and Evolves)一书中。

本顿教授对三叠纪生物复苏的研究导致了"三叠纪革命"(Triassic Revolution)概念的提出。他发现，在二叠纪末大灭绝后，陆地生态系统的能量流动显著增强，这一变化与导致鸟类和哺乳类出现的谱系中内温性(endothermy)的起源时间相吻合。他进一步提出，这一革命性变化与中生代海洋革命(Mesozoic Marine Revolution)的提前开始相一致。此外，他还证实现代大陆生态系统起源于晚白垩世(Late Cretaceous)，并将其演化动力归因于被子植物(angiosperms)的兴起，这一过程被他称为"被子植物陆地革命"(Angiosperm Terrestrial Revolution)，取代了他早先提出的"白垩纪陆地革命"(Cretaceous Terrestrial Revolution)概念。

在技术创新方面，本顿教授还展示了重建恐龙颜色的突破性方法。通过分析羽毛中的黑色素体(melanosomes)，他团队开创了基于化石证据的恐龙颜色复原技术，为古生物复原研究提供了全新的科学依据。

主要技术方法

本顿教授的研究主要运用了多种跨学科技术方法：支序系统学(cladistics)分析用于重建脊椎动物系统发育关系；地层分布(stratigraphic ranges)数据整合与宏观演化模式分析；化石记录与分子钟(molecular clocks)的联合定年技术；黑色素体(melanosomes)显微分析用于恐龙颜色复原；基于俄罗斯二叠纪-三叠纪(Permo-Triassic)连续地层序列的生态系统演变研究。

研究结果

脊椎动物演化关系的重新厘定

通过应用支序系统学方法，本顿教授首次系统分析了基位双孔类爬行动物和基位主龙类的演化关系，建立了这些关键类群的系统发育框架，为理解脊椎动物演化树提供了坚实基础。

化石记录可靠性的验证

通过比较化石类群在地层中的出现顺序与系统发育树的拓扑结构，研究发现两者之间存在高度一致性，证明化石记录能够可靠地反映显生宙生命演化历史，解决了古生物学研究中的一个基本问题。

二叠纪末大灭绝的生态系统响应

对俄罗斯二叠纪-三叠纪地层序列的详细研究表明，大灭绝后生态系统的恢复是一个极其缓慢的过程，顶级捕食者需要超过1500万年才能重新建立，揭示了重大灭绝事件对生态结构的长期影响。

三叠纪革命的提出

研究发现二叠纪末大灭绝后的生物复苏伴随着陆地生态系统能量流动的显著增强，这一"三叠纪革命"与内温性起源和中生代海洋革命的提前开始相吻合，重新定义了我们对中生代生态系统演化的认识。

被子植物陆地革命的确认

研究证实现代大陆生态系统起源于晚白垩世，主要由被子植物的兴起所驱动，这一"被子植物陆地革命"概念取代了早期的"白垩纪陆地革命"，更准确地反映了白垩纪生态系统变革的本质。

恐龙颜色复原技术的突破

通过分析化石羽毛中保存的黑色素体，研究团队建立了基于科学证据的恐龙颜色复原方法，为古生物外貌复原提供了可靠的技术手段。

研究结论与意义

迈克尔·J·本顿教授的研究通过整合古生物学、地层学、系统发育学等多学科方法，在脊椎动物演化、生物大灭绝机制和生态系统复苏等关键领域取得了系列突破性成果。他提出的三叠纪革命、被子植物陆地革命等概念框架，为理解地球生命演化历史提供了全新的理论范式。其对化石记录可靠性的验证研究，增强了古生物学在重建生命历史中的科学地位。而将化石数据与分子钟定年相结合的方法创新，则为演化生物学研究提供了重要的技术支撑。

这些研究成果不仅深化了我们对地球生命演化规律的认识，也为应对当前生物多样性危机提供了重要的历史参照。本顿教授建立的布里斯托大学古生物学研究团队，通过培养大量专业人才和编写权威教材，进一步扩大了其学术影响力，为古生物学学科的持续发展奠定了坚实基础。其研究充分体现了古生物学在理解生命演化历程中的独特价值和科学意义。