“生命大爆發(fā)”前移400萬(wàn)年？

西班牙《非常有趣》雜志4月3日文章，原題：一項(xiàng)關(guān)于動(dòng)物起源的驚人發(fā)現(xiàn)得到證實(shí)：700塊化石將復(fù)雜生命的爆發(fā)時(shí)間提前了400萬(wàn)年中國(guó)的最新考古成果表明，在“寒武紀(jì)生物大爆發(fā)”開始之前，一些復(fù)雜的現(xiàn)代動(dòng)物譜系就已經(jīng)存在。近日，美國(guó)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表了云南大學(xué)古生物研究院叢培允團(tuán)隊(duì)關(guān)于后生動(dòng)物門類起源與早期演化的最新研究成果，宣布在云南東部埃迪卡拉紀(jì)的地層中，發(fā)現(xiàn)了大量保存精美的后生動(dòng)物化石，證實(shí)在寒武紀(jì)生命大爆發(fā)之前，海洋中就已經(jīng)存在與現(xiàn)代寒武紀(jì)相似的復(fù)雜動(dòng)物群落。

破解“達(dá)爾文的困惑”
在中國(guó)發(fā)現(xiàn)的700多塊化石表明，早在約5.5億年前，就已經(jīng)存在多種復(fù)雜的動(dòng)物。這一發(fā)現(xiàn)將此前被認(rèn)為僅在寒武紀(jì)出現(xiàn)的生物化石起源時(shí)間至少提前了400萬(wàn)年，迫使人們重新審視生命史上最著名的概念之一——“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”。

該研究論文通信作者叢培允研究員介紹，達(dá)爾文曾在其《物種起源》中提出，按照生物演化理論，動(dòng)物應(yīng)逐漸演化而來，但寒武紀(jì)早期地層中“突然”冒出大量動(dòng)物化石，被學(xué)術(shù)界稱為“生物大爆發(fā)”，而更早的地層里幾乎找不到它們的祖先，被后人總結(jié)為“達(dá)爾文的困惑”之一。一個(gè)多世紀(jì)以來，尋找寒武紀(jì)之前的兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物化石是生物演化領(lǐng)域最基礎(chǔ)的重大科學(xué)命題之一，也是破解“達(dá)爾文的困惑”所缺失的重要證據(jù)環(huán)節(jié)。破解“達(dá)爾文的困惑”的密碼就埋藏在中國(guó)云南東部埃迪卡拉紀(jì)的地層。這處遺址猶如一扇窗口，讓我們得以窺見一個(gè)處于生命過渡時(shí)期的世界。當(dāng)時(shí)，埃迪卡拉紀(jì)奇特的動(dòng)物群開始逐漸呈現(xiàn)出我們今天所認(rèn)知的動(dòng)物雛形。在那里，出現(xiàn)了與后口動(dòng)物（最終包括魚類、鳥類等在內(nèi)的大類群）相關(guān)的原始生物，以及蠕蟲狀的兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物和可能的早期櫛水母。

出土化石解剖結(jié)構(gòu)完整
這不僅是時(shí)間上的調(diào)整，更是敘事方式的改變。幾十年來，一些化石痕跡暗示動(dòng)物多樣化早在寒武紀(jì)之前就已經(jīng)開始，但一直缺乏確鑿的證據(jù)。如今，隨著一塊塊微小、精致且保存異常完好的生物化石的發(fā)現(xiàn)，這一空白正逐漸被填補(bǔ)。

云南東部是全球范圍內(nèi)研究埃迪卡拉紀(jì)-寒武紀(jì)地層古生物的熱點(diǎn)區(qū)域。本世紀(jì)以來，在云南東部的江川生物群中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些埃迪卡拉類型生物化石以及潛在的動(dòng)物化石線索。2017年，叢培允團(tuán)隊(duì)開始對(duì)江川生物群開展一系列野外調(diào)查，研究人員從埃迪卡拉紀(jì)末期的地層中發(fā)現(xiàn)了700多件標(biāo)本。但最引人注目的發(fā)現(xiàn)不僅在于化石的數(shù)量，更在于其解剖結(jié)構(gòu)的完整性。埃迪卡拉紀(jì)是寒武紀(jì)之前的地質(zhì)時(shí)期，通常出土的生物化石保存狀況不佳，且難以辨認(rèn)。然而，在云南，這些生物遺骸以碳質(zhì)薄膜的形式保存了下來，這種保存方式在如此古老的巖石中極為罕見，能夠清晰地展現(xiàn)內(nèi)部特征和精細(xì)結(jié)構(gòu)。許多埃迪卡拉紀(jì)遺址僅保存了砂巖上的輪廓或印痕，而在云南，遠(yuǎn)古生物的觸手、消化道、運(yùn)動(dòng)器官和攝食結(jié)構(gòu)清晰可見。換句話說，我們不僅看到了這些生命，還開始了解它們的構(gòu)造。
復(fù)雜動(dòng)物并非突然出現(xiàn)

尤為重要的是，化石中還發(fā)現(xiàn)了大量的后口動(dòng)物，包括步帶動(dòng)物的祖先類群等，由于人類所屬的脊索動(dòng)物門是步帶動(dòng)物的姊妹類群，這一發(fā)現(xiàn)意味著早在5.5億年前的埃迪卡拉紀(jì)末期，脊索動(dòng)物門可能已經(jīng)生活在地球的海洋中。這些動(dòng)物遺骸在埃迪卡拉紀(jì)的出現(xiàn)將化石記錄的關(guān)鍵界限向前推進(jìn)。該研究還發(fā)現(xiàn)了早期的步足類動(dòng)物，包括海星和腸鰓類等。但有一個(gè)細(xì)節(jié)令古生物學(xué)家困惑：許多生物的解剖結(jié)構(gòu)組合與埃迪卡拉紀(jì)或寒武紀(jì)已知的任何物種都不完全吻合。觸手、錨盤、柄狀結(jié)構(gòu)、可翻轉(zhuǎn)的攝食結(jié)構(gòu)……仿佛進(jìn)化仍在不斷嘗試新的設(shè)計(jì)。這種組合使云南東部成為“大爆發(fā)前”的天然實(shí)驗(yàn)室，那時(shí)生物形態(tài)尚未最終定型。

?這項(xiàng)研究的重要啟示是，復(fù)雜動(dòng)物并非突然出現(xiàn)，而是經(jīng)過了一段時(shí)間的發(fā)展。傳統(tǒng)上認(rèn)為寒武紀(jì)生命大爆發(fā)發(fā)生在距今約5.388億年至4.868億年前，但它可能并非一個(gè)絕對(duì)的生命開端，而只是生命進(jìn)化史中最顯著的階段。在其他埃迪卡拉紀(jì)遺址中，復(fù)雜動(dòng)物的明顯缺失可能并非由于它們不存在，而是因?yàn)樗鼈儙缀鯊奈幢煌咨票４嫦聛怼＝ǖ貙右蕴假|(zhì)壓型化石的形式保存了生物體，這種罕見的現(xiàn)象令人想起著名的寒武紀(jì)地層，它極大地豐富了解剖學(xué)信息。在古生物學(xué)中，有時(shí)決定成敗的并非是曾經(jīng)存在過的生物，而是能夠形成化石的生物。（作者塞爾吉奧·帕拉，白鷺譯）