尹丹

眾所周知，地球在150億年前就誕生了，同時也奠定了生物繁衍的物質(zhì)基礎(chǔ)。根據(jù)1871年查爾斯·達(dá)爾文的推測，最早期的生命可能開始于一個溫暖的小池塘中。隨后，生物的歷史經(jīng)歷了寒武紀(jì)生命大爆發(fā)、無脊椎生物主導(dǎo)時期等，從而進(jìn)入了爬行動物時代及之后的哺乳動物時代，進(jìn)而進(jìn)入人類時代。

在《物種起源》中，達(dá)爾文提出了這樣的主張：“在這些跨度如此之大但鮮為人知的時期，地球上遍布著活的生物?！蓖瑫r，他也坦言：“對于我們?yōu)槭裁礇]有發(fā)現(xiàn)這些原始時期化石記錄的問題，我不能給出一個令人滿意的答案?！彪m然達(dá)爾文沒有給出一個滿意的答案，但我國科學(xué)家歷經(jīng)12個春秋，在古生物學(xué)研究領(lǐng)域取得一項重大突破——發(fā)現(xiàn)“寒武紀(jì)化石寶庫”。

前不久，西北大學(xué)早期生命與環(huán)境創(chuàng)新研究團(tuán)隊張興亮、傅東靜等人，在《科學(xué)》雜志上首次公布了他們的研究成果：在中國湖北宜昌長陽地區(qū)發(fā)現(xiàn)了距今5.18億年的寒武紀(jì)特異埋藏軟軀體化石庫——清江生物群。國際著名古生物學(xué)家埃里森驚嘆道：“清江生物群是令人震驚的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，其化石豐富度、多樣性和保真度屬世界一流，科學(xué)價值巨大。后續(xù)研究將有望填補(bǔ)我們對寒武紀(jì)大爆發(fā)的認(rèn)知空白，并解決動物門類起源演化方面的一系列科學(xué)問題?！?/p>

大約5.42億年前至5.3億年前這段時間，被科學(xué)界認(rèn)為是寒武紀(jì)的開始。在這1000多萬年時間內(nèi)，寒武紀(jì)地層突然出現(xiàn)了門類眾多的無脊椎動物化石，這一現(xiàn)象被稱作寒武紀(jì)生命大爆發(fā)，簡稱寒武紀(jì)大爆發(fā)?！耙平夂浼o(jì)大爆發(fā)的奧秘，除了科學(xué)猜想，更需要發(fā)現(xiàn)恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)觀察窗口——化石庫，以找到可靠的化石實證?！睆埮d亮教授介紹說。

盡管1909年以來加拿大的布爾吉斯生物群、中國云南澄江生物群被相繼發(fā)現(xiàn)，但是寒武紀(jì)大爆發(fā)仍存在很大的認(rèn)知空白，動物門類起源演化方面還有許多未解之謎，所以找到下一個“理想的頂級研究目的地”就成為國際古生物學(xué)界的一大夢想。

宜昌市長陽縣地處鄂西南山區(qū)，位于長江和清江中下游，寒武紀(jì)地質(zhì)層分布廣泛。2007年暑假，張興亮帶領(lǐng)傅東靜、劉偉、代韜等研究生到長陽地區(qū)進(jìn)行考察。傅東靜回憶說：“大家像往常一樣，取出地質(zhì)錘叮叮哐哐地敲。很快，張興亮老師就找到了拇指長的半只蟲化石——林喬利蟲。”林喬利蟲是布爾吉斯頁巖化石庫很有代表性的一種“蝦”狀節(jié)肢動物。緊接著，踏勘隊還在這個位置找到了納羅蟲。在1984年，侯先光教授發(fā)現(xiàn)澄江生物群的時候，第一個發(fā)現(xiàn)的化石正是納羅蟲。

隨后的12年里，西北大學(xué)早期生命與環(huán)境創(chuàng)新研究團(tuán)隊長期堅持野外發(fā)掘和室內(nèi)研究，一個巨大的寒武紀(jì)化石寶庫逐漸顯露真容。“有人說我們運(yùn)氣好，但實際上，在發(fā)現(xiàn)這只林喬利蟲之前的十幾年間，張興亮老師尋找這種化石群已經(jīng)走遍了全世界?！备禆|靜說。

研究團(tuán)隊將這一化石寶藏命名為清江生物群，一個原因是因為化石埋藏地是在清江與丹江河的交匯處，另一個原因是研究團(tuán)隊希望清江與澄江生物群日后能夠成為享譽(yù)世界的“中國兩江生物群”。工人用撬杠輕輕地撬出1立方米大小，他們就用地質(zhì)錘順著頁巖的層面劈開，一邊劈一邊看，找到蟲子化石就整理、編號、打包，放進(jìn)背上的背包里背出山。每一次行走于實驗室一次，汗水和血水都會沿著他們的后背流下?；氐綄嶒炇?，他們又迅速地把每一塊化石清理、討論、鑒定、分類、記錄好。傅東靜說：“每一塊化石都有一個故事，每一個關(guān)于它們的故事我們都爛熟于心，因為每一塊化石都是我們的‘心血石。”

研究結(jié)果越來越令人興奮，已研究的4351件化石標(biāo)本中，已初步研究發(fā)現(xiàn)109個屬，其中53%的標(biāo)本為此前從未有過記錄的全新屬種。在位于長陽丹江河附近的團(tuán)隊工作室墻上，掛著科研團(tuán)隊用顯微鏡放大后的照片，那是科學(xué)家心中5.18億年前的海洋世界。這些古生物有的像水母、海蝦、蠕蟲，有的像西瓜、花朵……有的甚至連觸角和腹部的紋理都清晰可見，栩栩如生。張興亮興奮地說：“目前，后生動物屬中，85%不具有礦化骨骼，且絕大多數(shù)為水母、海葵等沒有骨骼的動物。能發(fā)掘出如此多形態(tài)完整的軟軀體化石，實屬罕見?！彼M(jìn)一步解釋，這些化石的“超高保真”，是由于清江生物群化石主要以原生碳質(zhì)薄膜形式保存，未經(jīng)明顯的成巖作用和風(fēng)化作用改造。

在達(dá)爾文提出的地球生命呈“樹形演化”猜想的基礎(chǔ)上，通過數(shù)十年的研究與實證，勾勒出了寒武紀(jì)生命大爆發(fā)時基礎(chǔ)動物、原口動物、后口動物三大枝系演化“大樹”的基本輪廓，進(jìn)而在全球首次構(gòu)建了完整的“早期動物譜系樹”框架圖。通過此次研究發(fā)現(xiàn)，清江生物群中雙胚層輻射對稱的動物占主導(dǎo)，刺胞動物身體構(gòu)型分異度高，蛻皮動物類群中極其罕見的動吻動物繁盛。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)了許多形態(tài)奇異的嶄新物種。隨著研究的展開，清江生物群將為“早期動物譜系樹”到底在哪里分叉、在哪里開枝散葉，找到更多生物進(jìn)化的直接證據(jù)。

《物種起源》只是為我們勾勒出一棵大樹的枝干，而對于清江生物群的研究工作，無疑是為這棵“早期動物譜系樹”增添了更加繁密的枝葉，而這后續(xù)研究無疑需要幾十年，甚至幾代人的不懈努力和研究?！段锓N起源》的以后，必將更加豐富而多彩，清江生物群也將在生物的繁衍歷史，畫上屬于自己的一抹色彩。