澄江動物群及人祖尋根

舒德干

達爾文進化論思想大概有兩個最主要的核心論題，一個是自然選擇，第二個就是世界上所有的生物都有共同祖先，長期的演化結果就形成了“生命之樹”，所以生命之樹思想應該是達爾文的核心思想。后來的生物學家、古生物學家、化石研究專家勾勒出了“生命之樹”的初步輪廓。

在這里面有許許多多的創新事件，其中最重要的、和人類演化相關的有三個：一是原核生命的出現，指無細胞核膜的細菌之類變成有細胞核膜的生物；二是動物界形成寒武大爆發時期；三是一支脊椎動物最早的祖先，有頭有脊椎，經過5億多年的發展形成了人類。

“寒武”大爆發的新假說

5.4億年前，動物界突然演化加速，跑步向前，形成了整個動物界，后來被大家稱之為“寒武”大爆發。“寒武”大爆發不是一夜之間完成的，經歷了約4000-5000萬年。

達爾文對此事很難理解。由于當時的化石知識比較少，他認為生命是慢慢演化，很難想象生命在非常短的時間里形成了整個動物世界。在達爾文的“非爆發”假說中，他認為根本不可能大爆發。但是，時隔100年之后，美國的古生物學家Gould基于化石的資料，提出在不長的時間里面，大概幾千萬年左右，一幕式地產生了動物界，后來所有生物門類都站在一條起跑線上，一致出現了。后來，英國皇家學會會員將達爾文的思想和Gould的思想進行了一定的融合，他覺得既不是完全的漸變，也不是單純地一幕式，有可能是兩幕式。在“寒武”大爆發之前是隱身的、看不見的、微小的、柔軟的，那樣的生物大部分是未知。“寒武”大爆發之后，有一些個體大的就顯現了，他提出了兩幕式。他們各自都有自己的道理，但不完善，沒有真正解釋出動物在整個演示過程中的漸變性，快速演變過程中的綜合更沒有看到過程的階段性。所以，還需要后人進一步做貢獻——中間的核心問題是“寒武”的幾次大爆發，跟整個動物界的形成有什么具體的對應關系。

這樣我們就要回頭看看整個動物界的基本結構。按照分子生物學、化石生物學及古生物學的各種認知，大家認為動物界由低等到高等有30多個門類可以劃為三個亞界。三個亞界怎么形成？需要我們關注化石窗口，應該是在早寒武世和中寒武世末期發現的，在全球40個大化石庫中做了探索工作，其中最著名的是澄江動物群。如果將這四個動物群勾勒在地質圖上面，就會發現它們是先后展示的。現在的古生物學家需要回答的，就是在先后出現的四個動物群中，它們包含了動物界什么樣的信息，有哪些成份。

在前寒武世的末期，動物亞界四五個門類開始出現了，后來還產生了文德（諧音）動物群。在寒武世的初期，科學家證明大多數的遠古動物在這個時候已經出現了。那么，最后一個后口動物亞界包括的幾個門類什么時候出現的？大家把目光放在了云南澄江動物群上。

1995年之后，西北大學早期生命科學研究所非常幸運，有一系列的發現主要集中在后口動物亞界上，有一系列的文章被接受，發現后口動物亞界的“5+1”類群。這樣，動物樹框架在澄江動物群就出現了。

于是，我們就提出了繼達爾文、Gould之后的寒武大爆發的新假說，認為在這三個動物群中已經逐步完成了整個動物亞界三個亞界的構成，三個寒武大爆發形成了動物的三個亞界。

澄江動物群的重要發現

一是在澄江動物群發現了文德生物。大家沒想到還可以跨過寒武世界限遺傳到澄江動物群，這是一個非常重要的成果。以前很多人認為寒武世之前和寒武世初期之間是沒有關系的，但這個演化證明它們之間是有聯系的，這是基礎動物亞界。

發現了奇蝦出現于早寒武世的早期，這個動物物種由基底到底層都出現了，說明完整的生物系統在寒武世早期就已經出現了。

當然，在澄江動物群最重要的貢獻，我前面也說到了，是長期沒有見過的動物亞界中的所有門類都快速地逐漸出現了。例如低等脊索動物，跟現在的文昌魚非常相似，沒有頭，但已經有不對稱的脊節和脊索。這類動物被科學家認為跟脊椎動物非常接近，在寒武世也有它的蹤影，叫長江海俏。

我認為古蟲動物門開展了新陳代謝的革命，水從前面大口進入的時候，把食物和氧氣都帶入進去了，然后篩選之后排泄出來，加速了新陳代謝革命。當然，這是國際上最有名的脊椎動物的出現，最早產生了頭，產生了腦，產生了脊椎骨，這就是人類之所以能夠站起來，人類之所以聰明，始點可能就在這幾條魚上。所以，古生物化石和現在是相對應的。

澄江動物群時代的人類遠祖

達爾文最關注的除了五種起源的基本思想以外，他還關注人類是如何起源的，如何由來的。所以，達爾文很期盼古生物學家能夠找到人類祖先。

5.2-5.3億年前，最早出現頭腦脊椎的昆明魚目化石。

這個化石很特別，可以看到最原始的脊椎骨，最早的頭類非常小，但頭的基本構造都有了，腦的外延、眼睛非常大了。有人說寒武世大爆發非常重要的因素是眼睛的出現，在這里也是一個證明。

我們看到世界低等和高等的脊椎動物，以及在歷史中發掘出來各種各樣的脊椎動物，我們在第一魚上面找到了這樣一個根。在這個根之前，還有沒有更原始的東西？找到這個根，前面還有沒有種子？也是值得探索的問題。

在譜系圖上可以看到，有更早出現的過程，有脊索出現的過程，還有產生腮裂的過程。我認為更重大的創新型貢獻是出現腮裂的古蟲動物門。以西大動物為代表，食物和氧氣進入之后，通過腮裂排泄。腮裂從胚類動物可以找到很好的證據，我們在母親肚子里面前四個星期會有很清晰的腮裂構造，后面就沒有了，原來腮裂中的肌肉、骨骼、神經、血管就改造成現在其他相應的血管、肌肉、神經。

那么，我們要記住古蟲動物門創造了腮裂，引發了新陳代謝的革命，是非常值得紀念的事情。再就是昆明魚目代表，它當時很弱小，不到一寸長，但它的后代將稱雄世界。

（作者系中國科學院院士、西北大學早期生命科學研究所所長，本文根據作者在中國國際礦物寶石博覽會化石高峰論壇上的演講錄音整理，有刪節。）