在《物種起源》以后……

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。根據(jù)1871年查爾斯·達爾文的推測，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)歷了寒武紀生命大爆發(fā)、無脊椎生物主導時期等，從而進入了爬行動物時代及之后的哺乳動物時代，進而進入人類時代。

在《物種起源》中，達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。”同時，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。”雖然達爾文沒有給出一個滿意的答案，但我國科學家歷經(jīng)12個春秋，在古生物學研究領域取得一項重大突破——發(fā)現(xiàn)“寒武紀化石寶庫”。

前不久，西北大學早期生命與環(huán)境創(chuàng)新研究團隊張興亮、傅東靜等人，在《科學》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5.18億年的寒武紀特異埋藏軟軀體化石庫——清江生物群。國際著名古生物學家埃里森驚嘆道：“清江生物群是令人震驚的科學發(fā)現(xiàn)，其化石豐富度、多樣性和保真度屬世界一流，科學價值巨大。后續(xù)研究將有望填補我們對寒武紀大爆發(fā)的認知空白，并解決動物門類起源演化方面的一系列科學問題。”

大約5.42億年前至5.3億年前這段時間，被科學界認為是寒武紀的開始。在這1000多萬年時間內(nèi)，寒武紀地層突然出現(xiàn)了門類眾多的無脊椎動物化石，這一現(xiàn)象被稱作寒武紀生命大爆發(fā)，簡稱寒武紀大爆發(fā)。“要破解寒武紀大爆發(fā)的奧秘，除了科學猜想，更需要發(fā)現(xiàn)恰當?shù)目茖W觀察窗口——化石庫，以找到可靠的化石實證。”張興亮教授介紹說。

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)，但是寒武紀大爆發(fā)仍存在很大的認知空白，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，寒武紀地質(zhì)層分布廣泛。2007年暑假，張興亮帶領傅東靜、劉偉、代韜等研究生到長陽地區(qū)進行考察。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，西北大學早期生命與環(huán)境創(chuàng)新研究團隊長期堅持野外發(fā)掘和室內(nèi)研究，一個巨大的寒武紀化石寶庫逐漸顯露真容。“有人說我們運氣好，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。”傅東靜說。

研究團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隊希望清江與澄江生物群日后能夠成為享譽世界的“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。回到實驗室，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。”

研究結果越來越令人興奮，已研究的4351件化石標本中，已初步研究發(fā)現(xiàn)109個屬，其中53%的標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隊工作室墻上，掛著科研團隊用顯微鏡放大后的照片，那是科學家心中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。”他進一步解釋，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化作用改造。

在達爾文提出的地球生命呈“樹形演化”猜想的基礎上，通過數(shù)十年的研究與實證，勾勒出了寒武紀生命大爆發(fā)時基礎動物、原口動物、后口動物三大枝系演化“大樹”的基本輪廓，進而在全球首次構建了完整的“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，刺胞動物身體構型分異度高，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。《物種起源》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。