◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.3322.org)(xys.freedns.us)◇◇ 小春虫激起大波澜：生物进化史面临改写 奇云 2004/06/20文汇报 　　新近在中国发现的化石也许是目前为止最古老的多细胞动物的证据，这些多 细胞动物已经很复杂，它们拥有的是两侧对称的躯体而不是圆形（辐射对称）躯 体。这些微小的动物化石是在比多细胞生命快速分化的寒武纪早大约4000万年的 岩石层中发现的，它们也许是以前在同一地岩层中发现的胚胎的祖先。 　　在贵州省瓮安县陡山沱组页岩层中，陈均远及其同事找到了10个化石标本， 并将它们命名为“小春虫”，因为它们显然是在地球经历了一个被称为 “雪球 世界”的较长冰期后出现的。这些动物的形状像是压偏了的龟壳，尽管这些化石 不足0.2毫米，科学家还是辨别出了它们内部的几个器官。这些发现表明在寒武 纪以前，动物分化成多样的身体形状和大小所需的基因工具也许已经进化出来了。 　　古老“小春虫”浮出水面 　　在多雾的黔中高原，有一处史前动物生长繁衍的“伊甸园”，这就是贵州省 的瓮安。在瓮安连绵的山峦下，蕴涵着丰富的动物化石资源，早已闻名世界的 “瓮安动物化石群”就在这里。最近，“瓮安动物化石群”研究再传捷报：科学 家在该地区发现贵州“小春虫”化石。据参与研究的中科院南京地质古生物所陈 均远研究员介绍，这是迄今为止人类所发现的最早的两侧对称动物化石，距今已 有5.8亿年；这一重大发现将两侧对称动物生长的年代前推到了寒武纪之前4000 万年，它是通向人类生命的最初起点。 　　早在去年11月份，他们就已经发现第一块化石，当时把论文寄达美国《科学》 杂志时，其主编拿捏不准，认为一块化石并不能说明问题，最好能再提供强有力 的证据。结果，此后的半年时间内，陈均远和其他专家又陆续发现了其他9块两 侧对称动物化石。这一重大发现即将在美国《科学》杂志作为研究论文发表。在 杂志印刷出来之前，《科学》杂志首先于本月3日通过网络作为“科学特快报 告”，向全球抢先正式公布了这一发现。 　　发现“小春虫”化石的消息震撼了全世界！美国南加州大学古生物学家包吉 尔说，这个研究结果会改写动物最初进化时间。由于化石上的动物构造复杂，我 们势必将重新研究进化论的出处。这是一项非常刺激的发现，国际科学界将这一 发现誉为“进化生物学最重要的科学进步之一，将在科学界激起大波澜……” 　　中国在世界古生物学领域脱颖而出，与其精彩化石是分不开的。但是，仅有 精彩化石是远远不够的。这些化石出现的机会绝妙，随着科学研究的需要应运而 生。本项研究得到了中国国家自然科学基金委员会、美国国家航空航天局研究计 划以及中国国家科技部“973”项目的联合资助。中国的古生物学研究已经取得 了巨大的进步。毫无疑问，将会进一步激励更多的探索和更深入的研究。 　　发现“小春虫”艰辛之旅 　　一个多世纪以来，科学家们一直在通过寻找古老的化石来探索地球生命起源 和演化的历史。大量的多细胞动物化石在距今5.4亿年前的寒武纪岩层中的出现 表明，地球上的生命在5.3亿年前发生过一次大规模的演化事件，古生物学家称 之为“寒武纪大爆发”。1909年，加拿大洛基山脉的布尔吉斯页岩中发现了保存 有5.15亿年前的软体组织的动物化石，证明现生动物界所有的门类在寒武纪时已 经出现。 　　20世纪60年代，澳大利亚阿德雷德大学格拉斯纳教授和同事陆续发表了发现 于澳大利亚依迪埃克拉山前寒武纪末的印痕化石，并认为这些化石是多细胞动物 留下来的。但古生物学界有人对此结论持有异议，认为这些化石与人类所熟悉的 动物毫不相关。1984年，我国云南省澄江县境内的帽天山发现保存有 5.3亿年前 动物软组织的化石，将寒武纪大爆发的时间前推了1000多万年。1998年，陈均远 等人在比依迪埃克拉化石群更为古老的含磷地层中发现了远古动物的卵、胚胎、 幼虫和成体动物化石，并将这个位于中国贵州省瓮安县境内的5.8亿年前的动物 化石群称之为“瓮安动物化石群”。 　　瓮安县北斗山区地处贵州腹地，由于在前寒武纪陡山沱沉积着以磷酸盐为特 征的沉积物，被地质学家称为“陡山沱组”。1989年以来，我国藻类化石专家张 昀、袁训来等在这里发现许多藻类化石，他们的研究论文引起陈均远的极大关注。 1997年8月31日，陈均远和台湾新竹清华大学的细胞生物学家李家维教授等来到 瓮安北斗一个磷矿作业现场。借助完好的露头，他们在5.8亿年前的地层中发现 了远古动物的卵、胚胎、幼虫和成体动物化石。 　　在此之后，陈均远等对瓮安动物化石群开展了一系列采集，并取得重要进展。 1998年2月，陈均远和李家维等与肖书海和张昀等两个小组分别在美国《科学》 杂志和英国《自然》杂志公布了在贵州瓮安发现5.8亿年前多细胞动物和胚胎化 石。美国《华盛顿邮报》发表专评，称这一发现“意外地打开了通向地球生命一 个神奇而关键历史时期的窗口……，新的发现打开了寻找古老动物化石纪录的新 途径，好像蒙在眼前的重雾突然消散了……” 　　此后，我国科学家对瓮安动物化石群开展了一系列研究并获得了许多重要发 现，包括腔肠动物成体化石和胚胎化石以及一块可能是两侧对称动物胚胎化石等， 以上的发现分别于2000年两次在《美国科学院院报》和2002年《发育生物学》杂 志上公布。 　　对于这一块可能是两侧对称动物胚胎的化石，研究者给予极大关注。该化石 2003年11月起经多国专家长时间论证，才被确定为全球发现的第一块两侧对称动 物胚胎的化石。 　　动物的细胞生长繁殖趋势总是左右对称的，细胞系统总是左右两侧细胞生长 繁殖互相竞争，右侧增长引起跟左侧不对称不平衡，促使左侧细胞生长繁殖，其 生长繁殖惯性使其超过右侧，又促使右侧细胞生长繁殖以趋于交换平衡，生长繁 殖惯性又使其超过左侧，刺激左侧生长繁殖，就这样在对称－不对称－对称中， 两侧竞相生长繁殖，直至生长成形。而多数世人所知的两侧动物可靠化石记录最 早的是在寒武纪地层中发现的。如果当时发现的瓮安动物化石群中真的有两侧对 称动物化石，将把两侧对称动物的历史前推到寒武纪之前4000万年——也就是距 今5.8亿年前。 　　然而，一块化石并不能证明问题。从1998年之后，陈均远等专家开始了对同 类化石的寻找，经过6年夜以继日的努力，陈均远和他的研究小组从贵州瓮安前 寒武纪陡山沱组瓮安含磷段采集的5万多块化石中，总共“淘”到10块保存精致 的两侧对称动物化石。 　　这是一种非常小、类似扁平头盔的动物，甚至肉眼很难发现，只能通过显微 镜观察。这种动物化石只有0.2毫米，还不及两根头发丝的宽度。尽管这一古老 动物个体很小，科学家还是辨别出了它们内部的几个器官：一对体腔、成对排列 的感觉窝等。这些动物的形状像是压偏了的龟壳，由外胚层、内胚层和完全中胚 层所组成，是迄今为止已知最古老的真体腔两侧对称动物的化石代表。它的消化 道前端具有向腹部开口的口部和紧接其后的咽道，咽道由多层构造的咽壁所包绕。 这一动物构造的复杂性表明它已经处于成年期的发育阶段。这一化石的发现，首 次将两侧对称动物可靠化石记录的历史前推到了寒武纪之前4000万年。 　　由于当前所发现的这类两侧对称动物的化石很小，它所生存的时间又非常特 殊，相当于地球上严冬刚刚过去、早春悄然而至的瞬间，于是陈均远就将它命名 为“小春虫”（意思是小型的春天动物，拉丁文学名：Vernanimalcula），并冠 以化石产地——贵州。 　　走进古生物学研究殿堂 　　真体腔动物的起源至今仍是科学之谜。“贵州小春虫”这一古老真体腔动物 化石的发现，将为探索真体腔动物的起源提供重要的线索，它表明真体腔很可能 是两侧对称动物的一个古老特征。 　　这么小的动物就已经开始出现三胚层的构造，这一现象暗示了形成三胚层两 侧对称动物所必须的发育程序发生的时间可能要早于形成大型个体生长程序发生 的时间。小春虫复杂的身体构造同时也说明两侧对称动物发育阶段的基因工具包 以及模式形成机制早在寒武纪之前4000万年已经形成。 　　动物的进化大概经历了三个主要阶段：从躯体的不对称到辐射对称，再到两 侧对称，只有跃进两侧对称阶段，才可能形成复杂的神经系统和器官结构，使动 物的运动机能大大提高，因此两侧对称是从低级动物通向包括人类在内的高级动 物的至关重要的一环，“小春虫”正好验证了这一历史性转折。 　　此次新发现在科学界激起了巨大波澜。有专家认为，该化石发现的最大意义 在于挑战了“寒武纪大爆发”理论。5.4亿年前，生物界发生了一场划时代的变 化。目前，科学界认同的理论是，那个时代发生了“寒武大爆发”，此后，地球 上突然出现了此前从未出现过的多细胞动物，而且数量巨大。不过，近些年来， 越来越多的古生物学家对这一“突变”理论产生了怀疑，因为一些科研人员借助 发现的实物得出结论，寒武纪之前，地球上就已存在多细胞动物。但动摇“寒武 纪大爆发”理论还缺乏统一的、具有说服力的论据。科学家必须证明，发现了有 两侧对称身体结构的多细胞动物，而且它们的内脏系统也已发展得相对完备。现 在，正是在这一点上，中国和美国科学家实现了突破。此次“贵州小春虫”的出 现时间却在寒武纪之前4000万年前。这到底是一个偶然个例，还是又一新理论的 诞生？这对大爆发理论是一个有力的挑战。 　　值得一提的是，这一震惊古生物学界的新发现，却没有得到该领域所有行家 的认可。瑞典自然历史博物馆的本格森撰文说，发现的生物组织结构未必来源于 动物。它们也可能是矿物表层同简单有机物死去后巧合结合在一起留下的痕迹。 含有这种痕迹的化石在中国西南地区并不罕见。 (XYS20040621) ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.3322.org)(xys.freedns.us)◇◇