張興亮教授（右）與傅東靜副教授（左）修復(fù)古生物化石
發(fā)現(xiàn)此前從未有過(guò)記錄的全新屬種
清江生物群模擬復(fù)原圖3月22日，西北大學(xué)舉行重大科研成果發(fā)布會(huì)。西北大學(xué)早期生命與環(huán)境創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)張興亮、傅東靜等人，在中國(guó)宜昌長(zhǎng)陽(yáng)地區(qū)清江與丹江河的交匯處發(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(kù)，并命名為“清江生物群”。
這是進(jìn)化古生物學(xué)界又一突破性發(fā)現(xiàn)。
“清江生物群”是令人震驚的科學(xué)發(fā)現(xiàn)
北京時(shí)間3月22日凌晨，《科學(xué)》（Science）雜志發(fā)表了西北大學(xué)早期生命與環(huán)境創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)張興亮、傅東靜等人的最新研究成果《華南早寒武世布爾吉斯頁(yè)巖型化石庫(kù)——清江生物群》，首次在國(guó)際上公布了該團(tuán)隊(duì)在中國(guó)宜昌長(zhǎng)陽(yáng)地區(qū)清江與丹江河的交匯處，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(kù)，并命名為“清江生物群”。
《科學(xué)》雜志同期刊發(fā)了題為“寒武紀(jì)化石寶庫(kù)”的專家評(píng)論。國(guó)際著名古生物學(xué)家Allison C。 Daley評(píng)價(jià)：“清江生物群是令人震驚的科學(xué)發(fā)現(xiàn)！其化石豐富度、多樣性和保真度世界一流，科學(xué)價(jià)值巨大。后續(xù)研究將有望填補(bǔ)我們對(duì)于寒武紀(jì)大爆發(fā)的認(rèn)知空白，并解決動(dòng)物門類起源演化方面的一系列科學(xué)問(wèn)題。”
出生于1982年的傅東靜副教授是該論文的第一作者，張興亮教授為通訊作者，西北大學(xué)是論文第一完成單位。
創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)歷時(shí)12年“尋寶”
“清江生物群”是如何被發(fā)現(xiàn)的，這得從2007年的那個(gè)夏天說(shuō)起。2007年暑假，湖北的天氣異常炎熱。25歲的博士新生傅東靜跟隨著張興亮教授帶領(lǐng)的野外踏勘隊(duì)在宜昌長(zhǎng)陽(yáng)地區(qū)考察?！澳翘煲呀恚瑴?zhǔn)備收工，我們沿著河邊走，張興亮老師低頭一看，說(shuō)‘這石頭多好啊，敲一敲再回吧！’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(zhǎng)的半只蟲(chóng)化石——林喬利蟲(chóng)?！?/p>
“林喬利蟲(chóng)是布爾吉斯頁(yè)巖化石庫(kù)很有代表性的一種‘蝦’狀節(jié)肢動(dòng)物。緊接著，同學(xué)們還在這個(gè)位置找到了納羅蟲(chóng)?！备禆|靜回憶說(shuō)，工人用撬杠撬出來(lái)1立方米大小的石頭，她們就用地質(zhì)錘順著頁(yè)巖的層面劈，一邊劈一邊看，找到蟲(chóng)子就整理、編號(hào)、打包，背出山、帶回實(shí)驗(yàn)室，然后把每一塊清理、討論、鑒定、分類、記錄。
張興亮、傅東靜和團(tuán)隊(duì)里一屆又一屆的碩博士生用12年的時(shí)間在5億年前的“大海”里，找出了2萬(wàn)多只“蟲(chóng)子”。
關(guān)于對(duì)“清江生物群”的命名，傅東靜說(shuō)，一方面是因?yàn)榛癫氐厥窃谇褰c丹江河的交匯處，更重要的一個(gè)原因是希望清江與澄江生物群日后能夠成為享譽(yù)世界的“中國(guó)兩江生物群”。
進(jìn)化古生物學(xué)的突破性發(fā)現(xiàn)
寒武紀(jì)大爆發(fā)與生命起源、智能起源等共同被列為“六大自然科學(xué)難題”。而要破解寒武紀(jì)大爆發(fā)的奧秘，除了基于理論的科學(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(kù)，以找到可靠的化石實(shí)證。對(duì)古生物學(xué)者而言，最完美的、可解密寒武紀(jì)大爆發(fā)與動(dòng)物門類起源的研究對(duì)象，莫過(guò)于布爾吉斯頁(yè)巖型化石庫(kù)。
自2007年在中國(guó)宜昌長(zhǎng)陽(yáng)地區(qū)清江與丹江河的交匯處發(fā)現(xiàn)第一塊軟軀體化石以來(lái)，西北大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期堅(jiān)持野外發(fā)掘和室內(nèi)研究，揭示出清江生物群的突出特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。
清江生物群的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)在新屬種比例最高、后生動(dòng)物相對(duì)多樣性最大、軟軀體生物類群最多、化石形態(tài)保真度最優(yōu)、原生有機(jī)質(zhì)的埋藏保存最好等五個(gè)方面，具有難以估量的研究潛力。
傅東靜介紹，首先，新屬種的比例最高，占53%，遠(yuǎn)超過(guò)了近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的所有其它布爾吉斯頁(yè)巖生物群；其次，后生動(dòng)物相對(duì)多樣性最大，目前已研究的4351件化石標(biāo)本中，已分類鑒定出109個(gè)屬，稀疏度分析曲線顯示，清江生物群的物種多樣性將有潛力超越所有其它寒武紀(jì)軟軀體化石庫(kù)；第三，軟軀體生物類群最多，已發(fā)現(xiàn)的109個(gè)后生動(dòng)物屬中，85%不具有礦化骨骼，且絕大多數(shù)為水母、?？葲](méi)有骨骼的動(dòng)物；第四，化石形態(tài)保真度最優(yōu)，各類群動(dòng)物保存栩栩如生，軟體組織和器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)清晰可見(jiàn)；第五，原生有機(jī)質(zhì)的埋藏保存最好，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，是開(kāi)展埋藏學(xué)和地球化學(xué)研究、進(jìn)而開(kāi)展深入古環(huán)境研究的理想素材。
擁有無(wú)限可能的“化石寶庫(kù)”
如今地球上的動(dòng)物界共有38個(gè)門，在寒武紀(jì)生命大爆發(fā)時(shí)期的化石中，已發(fā)現(xiàn)20個(gè)現(xiàn)生的動(dòng)物門類和6個(gè)已滅絕的動(dòng)物門類，但仍有18個(gè)現(xiàn)生動(dòng)物門類尚未在寒武紀(jì)找到化石代表。在過(guò)去的35年間，古生物學(xué)家曾在澄江生物群的研究中找到了許多動(dòng)物門類的最早化石記錄。
清江生物群距離澄江生物群化石產(chǎn)地1050公里，張興亮介紹，生物地層學(xué)研究顯示，清江生物群和澄江生物群是同時(shí)代的、位于不同古地理位置的生物群。二者都距今約5.18億年，處在寒武紀(jì)生命大爆發(fā)時(shí)期動(dòng)物門類爆發(fā)式出現(xiàn)的極盛時(shí)期。兩者的科學(xué)研究?jī)r(jià)值具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。與澄江生物群相比，清江生物群生活于遠(yuǎn)離海岸的較深水環(huán)境，代表了不同生態(tài)環(huán)境下的全新生物群落，這一點(diǎn)從其超過(guò)半數(shù)以上的新屬種可以證實(shí)。因此，清江生物群后續(xù)的大規(guī)模發(fā)掘，將為發(fā)現(xiàn)和探索新的軀體構(gòu)型和新的動(dòng)物門類提供第一手材料。
在新的化石產(chǎn)地，除了能夠找到更多新的動(dòng)物門類，不斷豐富物種多樣性外，全新的生物組合面貌的揭示，尤其是具有創(chuàng)新身體結(jié)構(gòu)的重要生物類群的發(fā)現(xiàn)，將為研究早期生命演化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和過(guò)程提供新的證據(jù)。
“通過(guò)我們已開(kāi)展的研究發(fā)現(xiàn)，清江生物群中雙胚層輻射對(duì)稱的動(dòng)物占主導(dǎo)，刺胞動(dòng)物身體構(gòu)型分異度高，蛻皮動(dòng)物類群中極其罕見(jiàn)的動(dòng)吻動(dòng)物繁盛。此外，我們還發(fā)現(xiàn)了許多形態(tài)奇異的嶄新物種。隨著研究的展開(kāi)，清江生物群將為‘早期動(dòng)物譜系樹(shù)’到底在哪里分叉，在哪里開(kāi)枝散葉，找到更多生物進(jìn)化的直接證據(jù)?！备禆|靜說(shuō)。
文/圖 本報(bào)記者 王嘉 通訊員 李琛
