原標(biāo)題：進(jìn)化古生物學(xué)重大突破——西北大學(xué)80后女科學(xué)家Science發(fā)文：發(fā)現(xiàn)寒武紀(jì)“化石寶庫”

【環(huán)球網(wǎng)綜合報道】北京時間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巖型化石庫——清江生物群》，首次在國際上公布了該團(tuán)隊在中國宜昌長陽地區(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，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)。

清江生物群模擬圖

《科學(xué)》雜志同期刊發(fā)了題為“寒武紀(jì)化石寶庫”的專家評論。國際著名古生物學(xué)家Allison C. Daley評價：“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)價值巨大。后續(xù)研究將有望填補(bǔ)我們對于寒武紀(jì)大爆發(fā)的認(rèn)知空白并解決動物門類起源演化方面一系列科學(xué)問題�！�

傅東靜老師(馬騫攝影)

張興亮和外國專家

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。這是由中科院院士舒德干領(lǐng)銜的西北大學(xué)早期生命與環(huán)境創(chuàng)新研究團(tuán)隊自1996年以來在《自然》(Nature)、《科學(xué)》(Science)上發(fā)表的第14篇研究論文。

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，以找到可靠的化石實(shí)證。

寒武紀(jì)全球軟軀體化石產(chǎn)地分布圖

對古生物學(xué)者而言，最完美的、可解密寒武紀(jì)大爆發(fā)與動物門類起源的研究對象，莫過于布爾吉斯頁巖型化石庫。相較于常見的類似保存著脊椎動物骨骼的硬體化石庫，布爾吉斯頁巖型化石庫不僅可以保存動物骨骼以外的組織、器官等軟體形態(tài)，更可以保存諸如水母、�？�等軟軀體生物。該類型的化石庫能夠最大程度地還原寒武紀(jì)生物群原本的、完整的組合面貌，為探尋寒武紀(jì)大爆發(fā)的演化模式和強(qiáng)度以及構(gòu)建動物生命樹的基本結(jié)構(gòu)提供絕佳的化石記錄。

布爾吉斯頁巖型化石庫最早在1909年發(fā)現(xiàn)于加拿大落基山脈寒武紀(jì)中期的布爾吉斯頁巖中，并因此命名。該化石庫長期在古生物學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)研究中“獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷”。百余年來，此類化石庫在全球各地已發(fā)現(xiàn)50余個，但按照化石保存質(zhì)量的優(yōu)劣及化石物種多樣性的高低等標(biāo)準(zhǔn)來看，僅有加拿大布爾吉斯頁巖生物群(此處生物群可等同理解為化石庫)和1984年發(fā)現(xiàn)于我國云南省的澄江生物群成為了“理想的頂級研究目的地”。云南澄江生物群發(fā)現(xiàn)35年來，已在數(shù)十萬件化石標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)了超過280個物種，研究成果28次登上Nature/Science/PNAS三大科學(xué)期刊，成為我國唯一化石地世界自然遺產(chǎn)。

此次發(fā)現(xiàn)的清江生物群，在4351件化石標(biāo)本中，已分類鑒定出109個屬，其中53%為此前從未有過記錄的全新屬種。生物統(tǒng)計學(xué)“稀疏度曲線”分析顯示，清江生物群的物種多樣性將有望超過包含布爾吉斯和澄江在內(nèi)的全球已知所有寒武紀(jì)軟軀體化石庫。

傅東靜介紹，“清江生物群的特色和優(yōu)勢，體現(xiàn)在新屬種比例最高、后生動物相對多樣性最大、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方面，具有難以估量的研究潛力�！�

顯然，位于中國宜昌的清江生物群，在《科學(xué)》刊發(fā)文章的這一天，就向全球昭示，這里將成為開展寒武紀(jì)生命大爆發(fā)研究最理想的頂級“化石寶庫”。

擁有無限可能的“化石寶庫”

如今地球上的動物界共有38個門，在寒武紀(jì)生命大爆發(fā)時期的化石中，已發(fā)現(xiàn)20個現(xiàn)生的動物門類和6個已滅絕的動物門類，但仍有18個現(xiàn)生動物門類尚未在寒武紀(jì)找到化石代表。在過去的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物門類的最早化石記錄。

新物種

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)時期動物門類爆發(fā)式出現(xiàn)的極盛時期。兩者的科學(xué)研究價值具有很強(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)和過程提供新的證據(jù)。

以中科院院士舒德干領(lǐng)軍的西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系早期生命與環(huán)境創(chuàng)新研究團(tuán)隊在達(dá)爾文提出的地球生命呈“樹形演化”猜想基礎(chǔ)上，通過數(shù)十年的研究與實(shí)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。

“通過我們已開展的研究發(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，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，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)�！备禆|靜說。

不僅在古生物學(xué)研究領(lǐng)域具有突出的價值，清江生物群的發(fā)現(xiàn)，對于進(jìn)化生物學(xué)、系統(tǒng)發(fā)生學(xué)以及埋藏學(xué)、地球化學(xué)等交叉學(xué)科前沿研究方向，也具有非常特殊的價值。

動物的系統(tǒng)發(fā)育、營養(yǎng)動力以及關(guān)鍵進(jìn)化特征的出現(xiàn)等問題研究，依賴于發(fā)現(xiàn)更多的軟體結(jié)構(gòu)和更優(yōu)質(zhì)的形態(tài)保存，如內(nèi)臟、鰓條、脊索、神經(jīng)組織、心血管系統(tǒng)等等，然而眾所周知，這些都屬于埋藏上高度不穩(wěn)定的組織器官。到底是怎樣特殊的埋藏機(jī)制，才使得布爾吉斯頁巖型化石庫能夠保存軟體結(jié)構(gòu)？這一疑問至今在學(xué)術(shù)界爭論不休。