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請留好通向 6億年前的這扇門

【摘要】袁訓來評價,近20年來,中國化石寶庫的發現使國外專家視角聚焦中華大地,甕安生物群就是研究早期生命進化的寶庫之一。「目前的科學研究是達爾文進化論的補充,達爾文進化論『水有源』的邏輯,這在甕安生物群得到了證實,動物不僅在寒武紀有,寒武紀之前也有。


「地球早期生命的搖籃」


「全球最古老的動物化石記錄」

「全世界獨一無二的地質遺產」


……


雖然頭頂這麼多光環,依然沒抵擋住機器的轟鳴。


貴州甕安縣北斗山磷礦,這個古生物學家、地質學家眼中的科研聖地,眼下正遭到嚴重破壞,科技日報一版連日來對甕安縣磷礦挖掘危及化石保護和科學研究的現象進行了報道,引發更多公眾和媒體對甕安的關注。

「我第一次去甕安是在1986年,當時還是北京大學地質系的一名本科生。」中科院南京地質古生物研究所袁訓來研究員對甕安生物群的研究傾注了數十年的心血。4月12日,他在接受科技日報記者電話採訪時回憶,自己畢業論文研究的就是這個生物群,甕安生物群也是自己在1993年命名的。


甕安生物群有何特別之處,研究它的意義在哪?科研人員在那發現了什麼?為什麼甕安生物群保護迫在眉睫?有關人士對此進行了解讀。


這裡的化石保存了漂亮的細胞結構


動物起源於何時?


分子鐘是其中一種重要研究途徑,通俗地說,就是根據動物間的親緣關係,推測共同祖先分歧的時間。

最新的分子鐘估算結果表明,動物可能起源於距今7.8億年前。然而,之前埋藏在古老地層中全球化石用實證「說話」,卻講述了一個完全不同的故事:現代所有動物的祖先代表至少在寒武紀早期出現,這個時間比分子鐘推測的動物起源時間晚了2億多年。


這一時間差讓動物起源的具體時間蒙上了一層迷霧。


「這是目前研究地球生命演化早期歷史的唯一窗口,全世界就這一個。」中國科學院南京地質古生物研究所朱茂炎之前在接受科技日報記者採訪時表示。他所說的唯一窗口,其實就是我們研究人類始祖的起源和早期演化的科學證據。


先前,人們把最早出現動物化石的地層所代表的時代命名為寒武紀(4.85—5.41億年前)。然而,1998年甕安縣磷礦採區的埃迪卡拉紀地層中發現了大量動物化石,打破了科學界的共識。這裡保存了迄今全球最古老的動物化石(大約距今6.1億年前),為研究動物起源和早期演化過程,提供了獨一無二的實證記錄。


「非常難得的是化石保存質量異常精美,很多化石都保存了漂亮的細胞結構。一些動物胚胎化石甚至還保存了諸如細胞核、核仁、卵黃顆粒和脂肪粒等亞細胞結構。」袁訓來說,甕安生物群是一個磷酸鹽化的微體化石群,以三維立體的形式將種類繁多的生物埋藏在磷塊岩或者磷質白雲岩中。這些結構精美的化石為探索距今6.1億年前的生命打開了一扇新的大門。也就是說,動物在寒武紀大爆發之前早就出現,應該有動物生活在距今6.1億年前的淺海中。

古生物學家都盯上了這個地方


甕安生物群被人發現後,眾多地球早期生命研究領域的專家和學者,都盯上了這個地方。


1998年,兩篇具有重要影響的論文,分別發表在英國《自然》和美國《科學》雜誌上,宣稱在甕安生物群中發現了動物胚胎化石,轟動了當時的學術界。


「這些動物胚胎化石好比是動物下的『蛋』。」袁訓來說,這些「蛋」保存非常精美,甚至保存了受精卵的細胞分裂過程:一個細胞分裂成兩個,兩個變四個,四個變八個……該生物群亦成為國際學術界研究動物起源和早期發育的熱點。

2005年,在甕安蘭堡礦區一面高約300米的岩壁底部,袁訓來和助手採集了1000多塊化石標本帶回南京。經過切片,然後放在高倍顯微鏡下,其中3塊在生物顯微鏡下呈現出「令人驚奇」的網格狀地衣結構,許多蝌蚪狀真菌絲狀體環繞著球狀藍藻,部分絲狀體還與梨形的真菌孢子相連,整個形態結構與現代地衣非常類似。這一成果在美國《科學》雜誌上發表,使已知最早的地衣化石的地質記錄向前推了近2億年,得到了科學界的廣泛關注。


過去20年,甕安生物群的研究一直是演化生物學和古生物學共同關注的前沿熱點,一系列重大發現也接踵而至。每一次新的發現都為人們了解寒武紀之前的多細胞生物,特別是動物演化歷史提供了更多的化石證據。


「它為動物起源,多細胞藻類起源,提供了獨一無二的資料。」袁訓來告訴記者,這個時代類似甕安生物群這樣的寶庫就這一個,這也是科研團隊長期工作的重點之一。通過對它的研究,人們改變了對地球早期動物、植物(藻類)起源的觀念,找到了最早能從細胞結構探討動物起源和多細胞藻類起源的證據,這些精美的化石很多都寫入了國內外現代生物學、古生物學和演化生物學的教科書。


袁訓來評價,近20年來,中國化石寶庫的發現使國外專家視角聚焦中華大地,甕安生物群就是研究早期生命進化的寶庫之一。


必須弄明白是誰留下了這些「蛋」


近代自然科學體系誕生之前,人們對生命的解釋停留在諸如上帝創世、女媧造人的各種宗教和神話里,神秘而缺乏實證。


自100多年前的達爾文時代開始,生命起源和演化問題開始進入科學範疇,人們對動物是從寒武紀開始在地球上出現的這一說法就達成了共識。


「目前的科學研究是達爾文進化論的補充,達爾文進化論『水有源』的邏輯,這在甕安生物群得到了證實,動物不僅在寒武紀有,寒武紀之前也有。」袁訓來說,研究將動物進化樹底部的空白區域用化石填補起來了。


但他同時提到,目前還有很多待解的科學問題。雖然甕安保存了大量的胚胎化石,也就是動物下的「蛋」,但動物的成體卻一直沒有找到。是什麼動物留下了這些「蛋」?下這些「蛋」的動物長啥樣?這些尚不清楚,也就是說,還沒有找到這些動物胚胎的成蟲化石。袁訓來同時表示,就目前研究情況來看,還有新的化石種類被不斷發現,恢復當時整個生物群的面貌還需繼續努力,距離研究完成還差很遠。正因如此,保護甕安生物群才顯得尤為迫切。


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