中国科学家发现寒武纪“化石宝库”清江生物群纪实揭秘寒武纪的新宝藏出土了

西北大学地质学系的师生在进行“清江生物群”化石挖掘。新物种化石分枝藻类化石叶足动物化石林乔利虫化石新物种化石遥远的5亿多年前，地球上存在过哪些生物？曾令达尔文感到困惑的“寒武纪生命大爆发”到底蕴藏着哪些奥秘？生活在当下的我们该如何看待那个非常遥远的地质时代？

近日，中国科学家在全球知名的美国《科学》杂志上发表的论文《华南早寒武世布尔吉斯页岩型化石库——清江生物群》，再次引发了圈内圈外对研究地球早期生命演化和动物门类起源话题的广泛关注。

中国西北大学早期生命与环境创新研究团队张兴亮、傅东静等首次公布了他们在湖北宜昌长阳地区发现的距今5.18亿年的寒武纪特异埋藏软躯体化石库——“清江生物群”。

《科学》杂志在给媒体的简介中说“揭示寒武纪之秘的新宝藏出土了。”

英国《自然》杂志在报道中称：“清江生物群打开了观察壮观寒武纪的又一个窗口，各种新的生物类群前所未见。”

据新华社电

图/新华社发

5.18亿年与12年：

寒武纪“化石宝库”渐露真容

2007年的暑假，西北大学地质学系教授张兴亮带着傅东静等几名研究生在湖北宜昌长阳地区进行野外踏勘。

一天傍晚，当他们沿着河边行走时，一块石头引起了张兴亮的注意。于是他们便拿出地质锤开始敲了起来，没想到竟然在石头中发现了拇指长的半只虫化石。这个“虾”状节肢动物正是布尔吉斯页岩型化石库很有代表性的林乔利虫。紧接着，他们又在这个位置找到了寒武纪早期的无脊椎动物纳罗虫化石。在与蕴藏着5亿多年前生命信息的林乔利虫化石“邂逅”之后，他们在这片区域的研究延续了12年。

采集化石的过程异常艰辛。工人要用撬杠撬出来1立方米大小的石块，科研人员用地质锤顺着页岩的层面劈，直到找到化石，然后是整理、编号、打包……再把挖掘的化石背出山，带回实验室。

在实验室里，每一块标本都要在显微镜下进行前期修复，使用扫描电镜揭示化石的超微结构以及元素组成，再对化石进行高精度三维立体扫描……就这样，他们在湖北大山的“石海”中搜寻，找出了两万多枚化石标本。

90％对1％：对“寒武纪生命大爆发”的探索

“寒武纪生命大爆发”被称为古生物学和地质学上的一大“悬案”。

在距今5.4亿年的早寒武世，地球生命演化史上出现了一次规模最大、影响最深远的生物创新事件。在不到地球生命发展史1％的时间里迅速创生出了90％以上的动物门类。寒武纪地层突然出现了门类众多的无脊椎动物和最古老的脊椎动物——“天下第一鱼”昆明鱼目化石。但是，在更为古老的地层中，却没有找到其明显的祖先化石，这一现象被称作“寒武纪生命大爆发”。

该如何解释在如此短的时间内突然涌现出如此之多的动物门类？一直困扰着学术界。

“要破解寒武纪大爆发的奥秘，需要找到可靠的化石实证。而布尔吉斯页岩型化石库则是探索寒武纪大爆发的最佳窗口。”专家说。“清江生物群正是顶级的布尔吉斯页岩型化石库。”

据介绍，对清江生物群已经采集到的大量珍贵化石标本中的4351件进行初步研究后，已分类鉴定出109个属，其中53％为此前从未有过记录的全新属种。

已知和未知：寒武纪“假说”和奥秘

近年来，西北大学早期生命与环境创新研究团队对澄江生物群及寒武纪大爆发的探索，取得了系统的创新成果。

团队在达尔文提出的地球生命呈“树形演化”猜想基础上，通过数十年的研究与实证，提出了“三幕式寒武纪大爆发假说”，勾勒出了寒武纪生命大爆发分三阶段依次创生了基础动物、原口动物、后口动物三大枝系的“动物大树”的基本轮廓，进而首次构建了完整的早期动物谱系树框架图。

“随着日后研究工作的展开和深入，清江生物群将为"早期动物谱系树"到底在哪里分叉，在哪里开枝散叶，找到更多生物进化的直接证据。”舒德干院士说。

“生物地层学研究显示，清江生物群和澄江生物群是同时代的、位于不同古地理位置的生物群。两者的科学研究价值具有很强的互补性。”论文通讯作者张兴亮教授说。

更令中国科学家感到“幸运”的是：目前全球两个保真度最高的布尔吉斯页岩型化石库——布尔吉斯和澄江，在埋藏之后分别经历了高温变质、风化作用等严重的地质改造，其样本已无法用于深入开展埋藏学研究。而在清江生物群发现的软躯体化石，奇迹般地以原生碳质薄膜形式保存了原始的有机质。

可以期待，随着交叉学科研究的推进，中国的清江生物群会带给我们更多：生发更多的问题，破解更多的奥秘……

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