澄江化石珍藏生命爆发之谜最有力证据 广州日报大洋网
“在时间的长河,生命只留下些微的信息,我们所面对的是无数的知识空白。在中国的澄江,有一个特异的 化石宝库,其中所珍藏的亘古之秘,使我们终于知道,在地球上共存的生物,原来在五亿三千万年前,曾经来自一个共同的起
点。”中国科学院南京地质古生物研究所陈均远研究员缓缓道来。
迄今为止,人们知道地球已经有46亿岁的“年龄”,最初的10多亿年里,地球上是一个没有生命的世界。38亿 年前,单细胞生命开始在原始海洋中出现,但是整个星球仍然显得寂静,生命的记录在近30亿年的漫长岁月里是贫乏的。一
直到5.4-5.3亿年前的寒武纪,大量多细胞生物突然涌现,生命“爆发式”地在寒武纪的岩层中出现,现有大多数动物
的“祖先”在当时都已经出现,小至几毫米,大至数米,地球上一下子热闹起来。这就是生物学上著名的“寒武纪大爆发”。
人们是通过化石记录确认这场爆发事件的。1909年,科学家在加拿大的伯吉斯发现了5.15亿年前的动物化石 群,经过数十年的研究,发现这一动物群中已经出现多种多样的动物门类,成为大爆发的直接证据。而80年代以来中国科学
家在澄江动物群获得的陆续发现,再次震撼了世界,这些化石群不仅保存完整,种类繁多,而且在时间上要比加拿大伯吉斯动
物群早1500万年。澄江动物群也因此成为大爆发最有力的证据。上万块化石构成独特的寒武纪生命世界本世纪最惊奇的发
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今年已届花甲的陈均远,是浙江温州人,这位原本石油专业毕业的高才生,分配到南京古生物所后,开始找天然气, 又研究鹦鹉螺,还找过铁矿。他谈起话来口若悬河:“最早在帽天山地区进行地质考察的是何春荪先生,他是台湾地质界知名
的元老。为了勘探磷矿,1942年,他来到帽天山,找到了古介形虫,确定这些岩层是在寒武纪早期沉积而成的,并把它们
命名为‘帽天山页岩系’。可惜先生不是古生物学家,和这一化石宝库擦肩而过。”
事实上,此后的40余个春秋里,不少古生物学家都曾经踏足帽天山,可是谁也没有想到一个关于动物起源的秘密就 埋藏在这座山黄橙色的页岩里。
1984年,南京古生物所的张文堂、侯先光等人在澄江发现了娜罗虫--这是伯吉斯动物群中出现的古老节肢动物 化石,澄江逐渐引起世人的注意。1987年,陈均远开始对澄江化石群进行发掘,陆续获得一系列重要的发现。从微网虫到
奇虾,云南虫到海口虫,这4次发现成为澄江动物群的4个里程碑。10多年里,陈均远收获的化石达到上万块,构成了一个
独特的“寒武纪生命世界”。
在标本陈列室,我们见到了5亿多年前的澄江动物化石。黄橙色的页岩片上,一只和现代虾极为相似的动物挥舞着一 对几乎有身体一半长的前臂,两眼、牙齿都清晰可见,这就是寒武纪的“恐龙”--奇虾。和当时大多数只有几毫米或者几厘
米大动物相比,最大可达2米的奇虾无疑是“海中巨无霸”。虽然奇虾灭绝了,但是这只世界上保存最完整的奇虾化石,却破
解了一个多世纪以来关于奇虾真面目的种种猜想。
一层一层的沉积岩,就像大自然留下的一页页史书……在岩石里沉睡了5亿多年的这些生物,还能够保留软的躯体构 造,让人叹为观止之余,也为人类展示了一幅遥远而神秘的远古世界;当时的云南一带,还有原始海洋,潮起潮落,来自陆地
的泥流迅速吞没了浅海中的生物,大多数生物因为缺氧窒息而死,由于泥流中黏土的吸附作用,使动物的软躯体得以完整保存
;微网虫等生前都不易站立的动物在死后竟然还保留站立的姿势;肠道中充满着食物的娜罗虫,显示它在临死前还饱餐了一顿
。这样的泥石流平均一百年发生一次,每次事件都会导致一场区域性的生物“集体死亡事件”。
这些罕见生物的发现,使世界为之震惊。著名古生物学家、德国的塞拉赫教授惊呼“澄江生物群也被列入20世纪最 令人惊奇的发现之一”。1991年后,《科学》、《自然》杂志先后刊登了澄江化石群的一系列成果,纽约时报、时代周刊
等也先后给予大篇幅的评论。
“帽天山只是冰山的一角,其附近还有很多重要化石产地,大坡头、马鞍山、九村、海口、昆阳等地,都有待进一步 的发掘与研究。”转战贵州翁安研究生命爆发之前的生物演化海绵化石再次震撼世界3
由于化石记录的缺乏,人类对寒武纪之前的生物演化几乎一无所知。生命为何会在寒武纪大爆发?寒武纪之前,地球 上发生了什么?
最近两年,陈均远在继续对澄江化石群进行研究的同时,把研究的重点转向贵州翁安--国内科学家曾在那里发现了 寒武纪之前的藻类化石,保存得极为完整,那里是世界上唯一的前寒武纪化石地点。既然藻类化石能够保存得如此完好,那么
动物化石为什么不能呢?
1997年10月,陈均远和台湾清华大学李家维教授一起前往翁安,在现场采集了一些磷酸岩矿。由李家维带一部 分样品回台湾,发现了海绵和骨针,而且具有细胞构造,化石保存了胚胎乃至造血细胞。1998年2月他们在世界权威杂志
--美国《科学》上发表了相关科研论文。
海绵化石的发现,再次震撼了世界。美国科学家古德说:“看来前寒武纪不是没有多细胞动物化石,而是我们找错了 地方”,哈佛大学古生物学家克诺说:“谁能相信世界上最珍贵的东西,现在有些却成了地上的化肥(磷肥)……现已雾散山
露,但那只是冰山的一角……我们唯一要做的是拿着榔头上山……”
《科学》杂志在编辑部评论中认为:来自中国的化石,使我们第一次目睹了生活在距今5.4亿年之前我们所熟悉的 动物,这些化石将有可能向我们展现动物历史黎明期的全景。
1998年初,陈均远的实验室开始具备薄片制备、胚胎酸分离的条件;到年中,他争取到带照相系统的显微镜。虽 然和世界上先进实验室无法相比,但工作条件的一步步改善,还是为陈均远施展身手创造了条件。自1999年9月份以来,
两个博士生轮流工作,一个夜晚,一个白天,日以继夜。
到目前为止,已经采集到4000多个翁安胚胎图像,研究正面临着新的突破。300多条海口虫化石使人类找到了 自己的远祖脊椎动物起源因此改写4
长期以来,生物教科书几乎都把今天仍然可在地球上某些海域看见的文昌鱼作为最原始的脊椎动物,认为文昌鱼是包 括人类在内的脊椎动物的祖先。
继西北大学舒德干教授等人发现最早的脊椎动物海口鱼、云南鱼之后,陈均远等人则发现了最早的脊椎动物的祖先- -海口虫,这无疑是澄江化石群最新的重大发现,300多条小小的海口虫化石,使包括人类在内的脊椎动物找到了自己远在
5.3亿年前的“祖先”。世界公认的教科书上有关脊椎动物的起源历史也因此被改写。
这一发现有些“偶然”。距离澄江帽天山数十公里远的海口镇,也是重要的化石产地。1997年11月,陈均远的 助手黄迪颖第一次在海口镇采集到一种化石标本,类似当时所确认的最原始脊索动物--云南虫,但又有不同之处。1999
年4月,黄迪颖再次前往海口耳材村后山采集化石。偶然之间,在一块三四平方米范围内的页岩层上再次发现了海口虫,第一
天就采集到20多条保存完好的动物化石,一直到5月初,陆续采集到300多块化石,才逐渐发现和云南虫类似的这种生物
是另外一种动物--海口虫。
国际著名文昌鱼专家、加州大学霍兰德教授认为:海口虫的发现是人类重塑地球生命历史的一项惊人的成就。海口虫 提供了一幅清晰而漂亮的寒武纪大爆发最早期的、不容置疑的脊椎动物的快照。研究大突破前夕面临外国科学家的竞争保持领
先要有宽松环境5
肩挑澄江和翁安两大化石群研究的陈均远急切期待着支持:
作为可能获得连续性世界级科研成果、改变人类对生命认识的研究项目,翁安和澄江动物化石群的研究正由于经费紧 张而面临夭折的危险;处于研究大突破的前夕,国际合作在带来有利条件的同时也给中国科学家带来压力,如何在这一世界级
的研究中占据资源以外的科研优势,体现中国科学家的水平?
陈均远表示:“从现在起的一年半时间里是关键时期,我不希望出现外国人领衔的局面。”
除了经费紧张问题,记者还发现:帽天山建成已经有5个多月、好好的研究站闲置着,陈均远在乡村里租房子作研究 ;虽然南京地质古生物研究所花了37万多元买了帽天山5公顷,科学家却无法在帽天山进行合理的化石发掘。原因是,澄江
帽天山的研究尤其是化石的采集,近来受到了地方有关部门的“关照”。迄今为止,陈均远的1000多块化石被地方公安机
关“没收”,而他花费数万元请人绘制的10幅精美的澄江动物油画也被地方有关部门“一借不复还”。
“1991年到1995年澄江没有受到地方‘保护’时,是我们工作的黄金时间。”陈均远曾经专门致信云南省委 书记令狐安,说云贵高原是一块神秘的土地,蕴藏着无数的宝藏,这是云南的财富,也是中国的财富。虽然来自南京,但是不
希望云南把自己当成外乡人,希望能拥有相对宽松的科研环境。
黄迪颖说,陈老师现在的论文几乎首都是投往国际权威科学杂志。这是老师的自信,也是我国古生物研究受到国际承 认的标志。
陈均远有一个宏大的设想--把帽天山建成一个“寒武纪公园”,可以通过声、光、电等现代手段展示出一个遥远的 寒武纪生命世界,这个公园将成为一个集科研、教育和旅游开发为一体的基地。
他还计划出版一本用英文撰写的介于科普和专业之间的书,向世界介绍澄江动物群,美国最大的出版社--科学出版 社已经向他约稿。