3月22日凌晨（北京時間），國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（Science）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巖型化石庫——清江生物群》。至此，地處中國宜昌長陽地區(qū)，距今5.18億年的寒武紀(jì)特異埋藏軟軀體化石庫——“清江生物群”，首次向世界摘下它神秘的面紗，成為進(jìn)化古生物學(xué)界又一突破性發(fā)現(xiàn)。

　　從發(fā)現(xiàn)化石到刊載成果，時間已經(jīng)轉(zhuǎn)過了近12年。2007年盛夏的一個傍晚，空氣炎熱而悶濕，在湖北宜昌長陽地區(qū)帶隊(duì)踏勘的西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系教授張興亮用地質(zhì)錘，從河床上的石頭里敲出了半根拇指長的林喬利蟲化石——這是在一種布爾吉斯頁巖化石庫中的表征性節(jié)肢動物。那時，野外踏勘隊(duì)成員、25歲的博士新生傅東靜見證了那一幕。

　　日前，記者采訪了論文第一作者、西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系副教授傅東靜，試圖還原“清江生物群”發(fā)掘的前前后后。

　　探尋達(dá)爾文之惑

　　在探尋生物演化的過程中，“寒武紀(jì)大爆發(fā)”被稱為進(jìn)化生物學(xué)的一大懸案：大約5.4億年以前，在不到地球演化史1%的時間里，迅速產(chǎn)生了90%以上的動物門類，這成為達(dá)爾文在1859年創(chuàng)立以漸變論為基調(diào)的生物進(jìn)化論時面臨的第一難題。

　　“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，還要發(fā)現(xiàn)恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)觀察窗口——化石庫。”在西北大學(xué)早期生命與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室里，記者見到了這位80后女生物學(xué)家傅東靜。

　　百余年間，科學(xué)家在全球各地發(fā)現(xiàn)了50余個化石庫，但“理想的頂級研究目的地”寥寥：20世紀(jì)初至70年代，加拿大寒武紀(jì)中期布爾吉斯頁巖化石庫中軟軀體化石生物群的發(fā)現(xiàn)和研究，在古生物學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)中長期獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷；80年代以來，我國云南寒武紀(jì)早期澄江生物群研究成果超越前者，其動物界的三個亞界的早期框架構(gòu)成更為完整、化石保存更為精美，成為我國唯一化石地世界自然遺產(chǎn)。

　　在學(xué)界，化石保存質(zhì)量和化石物種多樣性一直是衡量化石庫等級的硬門檻。傅東靜介紹，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。

　　“更重要的是，‘清江生物群’發(fā)現(xiàn)的軟軀體化石奇跡般地以原生碳質(zhì)薄膜形式保存了原始的有機(jī)質(zhì)，這將為開展埋藏學(xué)和地球化學(xué)研究，進(jìn)而開展深入的古環(huán)境研究提供理想素材。”傅東靜補(bǔ)充道。

　　國際著名古生物學(xué)家、瑞士洛桑大學(xué)教授Allison C.Daley，在《科學(xué)》雜志發(fā)表評論文章，稱“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)人類對于寒武紀(jì)大爆發(fā)的認(rèn)知空白并解決動物門類起源演化等方面的一系列科學(xué)問題。”

　　“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庫。”傅東靜說。

　　用12年尋找化石的故事

　　很少有人知道，從最初發(fā)現(xiàn)的那半只林喬利蟲化石，到震驚古生物學(xué)界的化石寶庫現(xiàn)世，西北大學(xué)早期生物研究團(tuán)隊(duì)用了足足12年。

　　“起初雖然我們找到了林喬利蟲，但誰也無法判斷這個化石庫的價值究竟有多大。”傅東靜說。

　　化石庫的價值只能由化石標(biāo)本來證實(shí)。在發(fā)現(xiàn)化石標(biāo)本的丹江河里，工人用撬杠撬出來1立方米大小的石頭，踏勘隊(duì)員就用地質(zhì)錘順著頁巖的層面劈，一邊劈一邊看，把找到蟲子的化石標(biāo)本整理、編號、打包，最后背出山。

　　在實(shí)驗(yàn)室里，每一塊標(biāo)本要在體式顯微鏡下進(jìn)行前期修復(fù)；使用掃描電鏡揭示化石的超微結(jié)構(gòu)以及元素組成；再用MicroCT進(jìn)行高精度三維立體掃描……12年間，劈石頭、啃干餅的科研生活早已成家常便飯，張興亮、傅東靜和團(tuán)隊(duì)里歷屆碩士博士生最終在5億年前的化石標(biāo)本里，找出了20000多只“蟲子”。

　　隨著獲取的標(biāo)本數(shù)量日益增加，化石庫的學(xué)術(shù)價值逐漸彰顯。2014年，學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)最終決定把研究重心徹底對準(zhǔn)“清江生物群”。

　　“我們采集的每塊化石都有故事，每個故事我們都爛熟于心。”傅東靜說。

　　中國的“兩江生物群”

　　如今，地球上的動物界共分為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)生動物門類和6個已滅絕動物門類，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。傅東靜相信，同處于寒武紀(jì)動物門類爆發(fā)極盛時期的“清江生物群”，隨著大規(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。

　　“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，二者的研究有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。”傅東靜說。關(guān)于為何將新發(fā)現(xiàn)的化石庫命名為“清江生物群”，傅東靜這樣解釋，化石埋藏地是在清江與丹江河的交匯處，“這樣命名是為了紀(jì)念發(fā)現(xiàn)它們的地方，記載中國在科學(xué)史上的重要貢獻(xiàn)。”

　　早在此前數(shù)十年間，西北大學(xué)院士舒德干就將其首次發(fā)現(xiàn)的古老生物先后以“華夏鰻”“云南蟲”“昆明魚”等字眼命名。他曾說，中國需要更多的人為科學(xué)發(fā)現(xiàn)的里程碑來培土。如今，傅東靜更加忙碌——除了日常的教學(xué)科研，她還要回復(fù)解答來自國內(nèi)外同行的數(shù)十份郵件、傳真，“基本是關(guān)于‘清江生物群’的”，傅東靜堅信，未來“清江生物群”能夠同澄江生物群一同成為享譽(yù)世界的“中國兩江生物群”。

　　“在研究寒武紀(jì)大爆發(fā)的化石寶庫里，有兩座高峰永遠(yuǎn)屬于中國。”傅東靜說。（記者 張哲浩 馬榮瑞）

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責(zé)任編輯： 黃浩