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各地文史播報
揭秘寒武紀的新寶藏出土了
中國科學家發現寒武紀“化石寶庫”清江生物群紀實

   遙遠的5億多年前,地球上存在過哪些生物?曾令達爾文感到困惑的“寒武紀生命大爆發”到底蘊藏著哪些奧秘?生活在當下的我們該如何看待那個非常遙遠的地質時代? 

  近日,中國科學家在全球知名的美國《科學》雜志上發表的論文《華南早寒武世布爾吉斯頁巖型化石庫——清江生物群》,再次引發了圈內圈外對研究地球早期生命演化和動物門類起源話題的廣泛關注。 

西北大學地質學系的師生在進行“清江生物群”化石挖掘。
 
新物種化石 
分枝藻類化石 
葉足動物化石 
林喬利蟲化石 

新物種化石

  中國西北大學早期生命與環境創新研究團隊張興亮、傅東靜等首次公布了他們在湖北宜昌長陽地區發現的距今5.18億年的寒武紀特異埋藏軟軀體化石庫——“清江生物群”。 

  《科學》雜志在給媒體的簡介中說“揭示寒武紀之秘的新寶藏出土了。” 

  英國《自然》雜志在報道中稱:“清江生物群打開了觀察壯觀寒武紀的又一個窗口,各種新的生物類群前所未見。” 

  5.18億年與12年: 

  寒武紀“化石寶庫”漸露真容 

  2007年的暑假,西北大學地質學系教授張興亮帶著傅東靜等幾名研究生在湖北宜昌長陽地區進行野外踏勘。 

  一天傍晚,當他們沿著河邊行走時,一塊石頭引起了張興亮的注意。于是他們便拿出地質錘開始敲了起來,沒想到竟然在石頭中發現了拇指長的半只蟲化石。這個“蝦”狀節肢動物正是布爾吉斯頁巖型化石庫很有代表性的林喬利蟲。緊接著,他們又在這個位置找到了寒武紀早期的無脊椎動物納羅蟲化石。在與蘊藏著5億多年前生命信息的林喬利蟲化石“邂逅”之后,他們在這片區域的研究延續了12年。 

  采集化石的過程異常艱辛。工人要用撬杠撬出來1立方米大小的石塊,科研人員用地質錘順著頁巖的層面劈,直到找到化石,然后是整理、編號、打包……再把挖掘的化石背出山,帶回實驗室。 

  在實驗室里,每一塊標本都要在顯微鏡下進行前期修復,使用掃描電鏡揭示化石的超微結構以及元素組成,再對化石進行高精度三維立體掃描……就這樣,他們在湖北大山的“石海”中搜尋,找出了兩萬多枚化石標本。 

  90%對1%:對“寒武紀生命大爆發”的探索 

  “寒武紀生命大爆發”被稱為古生物學和地質學上的一大“懸案”。 

  在距今5.4億年的早寒武世,地球生命演化史上出現了一次規模最大、影響最深遠的生物創新事件。在不到地球生命發展史1%的時間里迅速創生出了90%以上的動物門類。寒武紀地層突然出現了門類眾多的無脊椎動物和最古老的脊椎動物——“天下第一魚”昆明魚目化石。但是,在更為古老的地層中,卻沒有找到其明顯的祖先化石,這一現象被稱作“寒武紀生命大爆發”。 

  該如何解釋在如此短的時間內突然涌現出如此之多的動物門類?一直困擾著學術界。 

  “要破解寒武紀大爆發的奧秘,需要找到可靠的化石實證。而布爾吉斯頁巖型化石庫則是探索寒武紀大爆發的最佳窗口。”專家說。“清江生物群正是頂級的布爾吉斯頁巖型化石庫。” 

  據介紹,對清江生物群已經采集到的大量珍貴化石標本中的4351件進行初步研究后,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。 

  已知和未知:寒武紀“假說”和奧秘 

  近年來,西北大學早期生命與環境創新研究團隊對澄江生物群及寒武紀大爆發的探索,取得了系統的創新成果。 

  團隊在達爾文提出的地球生命呈“樹形演化”猜想基礎上,通過數十年的研究與實證,提出了“三幕式寒武紀大爆發假說”,勾勒出了寒武紀生命大爆發分三階段依次創生了基礎動物、原口動物、后口動物三大枝系的“動物大樹”的基本輪廓,進而首次構建了完整的早期動物譜系樹框架圖。 

  “隨著日后研究工作的展開和深入,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,找到更多生物進化的直接證據。”舒德干院士說。 

  “生物地層學研究顯示,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。兩者的科學研究價值具有很強的互補性。”論文通訊作者張興亮教授說。 

  更令中國科學家感到“幸運”的是:目前全球兩個保真度最高的布爾吉斯頁巖型化石庫——布爾吉斯和澄江,在埋藏之后分別經歷了高溫變質、風化作用等嚴重的地質改造,其樣本已無法用于深入開展埋藏學研究。而在清江生物群發現的軟軀體化石,奇跡般地以原生碳質薄膜形式保存了原始的有機質。 

  可以期待,隨著交叉學科研究的推進,中國的清江生物群會帶給我們更多:生發更多的問題,破解更多的奧秘……

  據新華社電  圖/新華社發 

(來源:《廣州日報》)

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