寒武纪化石宝库—清江生物群

“ 通 过 我 们 已 开 展 的 研 究 发 现 ，清 江 生 物 群 中 双 胚 层 辐 射 对 称 的 动 物 占 主 导 ，刺 胞 动 物 身 体 构 型 分 异 度 高 ，蜕 皮 动 物 类 群 中 极 其 罕 见 的 动 吻 动 物 繁 盛 。 此 外 ，我 们 还 发 现 了 许多形态奇异的崭新物种。随着研究的展 开 ，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 。”傅 东 静 说 。
林乔利虫是布尔吉斯页岩化石库很有代 表 性 的 一 种“ 虾 ”状 节 肢 动 物 。 紧 接 着 ，踏 勘 队还在这个位置找到了纳罗虫。而在 1984 年 侯 先 光 教 授 发 现 澄 江 生 物 群 的 时 候 ，第 一 个 发现的化石正是纳罗虫。
随后的 12 年里，西北大学早期生命与环境 创新研究团队长期坚持野外发掘和室内研究， 一个巨大的寒武纪化石宝库逐渐显露真容。
张 兴 亮 兴 奋 地 说 ：“ 目 前 后 生 动 物 属 中 ， 85% 不 具 有 矿 化 骨 骼 ，且 绝 大 多 数 为 水 母 、海 葵等没有骨骼的动物。能发掘出如此多形态 完 整 的 软 躯 体 化 石 ，实 属 罕 见 。”
他 解 释 说 ，这 些 化 石 的“ 超 高 保 真 ”，是 由 于清江生物群化石主要以原生碳质薄膜形式 保 存 ，未 经 明 显 的 成 岩 作 用 和 风 化 作 用 改造。
“ 有 人 说 我 们 运 气 好 ，但 实 际 上 ，在 发 现 这 只 林 乔 利 虫 之 前 的 十 几 年 间 ，张 兴 亮 老 师 寻找这种化石群已经走遍了全世界。幸运总 是 降 临 在 有 心 的 人 身 上 ，不 是 吗 ？”傅 东 静 说 。
研究团队将这一化石宝藏命名为清江生 物 群 ，一 个 原 因 看 是 因 为 化 石 埋 藏 地 是 在 清 江与丹江河的交汇处。更重要的一个原因， 是研究团队希望清江与澄江生物群日后能够 成 为 享 誉 世 界 的“ 中 国 两 江 生 物 群 ”。
在位于长阳丹江河附近的团队工作室墙 上 ，挂 着 科 研 团 队 用 显 微 镜 放 大 后 的 照 片 ，那 是科学家心中 5.18 亿年前的海洋世界。这些 古 生 物 有 的 像 水 母 、海 虾 、蠕 虫 ，有 的 像 西 瓜 、 花朵……有的甚至连触角和腹部的纹理都清 晰 可 见 ，栩 栩 如 生 。
其中，澄江生物群发现 35 年来，已在数十 万件化石标本中发现了超过 280 个物种，相关 研 究 成 果 28 次 登 上《自 然》《科 学》和《美 国 科 学 院 院 报》等 三 大 科 学 期 刊 ，成 为 我 国 唯 一 化 石地世界自然遗产。
尽 管 如 此 ，寒 武 纪 大 爆 发 仍 存 在 很 大 的 认 知 空 白 ，动 物 门 类 起 源 演 化 方 面 还 有 许 多 未 解 之 谜 。 于 是 ，找 到 下 一 个“ 理 想 的 顶 级 研 究 目 的 地 ”，就 成 为 国 际 古 生 物 学 界 的 一 大 梦想。
寒武纪大爆发被称为自然科学研究领域 的 一 大“ 悬 案 ”，在 不 到 地 球 历 史 1%的 时 间 诞 生 了 绝 大 多 数 动 物 门 类 ，曾 令 达 尔 文 感 到 困惑。
“ 要 破 解 寒 武 纪 大 爆 发 的 奥 秘 ，除 了 科 学 猜 想 ，更 需 要 发 现 恰 当 的 科 学 观 察 窗 口 —— 化 石 库 ，以 找 到 可 靠 的 化 石 实 证 。”张 兴 亮 教 授 介 绍 说 ，1909 年 以 来 相 继 发 现 的 加 拿 大 布 尔 吉 斯 生 物 群 、中 国 云 南 澄 江 生 物 群 ，就 是 科 学家梦寐以求的珍贵化石库。
自布尔吉斯页岩型化石库发现 100 多年 来 ，此 类 化 石 库 在 全 球 各 地 已 发 现 50 余 个 。 但按照化石保存质量的优劣及化石物种多样 性 等 标 准 来 看 ，仅 有 加 拿 大 布 尔 吉 斯 页 岩 生 物群和 1984 年发现的澄江生物群，成为“理想 的 顶 级 研 究 目 的 地 ”。
田豆豆 杜 强
寒武纪生命大爆发之 谜至今没有破解
在 不 到 地 球 历 史 1%的 时 间 诞 生 了 绝 大 多 数 动 物 门 类 ，曾 令 达 尔 文感到困惑
大约 5.42 亿年前到 5.3 亿年前这段时间， 被科学界认为是寒武纪的开始时间。在这 1000 多 万 年 时 间 内 ，寒 武 纪 地 层 突 然 出 现 了 门 类 众 多 的 无 脊 椎 动 物 化 石 ；而 在 早 期 更 为 古 老 的 地 层 中 ，长 期 以 来 却 一 直 没 有 找 到 明 显的祖先化石。这一现象被称作寒武纪生命 大 爆 发 ，简 称 寒 武 纪 大 爆 发 。
张 兴 亮 团 队 认 为 ，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 页 岩 生 物 群 和 澄 江 生 物 群 ，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。
19 科 技 2019 年 4 月 8 日 星期一
寒武纪化石宝库— 清江生物群 ■R 科技视点
化 石 丰 富 度 、多 样 性 和 保 真 度 世 界 一 流 ，科 学 价 值 巨 大
历 经 12 个 春 秋 ，我 国 科 学 家 在 古 生 物 学 研 究 领 域 取 得 一 项 重 大 突 破 —— 发 现“ 寒 武 纪 化 石 宝 库 ”。
清江生物群化石能以原生碳质薄膜形式 保 存 ，也 是 开 展 埋 藏 学 和 地 球 化 学 研 究 ，进 而 开展深入古环境研究的理想素材。
据 介 绍 ，动 物 的 系 统 发 育 、营 养 动 力 以 及 关 键 进 化 特 征 的 出 现 等 问 题 研 究 ，依 赖 于 发 现 更 多 的 软 体 结 构 和 更 优 质 的 形 态 保 存 ，如 内 脏 、鳃 条 、脊 索 、神 经 组 织 、心 血 管 系 统 等 等 。 然 而 ，这 些 都 属 于 埋 藏 上 高 度 不 稳 定 的 组 织 器 官 。 到 底 是 怎 样 特 殊 的 埋 藏 机 制 ，才 使 得 布 尔 吉斯页岩型化石库能够保存软体结构？这也 是清江生物群今后研究需要解决的问题。
据 介 绍 ，如 今 地 球 上 的 动 物 界 共 有 38 个 门 ，在 寒 武 纪 生 命 大 爆 发 时 期 的 化 石 中 ，已 发 现 20 个现生的动物门类和 6 个已灭绝的动物 门 类 ，但 目 前 仍 有 18 个 现 生 动 物 门 类 尚 未 在 寒 武 纪 找 到 化 石 代 表 。 在 过 去 的 35 年 间 ，古 生物学家曾在澄江生物群的研究中找到了许 多动物门类的最早化石记录。
敲出了半只林乔利虫
一个巨大的寒武纪化石宝藏 逐渐显露真容
宜 昌 市 长 阳 县 地 处 鄂 西 南 山 区 ，位 于 长 江 和 清 江 中 下 游 ，寒 武 纪 地 质 层 分 布 广 泛 。
2007 年 暑 假 ，湖 北 的 天 气 异 常 炎 热 。 张 兴 亮 带 领 傅 东 静 、刘 伟 、代 韬 等 研 究 生 到 长 阳
布尔吉斯页岩型化石库最早在 1909 年发 现于加拿大落基山脉寒武纪中期的布尔吉斯 页 岩 中 ，并 因 此 得 名 。 这 一 化 石 库 长 期 在 古 生物学和进化生物学研究中独领风骚。相较 于常见的类似保存着脊椎动物骨骼的硬体化 石 库 ，布 尔 吉 斯 页 岩 型 化 石 库 不 仅 可 以 保 存 动 物 骨 骼 以 外 的 组 织 、器 官 等 软 体 形 态 ，更 可 以 保 存 诸 如 水 母 、海 葵 等 软 躯 体 生 物 。 这 为 探寻寒武纪大爆发的演化模式和强度以及构 建 动 物 生 命 树 的 基 本 结 构 ，提 供 了 绝 佳 的 化 石记录。
每 发 现 一 种 寒 武 纪 生 物 化 石 ，研 究 者 就 需要大量查阅资料。研究的结果越来越令人 兴奋，已研究的 4351 件化石标本中，已初步研 究 发 现 109 个 属 ，其 中 53%为 此 前 从 未 有 过 记 录的全新属种！
生 物 统 计 学“ 稀 疏 度 曲 线 ”分 析 显 示 ，清 江 生 物 群 的 物 种 多 样 性 ，将 有 望 超 过 包 含 布 尔吉斯页岩和澄江在内的全球已知所有寒武 纪软躯体化石库。
研究的结果越来越令 人兴奋
初步研究发现 109 个属，53%为 此前从未有过记录的全新属种
即 便 是 找 到 了 林 乔 利 虫 和 纳 罗 虫 ，在 华 南 、华 北 还 是 有 很 多 有 潜 力 的 化 石 产 地 需 要 去 研 究 。“ 最 开 始 我 们 还 是 全 年 巡 回 踏 勘 的 ， 每 年 大 约 去 清 江 两 三 次 ，都 是 等 老 乡 告 诉 我 们 水 位 下 去 、河 床 露 出 来 的 时 候 ，我 们 就 赶 紧 去 ，下 雪 也 不 例 外 。 直 到 2014 年 才 逐 步 确 认 了 这 个 化 石 库 的 巨 大 潜 力 ，研 究 重 心 彻 底 转
前 不 久 ，西 北 大 学 早 期 生 命 与 环 境 创 新 研 究 团 队 张 兴 亮 、傅 东 静 等 人 ，在《科 学》杂 志 首 次 公 布 他 们 的 研 究 成 果 ：在 中 国 湖 北 宜 昌 长阳地区发现了距今 5.18 亿年的寒武纪特异 埋 藏 软 躯 体 化 石 库 —— 清 江 生 物 群 。
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移 过 来 。” 傅 东 静 说 。 不 亚 于 海 底 捞 针 ，张 兴 亮 、傅 东 静 和 团 队