瓮安生物群——动物演化的曙光

【乐城导读】瓮安这个贵州的小城，早在一二十年前，就已经吸引了全世界科学家的目光，而且它至今依然是地球早期生命演化的研究热点。

按照生命演化的过程，地球历史通常被分为隐生宙和显生宙。其中隐生宙大概从地球形成的46亿年前到5.4亿年，这一阶段的地球仅仅出现一些低等的微观生命；而显生宙则从5.4亿年前一直到现在，这一阶段生命进化到多细胞的宏观动植物。而它的划分界线，则是“寒武纪生命大爆发”。古生物学用“大爆发”来形容在寒武纪开始后（5.4亿年）的短短数百万年时间里，包括现生动物几乎所有类群祖先在内的大量多细胞生物突然出现这一爆炸性的生物演化事件。

而从最早发现“寒武纪大爆发”开始，科学家就一直困惑，如此多种类、如此多数量的动物，是如何一下子涌现出来的？生物怎么能够从那么简单的低等的微观生命，一下子进化到如此丰富多姿的宏观高等动物？而正是瓮安生物群的发现，为我们了解生命的这一段演化历史点亮了一盏明灯。

瓮安生物群产于贵州省瓮安县瓮福磷矿，是一批代表了地球上大约5.7亿年前生命的生物化石。这些化石的出现，将动物的出现提前了数千万年，而且对研究生命的逐步演化起到了很好的衔接作用。陈均远（2004）在《动物世界的黎明》中这样评价这次生物大辐射：瓮安大辐射导致了生物多样性的诞生，迎来了动物世界黎明的曙光。瓮安生物群的出现，终于为莫名其妙出现的“寒武纪大爆发”找到了源头。

我国最早在上世纪70年代就开始了对于瓮安生物群的研究，当时除了发现了一些叠层石之外，还有一些球状或者刺球状的海藻微体化石。1986年陈孟莪、刘魁梧首次报道了瓮安陡山沱组地层中带刺球状微体化石和一些大型球状单细胞化石，正是这些球状化石在1998年被肖书海等解释为后生动物胚胎并得到了学术界的认同。经过多年的研究，科学家又从瓮安生物群中发现了多种类型的生物化石。最后在1993年，袁训来等正式把出现在贵州省瓮安县新元古界陡山沱组的多细胞藻类、大型带刺疑源类、蓝菌丝状体和球状体以及细菌的化石组合命名为“瓮安生物群”。

随着研究的进一步进行，瓮安生物群的研究成果引起了全世界科学家的关注。1998年，通过对瓮安地区磷块岩的研究，陈均远领导的课题组，于《Science》上发表了关于地球上最原始的海绵动物化石的记录；肖书海的课题组，则在《Nature》上报道了最早的磷酸盐化动物胚胎化石。虽然这些研究成果最初引起了巨大的争议，但是它们逐步被接受，被认为是代表了地球上已知的最可靠的动物化石记录。(注：2007年4月，《Nature》上刊出的尹磊明、朱茂炎等我国科学家在三峡地区陡山沱组的动物胚胎化石的发现（6.3亿年前），把动物的起源又推前了5千万年。)

动物胚胎化石

海绵化石

2000年陈均远等在《美国科学院院报》（PNAS）上报道了在瓮安地区磷块岩切片中发现 的珊瑚虫类浮浪幼虫化石和水螅动物胚胎化石，并将之与现代两侧对称动物原肠胚做了对比研究，将刺细胞动物和两侧对称动物的演化历史向前寒武纪推进了数个百万年。2004年，陈均远等在《Science》上报道了瓮安生物群小春虫的发现，这一不到到2mm的“小家伙”被认为是迄今最古老的两侧对称动物。这项重大发现将两侧对称动物的起源历史向前推进了4000多万年。

小春虫化石

2006年，陈均远课题组又在《Science》上指出，通过对具极叶胚胎不通发育阶段化石的发现表明，包括软体动物和环节动物两大类群的螺旋卵裂类群在瓮安生物群可能已经开始出现，同时还表明极叶是螺旋卵裂类群一个十分古老的卵裂方式。

2007年，肖书海等又通过对瓮安地区所产出的具有螺旋构造的球状化石进行研究，在《Geology》上发表文章指出这些化石可以被解释为连接动物胚胎和成体的中间环节。如果这种说法成立的话，这将是动物从胚胎到成体的关键过程。

瓮安生物群在最早期动物演化的过程中给了我们多新的指示和认识,它同时也展示了许多中多细胞藻类化石，以及大型疑源类化石，这些都对我们了解地球早期生命演化以及后生植物的演化有着积极的意义。此外，生物死亡后的快速磷酸盐化，使得该化石群保存了精美的细胞和组织结构，所以也为我们提供了很好的研究生物埋藏和石化机制的研究对象。