文/记者 白竟楠 编辑 刘昭

一座6亿年前的化石生物群产地被当做磷矿挖掘，不仅科学家痛心疾首，也引起了许多社会人士的关注。

其实，瓮安生物化石群一直都在进行大规模露天采矿，科学家们拿着小榔头的挖掘速度根本无法与大铲车相比。去年11月，中科院专家出于现实考虑，计划在化石群中划出3处最有价值的保留点，希望作为保护底线。但就在今年4月，磷矿开发者挖掉了科学家们的底线，其中1处竟然被彻底挖光了，包含着6亿年前珍稀化石的山体就要变成磷肥了。

然而，这其中却蕴藏着“动物起源”的关键性化石。

瓮安几乎每年都登上国际权威期刊

人类一直在寻找自己的生命起源，就要追溯动物出现的源头。在达尔文时代，当时的地质学已经为博物学家们提供了重要启示：动物化石在很古老的地层中就已经出现，这些动物化石的地层所代表的时代后来被命名为寒武纪(5.41亿-4.85亿年前)。

1984年发现于云山澄江天帽山附近的5.3亿年前的澄江生物群化石被誉为寒武纪生命大爆发的“窗口”，此地已被列为世界自然遗产名录。

但是，据达尔文理论推测，寒武纪所出现大量结构已经相当复杂的两侧对称动物需要经历非常漫长的演化过程，这一过程一定会在寒武纪之前地层中留下关于它们祖先的化石记录。但为什么这些化石没有被发现?难道是他的理论存在问题?或者它们已经出现，只是还没有找到?

如今，科学家有两种途径来探索动物起源时间：一种是分子生物学方法，通过分子系统学和分子钟来推测现生30多个门类动物间的亲缘关系，以及彼此从共同祖先分歧的时间。另一种是古生物学方法，寻找古老地层中埋藏的化石，追溯最早的动物记录。

根据最新的分子钟估算结果，动物可能起源于距今7.8亿年前，但是之前已有的化石研究无法证明分子钟推算结果。直到一个距今6.1亿年的特异埋藏化石库开始进入人们的视野，才为揭开这个“时间差疑团”提供了可能。这就是瓮安生物群。

中国科学院南京地质古生物研究所研究员陈均远对北京科技报记者讲解了瓮安化石群的重要意义所在：“地质学一直努力在前寒武纪地层内寻找以上动物化石，但始终没有找到可靠的化石证据。这就是为什么在比寒武纪要早6千万-7千万年的贵州瓮安前寒武纪陡山沱组内，所发现的包括两侧对称动物在内的动物成体和胚胎化石引起学术界高度关注的原因。”

随着科学家从1998年在瓮安生物群发现的第一枚前寒武纪胚胎化石至今，瓮安生物群化石库不断在给科学家们制造惊喜，几乎每年都有相关发现被发表在《自然》(Nature)、《科学》(Science)、《美国科学院院刊》(PANS)、《地质学》(Geology)等国际知名期刊杂志上，这些论文为我们讲述了瓮安6亿年前的那些故事。

▲瓮安生物群重要代表性成果

1998年

前寒武纪胚胎化石登《自然》封面

1998年，在瓮安磷矿中发现了一组前寒武纪的胚胎化石，从而引起了古生物学界的轰动性关注，被国外知名演化生物学家誉为20世纪演化论的最重大成就之一。这项胚胎化石的发现作为《自然》杂志的封面文章被发表，它将动物的起源时间向前推进了4000万年，并且生物结构和细胞都获得了完整的保存，为科学家提供了从细胞结构研究生物演化的机会。

▲1998年在瓮安发现的胚胎化石

此次发现的胚胎化石大多很小，只有0.2-0.6毫米，所以胚胎的内部结构和卵裂球排列方式一直是一个难以解决的技术瓶颈，常用的X光机成像分辨能力最好也只有毫米的量级，拍不到胚胎的内部结构。

这项古生物学的研究成果在当时引起了中国科学院高能物理研究所冼鼎昌院士的强烈兴趣。冼鼎昌的研究领域是同步辐射应用，正好具有足够强度的短波长X光和优良的成像分辨能力。于是冼鼎昌等人把这种技术应用到瓮安化石的研究中，在不损坏化石的情况下，把亚毫米大小的胚胎内部结构拍得一清二楚，并且给出了高精度的三维成像，解决了古生物学的一大难题。

2004年

迎接地球春天的小春虫登上《科学》

2004年6月，一只远古小虫，翻开早期生命演化史的重要一页——中科院南京地质古生物研究所研究员陈均远等人在瓮安县的前寒武纪地层中，首次发现迄今最古老(距今6亿-5.8亿年前)的两侧对称动物化石。这项发现在科学界激起巨大波澜，相关论文发表于美国《科学》杂志上。

这是一种非常小、类似扁平头盔的动物，只有200微米。不过，它们虽然很小，但具有口、内部器官以及其它结构。

它所生存的时间又非常特殊，相当于我们地球“雪球事件”(编者注：雪球事件指的是地球表面从两极到赤道全部被冰雪覆盖，地球历史上曾出现过两次)的严冬刚刚过去、早春刚刚来临的瞬间，于是研究人员将这一古老的动物命名为“小春虫”。

动物的进化大概经历了三个主要阶段：从躯体的不对称到辐射对称，再到两侧对称。其中从辐射对称到两侧对称的演化是生物进化过程中的一个重大事件，它意味着一系列遗传学和发育生物学机制的重要创新。只有跃进到两侧对称阶段，才可能形成复杂的神经系统和器官结构，使动物的运动机能大大提高。因此两侧对称是从低级动物通向包括人类在内的高级动物的至关重要的一环，“贵州小春虫”见证了这一历史性转折。

“贵州小春虫”的发现，将生物进化史上的一个重要阶段—两侧对称动物化石记录的历史向前推到了寒武纪之前4千万年，这项成果对破解真体腔动物的起源之谜，提供了重要的线索，具有十分重要的意义。

2005年

《科学》发表6亿年前的古老地衣

2005年5月13日，以中科院南京地质古生物研究所袁训来为首的一个中美科学家研究组在美国《科学》杂志发表了“6亿年前的地衣”一文，标志着中美科学家在地球早期生命研究方面又取得重大进展。

在此之前，被科学界认定的最古老的地衣化石出自苏格兰，距今4亿年。在地球46亿年的历史上，已知海洋生命存在了38亿年，高等植物存在了4.3亿年。“这项新的研究成果将地衣这个‘陆地先行者’出现时间提前了2亿年，是地球早期生命研究的一项重大进展。”袁训来说。

地衣并不是苔藓，不过它长得跟苔藓有相似之处，是真菌和藻类的共生体。地衣化石保存在贵州省瓮安磷矿的黑色磷块岩中，袁训来表示：“我们对高大树木和蕨类等维管植物出现以前的陆地情形知之甚少，当时的地球陆地或许就像现在火星或者月球一样环境恶劣。也许在6亿年前，真菌和藻类发展到了共生的关系之后，它们形成的地衣随着潮涨潮落在海边首先登上了陆地，并对陆地进行改造，把坚硬的岩石变成营养丰富的土壤，从而适合陆地高等植物的生长。”

所以，科学家发现6亿年前的地衣，也就意味着在陆地生物出现的2亿年前，地衣有能力对荒芜的陆地进行改造，为生物登陆创造了必要条件。

▲地衣化石，丝状体是真菌，球状体是蓝藻

2006年

《科学》报道极叶动物胚胎化石

2006年，《科学》上首次报道了瓮安生物群中发现的具极叶动物胚胎化石。这类发育极叶结构的胚胎化石表明两侧对称动物特有的发育机制在6亿年前的瓮安生物群中已经出现。

极叶是在胚胎发育过程当中产生的一种结构，在现生动物种类中，只有部分类群的软体动物和环节动物的胚胎分裂会产生这样的结构，比如贝壳、河蚌等。在受精卵分裂到2细胞期、4细胞期的过程当中，一些特定细胞会向外凸出含有细胞质的球状体，并来回收缩，这就是极叶。极叶的作用是不均匀地分配细胞质，以发育成特殊的组织结构，这种功能在较复杂的两侧对称动物身上才有。

两侧对称动物的化石记录原来在寒武纪时期，但此次胚胎的发现证明在前寒武纪就已经有了两侧对称动物，相当于把两侧对称动物的化石记录向前推进了6000万年。

为了检验其可靠性，中国科学院南京地质古生物研究所殷宗军博士、朱茂炎研究员及其合作者使用目前最先进的同步辐射相位衬度显微断层成像技术，对来自瓮安生物群中可能的具极叶动物胚胎化石标本进行了无损成像研究，首次清晰地观察到了极叶结构和胚胎之间的颈状通道，并首次建立了具极叶胚胎化石的早期发育序列，直接证实了具极叶胚胎化石在瓮安生物群中的客观存在。

这一结果不仅支持了前人的结论，表明两侧对称动物具有的胚胎发育模式已经在前寒武纪出现，而且暗示未来在瓮安生物群中还可能找到更多有关两侧对称动物化石的记录，为后续的研究工作点亮了一丝曙光。

▲胚胎的分裂方式

2016年

《地质学》关注不完全细胞分裂标本

瓮安动物胚胎状化石往往保存了完整的细胞分裂阶段的标本(从单细胞期到成千上万细胞期)，这些标本中分裂的子细胞之间有非常规则的空间几何关系，即分裂模式。简单地说，就是不同的动物从受精卵开始有不同的分裂和发育方式。

殷宗军等研究人员在瓮安生物群中发现了一类具有不完全细胞分裂的标本，通过同步辐射技术重构的三维结构发现，细胞分裂局限在标本的一极，另一极为不分裂的半球形大细胞。综合形态学和解剖学的证据，殷宗军等认为这些标本是一类具有典型盘状卵裂方式的化石。相关研究成果于2016年在Geology上在线发表。

盘状分裂在一些现代两侧对称动物胚胎中十分常见，比如鹦鹉螺(软体动物头足类)、蝎子(节肢动物蛛形纲蝎目)、斑马鱼(脊椎动物硬骨鱼类)等，同样验证了现代高等动物使用的演化方式在6亿多年前就已经出现了。

▲盘状卵裂方式化石

未完待续……

令人感到神奇的是，在瓮安生物群发现的动物化石大部分是正在处于分裂和发育期的胚胎，而且许多化石是软体的，而一般情况下，动物的软体部分是很难被保存下来的。

“瓮安生物群是目前研究地球生命演化早期历史最重要的窗口，全世界就这一个，挖了就没了。” 中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎说。幸运的是，在各方的持续关注和努力下，4月12日，瓮安当地已经停止开矿，并初步划定瓮安生物群保护区范围。科学家们依旧以这“残损”的化石群为研究对象，期待能够有更多重量级的发现，向全人类讲好地球生命演化的故事。■

(感谢中国科学院南京地质古生物研究所袁训来研究员、陈均远研究员、殷宗军副研究员、办公室副主任陈孝政对本文的大力支持)

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