三峽埃迪卡拉化石發(fā)現(xiàn)記

袁訓(xùn)來

三峽埃迪卡拉化石發(fā)現(xiàn)記

袁訓(xùn)來

埃迪卡拉生物群是寒武紀(jì)動(dòng)物大輻射前夕最重要的復(fù)雜生物群，自上世紀(jì)四十年代在澳大利亞發(fā)現(xiàn)以來，已經(jīng)在全世界發(fā)現(xiàn)了30多處，但唯獨(dú)在中國沒有發(fā)現(xiàn)。半個(gè)多世紀(jì)以來，中國的幾代地質(zhì)學(xué)家在中國大地上一直在努力尋找這一獨(dú)特的生物群，2011年夏天，中科院南京地質(zhì)古生物研究所的早期生命研究團(tuán)隊(duì)終于在三峽地區(qū)發(fā)現(xiàn)了可以與世界上進(jìn)行對(duì)比的典型的埃迪卡拉生物群。本文真實(shí)地記述了這一重要發(fā)現(xiàn)的曲折過程。

那是2011年夏天的一個(gè)晚上，我吃完晚飯正坐在沙發(fā)上看電視，突然接到一個(gè)電話，是周傳明打來的，"我和陳哲、王偉、關(guān)成國在三峽出野外，今天發(fā)現(xiàn)了一塊化石，你打開電腦，我把圖片發(fā)給你看看"。很快，照片就通過QQ傳了過來，我不敢相信這是三峽發(fā)現(xiàn)的化石，半開玩笑地說，"這是哪里弄來的照片，網(wǎng)上下載的？"，"不是，是今天從老鄉(xiāng)廢棄的石堆里找到的，化石的正反面都有，有二十厘米大小的（圖1）"，周傳明淡淡地回答我。這人遇事總是這么冷靜、這么有理性。但是，我可受不了了，情緒幾乎不能控制，這不就是我們長期以來一直在尋找和期盼的東西嗎？！這可是個(gè)真家伙啊，是典型的埃迪卡拉化石啊，看上去長的有點(diǎn)像芭蕉葉，也有點(diǎn)像烏龜殼。"這跟納米比亞的Pteridinium很像，陳哲在旁邊嗎？他是專家，啥意見？"，他們倆不像我，一向做人做事都比較低調(diào)，陳哲本來話就不多，也許這次是過于激動(dòng)了一些吧，只說了一個(gè)字"像！"。

圖1 關(guān)成國在亂石堆中發(fā)現(xiàn)的埃迪卡拉化石Pteridininium

好吧，要知道在中國發(fā)現(xiàn)了可以跟國際對(duì)比的典型的埃迪卡拉化石是何等的重要，這一特殊的生物群自上世紀(jì)四十年代在澳大利亞首次發(fā)現(xiàn)以來，半個(gè)多世紀(jì)里在全世界相當(dāng)時(shí)代的地層中發(fā)現(xiàn)了30多處，唯獨(dú)沒有在中國發(fā)現(xiàn)。要知道，中國的埃迪卡拉系地層出露和分布都非常廣泛，幾乎整個(gè)揚(yáng)子地臺(tái)都有分布，巖層連續(xù)，其中發(fā)現(xiàn)的甕安生物群、藍(lán)田生物群和廟河生物群早已聞名于世，這些年來一直是國際早期生命研究領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。但是，從埃迪卡拉生物群的廣泛分布和研究程度來說，它無疑是寒武紀(jì)生物大爆發(fā)前夕最重要的多細(xì)胞復(fù)雜生物群，我國的早期生命研究工作者一直在中國的土地上苦苦地尋找它。古生物研究有時(shí)跟考古學(xué)很類似，比方說，如果對(duì)唐代的考古研究沒有發(fā)現(xiàn)"唐三彩"，明代考古沒有"明青花"，這在考古界肯定是一大憾事。同樣，期盼有朝一日，在中國埃迪卡拉紀(jì)的地層中發(fā)現(xiàn)典型的埃迪卡拉生物群，這對(duì)我們一直從事該領(lǐng)域研究的地質(zhì)人來說，又何嘗不是一種夢(mèng)想。

看來，今兒個(gè)幾代人的夢(mèng)想要實(shí)現(xiàn)了。但是，"亂石堆"中撿到的化石只是一個(gè)開始，它來自何處，原始巖層在哪里，還能不能找到第二塊，能不能找到其他的化石類型，這肯定是下一步的工作重點(diǎn)。這一追根求源的工作，周傳明和陳哲此時(shí)已在安排和進(jìn)行中。

亂石堆來自老鄉(xiāng)換屋頂廢棄下來的石瓦片。三峽地區(qū)歷來是我國最窮困的地區(qū)之一，山高路險(xiǎn)，自然資源匱乏，除了石頭還是石頭。在過去，當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)蓋房子就地取材，用石頭做房屋的地基、墻壁，還用當(dāng)?shù)靥禺a(chǎn)的一種薄的"青石板"當(dāng)做瓦片擋風(fēng)擋雨（圖2）?，F(xiàn)如今，改革開放三十多年了，部分山民開始富裕起來了，解決溫飽問題的第一步就是把漏風(fēng)漏雨的石片瓦換成保溫防雨的大紅瓦。這樣一來，換下來的石片就給了我們尋找埃迪卡拉化石的一個(gè)難得的良機(jī)了。

肯定有人會(huì)問，為啥不去露頭的巖層中直接去尋找去敲打呢？以往，我們的前輩們何嘗不是這么做的啊。根據(jù)國外產(chǎn)出埃迪卡拉生物群的層位，我們?cè)缫阎廊龒{地區(qū)一百多米厚的"石板灘灰?guī)r"最有可能發(fā)現(xiàn)埃迪卡拉化石，這段巖層也是當(dāng)?shù)刈?青石板"石材的主要來源。三峽地區(qū)的很多古棧道、以及修路架橋都是用這種石材，它質(zhì)地堅(jiān)硬，耐磨、耐風(fēng)化。但是，我們地質(zhì)人要從這樣的"青石板"中劈出化石來卻非常困難，小小的地質(zhì)錘敲上去就火星直冒。更不巧的是，三峽地區(qū)這些"青石板"原始產(chǎn)狀幾乎都是平鋪著的，有時(shí)候從一個(gè)山頭到另一個(gè)山頭，說不定看到的還是同一個(gè)巖層面。找化石最怕這種巖層產(chǎn)狀了，一百多米厚的巖石，你不知道化石在那一層，如果巖層傾斜就不一樣了，在很短的距離內(nèi)就可以觀察到上上下下的不同層位了，也就會(huì)大大地增加了獲得化石的幾率。而在水平產(chǎn)出的石板灘灰?guī)r層中尋找化石，幾率就小了很多。可以說，我國老一輩地質(zhì)工作者在三峽地區(qū)尋找化石的歲月里，能上去的山頭都上去過，能摸到和看到的石頭都仔細(xì)觀察過，但一直收效甚微。

其實(shí)，從廢棄的石瓦片、從采石場(chǎng)中尋找埃迪卡拉化石就是前輩們言傳身教、是"望石興嘆"沒有辦法的辦法。用這種方法找化石除了幾十年如一日地"執(zhí)著"外，還很大程度上需要些運(yùn)氣。誰知道哪個(gè)采石場(chǎng)某天會(huì)放炮開山炸石，如果不及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)，震塌下來的大石塊第二天也許就加工成了小碎石拖去鋪路了。同樣，你也不清楚，誰家有錢了，剛好把屋頂上的石瓦片換了下來，你有機(jī)會(huì)去翻看翻看。否則，這些廢棄的石料說不定很快就會(huì)作為碎石拖走了。因此，要把握好機(jī)會(huì)最好的辦法就是多去三峽、多留心、多看看。記得有一年，周傳明和陳哲就前前后后跑了五趟三峽（圖3）。

圖2 用薄石板當(dāng)瓦片蓋的民房，這種房子在三峽還現(xiàn)存很多。

這次的意外發(fā)現(xiàn)，可能正好印證了那句老話，要成大事者，必須"天時(shí)、地利與人和"。也就是這一年的春天，我們課題組在英國的"自然"雜志上公布了"藍(lán)田生物群"的重要成果，同時(shí)也獲得了中科院、基金委數(shù)目可觀的科研經(jīng)費(fèi)的支持。"人逢喜事勁頭足"，周傳明、陳哲帶著課題組的兩位年輕同志：王偉和關(guān)成國，在炎炎的夏日興高采烈地第N次來到了三峽，這次的主要任務(wù)是埃迪卡拉系陡山沱組剖面的實(shí)測(cè)和巖樣采集。按照慣例，當(dāng)然也要順帶去翻翻老鄉(xiāng)家屋前屋后的"廢石堆"（圖4）?？梢哉f，這一翻可不得了，翻出了一片新天地。

圖3 那一年的春天，周傳明把老一輩地質(zhì)工作者尋找化石的經(jīng)驗(yàn)繼續(xù)傳給他的學(xué)生們——王偉和關(guān)成國，這應(yīng)該就是現(xiàn)實(shí)版的"愚公移山"吧。

需要特別指出的是，還是年輕人的眼神好，最先在亂石堆里發(fā)現(xiàn)這塊化石的是關(guān)成國同志。這位同志平時(shí)做事就非常細(xì)心，這也是他最大的優(yōu)點(diǎn)，關(guān)鍵時(shí)刻起到了"一眼定乾坤"的作用，也許這塊石頭是其他老同志看過而疏忽掉的。年輕同志就是好學(xué)好問，看到自己不明白的東西就虛心請(qǐng)教，不會(huì)不了了之。當(dāng)關(guān)成國發(fā)現(xiàn)這個(gè)以前沒有見過、看上去很奇怪的東西時(shí)，就與王偉討論起來。當(dāng)然，不管討論結(jié)果如何，最后還是遞到了周傳明和陳哲眼前。"陳老師，這是什么結(jié)構(gòu)？"，關(guān)成國很靦腆地問陳哲，"這是埃……","埃"字剛出口，周傳明一個(gè)箭步跨上來，一把就把石片搶到了手中。陳哲回憶起當(dāng)時(shí)的情形，"我看到周傳明的反應(yīng)比見到這塊化石還要吃驚，這人平時(shí)遇事不驚、舉止溫文爾雅，還從來沒有見過周老師這么粗暴的舉動(dòng)和敏捷的身手"。

這兩位可算是老江湖了，納米比亞和澳大利亞的埃迪卡拉化石，周傳明可是親眼去看過，加拿大的埃迪卡拉化石，他們倆就組團(tuán)去觀摩過，有關(guān)埃迪卡拉生物群的資料，陳哲那里幾乎都有。在這里，我想說的是，王偉和關(guān)成國應(yīng)該明白，周傳明和陳哲冒著酷暑帶你們來翻亂石堆，就是要找這樣的東西啊！

關(guān)于隨后的情形，雖然我不在現(xiàn)場(chǎng)，我也能想象出：陳哲肯定是用沾滿灰塵和微微顫抖的手從上衣口袋里掏出一根香煙，先點(diǎn)上猛吸一口，一句話也不說。至于周傳明嘛，左手繼續(xù)抓著那個(gè)石片，右手伸了過去，跟陳哲說："給我來一枝"。（注：周傳明自去年三峽埃迪卡拉化石公開發(fā)表后，就戒煙了，戒煙是否跟在中國終于發(fā)現(xiàn)了埃迪卡拉化石有關(guān)，不便細(xì)究，這是后話）。

其實(shí)，接下來"順藤摸瓜"地尋找化石源頭的事情并不是想象的那么順利。這家房子的主人姓李（后來我們都叫他老李，其實(shí)年齡比我們都小，出于禮貌，總不能喊人家"小李"吧），他這房子并不是自己建的，是多年前從當(dāng)?shù)匾晃焕相l(xiāng)那里買來的，房子是老房子，很有些年頭了，老李也不知道屋頂?shù)氖咂瑏碜院翁?。?jīng)打聽，原來的房主人已經(jīng)搬走，很難在短時(shí)間內(nèi)找到他。

三峽地勢(shì)崎嶇不平，山里人家大多依山建房，每家每戶幾乎都不挨著。后來幾天，他們走訪了附近山頭的多戶人家，就是想知道老李家屋頂上的石瓦片的來源，或者找到原來的房主人問問情況。但是很多住戶都是"鐵將軍"把門，要么出遠(yuǎn)門到大城市里打工去了，要么一大早就去哪個(gè)山頭干農(nóng)活去了。

老李家的房子和石瓦片是真實(shí)存在的，總有知事的、懂事的明白人知道來龍去脈。功夫不負(fù)有心人，他們終于在一個(gè)山洼里的莊稼地里遇到一位"懂事的"、姓高的矮個(gè)子老頭，他回憶起，李家的房子原來是張家的，張家的老爺子過世前曾叫他幫忙到附近一個(gè)山坳中采過"石瓦片"。這樣七轉(zhuǎn)八轉(zhuǎn)，石瓦片的原產(chǎn)地露出了真面目。

圖4 陳哲和周傳明正專心致志地翻看"亂石堆"。

圖5 由陳哲領(lǐng)導(dǎo)的一支平均年齡約65歲的化石挖掘隊(duì)伍。

圖6 挖掘現(xiàn)場(chǎng)?；诰蚴且粋€(gè)需要長年堅(jiān)持的體力活。

大家都明白，找到地點(diǎn)非常關(guān)鍵，但這也只能說是"萬里長征"的第一步。找到了地點(diǎn)也不一定很快就能找到產(chǎn)化石的層位，找到了層位也不一定就能找到化石。老一輩地質(zhì)工作者半個(gè)世紀(jì)在三峽尋找化石的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，即使找對(duì)了層位，化石也一定非常之少，否則這些年來他們?nèi)龒{大小山頭都轉(zhuǎn)遍了，怎么就連一塊埃迪卡拉化石也碰不到。關(guān)于到石瓦片的原產(chǎn)地如何去挖掘的問題，記得我當(dāng)時(shí)的建議是，多找一些當(dāng)?shù)氐拿窆ず陀薪?jīng)驗(yàn)的石匠，人數(shù)不要少于15人，咱們先試試"人海戰(zhàn)術(shù)"再說。接下來找民工也是一件不容易的事，挨著山頭、挨家挨戶去問，并委托老李，等晚上老鄉(xiāng)都從地里收工回家了再去問。山里的年輕人幾乎都出遠(yuǎn)門打工了，留守的基本都是老頭和老太。最后七湊八湊，找到了一支平均年齡在65歲左右，由10多位老頭和老太組成的隊(duì)伍（圖5）。

幸運(yùn)的是，老李和鄰居老傅年輕時(shí)不但做過石匠，手頭上還有一套開山鑿石的工具。這樣，以他倆為"核心骨干"，在老高指引的那個(gè)山坳中熱乎朝天地干了起來（圖6）。

我們課題組有一個(gè)慣例，遇到重要化石生物群的大規(guī)模挖掘或工作量較大的其他野外工作，不管是誰，那怕與你的研究方向相差較遠(yuǎn)，大家都應(yīng)該去幫忙?？吹街軅髅靼l(fā)出的照片后，沒幾天，肖書海和他的兩位學(xué)生從美國維吉尼亞工程學(xué)院來到了三峽，鮑惠銘也從美國路易斯安那州立大學(xué)趕了回來，華洪從西安、曹瑞驥、尹磊明、其他學(xué)生和我從南京很快就到了三峽挖掘現(xiàn)場(chǎng)（圖7）。

我們和十多位民工一起，除了炸藥（違禁品，一般人現(xiàn)在搞不到。），其他的如沖擊鉆、撬棍、鋼釬、12磅大錘、鑿子、地質(zhì)錘全用上了，"青石板"被一大塊一大塊地掀了起來。很快，十多天過去了，除了常見的遺跡化石外，還沒有發(fā)現(xiàn)一點(diǎn)埃迪卡拉化石的蹤跡。好在大家都有"即使找到了數(shù)量也非常少"的心理準(zhǔn)備，但即便這樣，心里頭還是難免犯嘀咕，老高是否有點(diǎn)老迷糊了，帶錯(cuò)地方了？

圖7 課題組的絕大部分成員很快就到了挖掘現(xiàn)場(chǎng)。

民工們繼續(xù)在挖、在敲打，但我們除了敲打石塊外，不得不坐下來再次進(jìn)行思考和討論。畢竟，轉(zhuǎn)眼間二十天了還沒有發(fā)現(xiàn)我們期盼的東西。別看陳哲平時(shí)不怎么說話，這時(shí)候發(fā)話了："我們?cè)谶@里繼續(xù)向下挖，已經(jīng)不是原來石片的產(chǎn)出層位了，我這幾天到附近看了看，距離這里三十米左右的山上，有很好的巖層出露，那里的層位比這里要高一些，建議換到那里去挖。"經(jīng)他這么一提醒，大家很快就明白了。這個(gè)挖掘點(diǎn)現(xiàn)在就是一個(gè)凹坑，周圍都是灌木叢，繼續(xù)挖掘的余地不大，何況老鄉(xiāng)當(dāng)年取石塊的那個(gè)巖層，也就是化石產(chǎn)出層已經(jīng)挖沒了，再往下挖，不但工作量和難度越來越大，距離原層位也越來越遠(yuǎn)了。

圖8 陳哲指引下的第二個(gè)挖掘點(diǎn)，在這里找到了第一塊原層位產(chǎn)出的埃迪卡拉化石。

圖9 原層位挖掘出來的第一塊埃迪卡拉化石——Hiemalora正反面，比例尺代表2厘米。

這次，我們?cè)陉愓艿膸ьI(lǐng)下來到了山上，這里視野開闊，可以放開手腳大干特干了（圖8），大家鋪開了攤子繼續(xù)"錘子棒子"敲了起來。我們堅(jiān)信化石再少不可能就只有一塊，挖地三尺也要找到第二塊！這樣六七天又不知不覺地過去了，青石板上還只是那些常見的遺跡化石。就在眾人高度懷疑老高的判斷力和陳哲的科學(xué)分析能力的第八天，終于在原始的巖層上發(fā)現(xiàn)了一塊形狀像"向日葵"的圓形化石！這個(gè)當(dāng)然就是埃迪卡拉生物群最具代表性的化石之一：Hiemalora了！這也是中國第一塊從原始層位找到的典型的埃迪卡拉化石（圖9）。

按常理來說，有了第一個(gè)，就不愁第二個(gè)了，但是，發(fā)現(xiàn)第二個(gè)也不是那么容易。大家沿著化石的產(chǎn)出層位換了好幾個(gè)采集點(diǎn)，才找到后來大家看到的一系列化石。之后，陳哲、周傳明和肖書海等人把這次的新發(fā)現(xiàn)整理成文，并于2014年在國際有影響力的雜志上發(fā)表了。論文發(fā)表后，引起了國內(nèi)外相關(guān)學(xué)術(shù)界和主流媒體的廣泛關(guān)注。2014年夏天，由我們課題組主持召開的埃迪卡拉紀(jì)國際討論會(huì)期間，邀請(qǐng)了國內(nèi)外埃迪卡拉生物群研究的知名專家來到了三峽挖掘現(xiàn)場(chǎng)，肖書海和陳哲為專家們解讀了這一"遲到的"具有重要科學(xué)意義的發(fā)現(xiàn)（圖10）。

三峽的挖掘工作和研究工作一直在繼續(xù)，典型的埃迪卡拉化石分子接二連三的被不斷地揭示出來，新類型時(shí)時(shí)刻刻地添加到埃迪卡拉生物群這一"大家庭"的名單中。該生物群已成為我國早期生命研究領(lǐng)域又一個(gè)新的生長點(diǎn)。

科學(xué)探索需要有一股子"不撞南墻不回頭"的牛脾氣。就是這種執(zhí)著的追求支撐著我國老一輩地質(zhì)工作者在三峽地區(qū)苦苦尋找埃迪卡拉化石近半個(gè)世紀(jì)，在他們的鼓勵(lì)和指引下，我們這代人又把這一"追尋"延續(xù)了二十年。現(xiàn)如今，兩代人的夢(mèng)想在這個(gè)追夢(mèng)的年代終于實(shí)現(xiàn)了！對(duì)我來說，又何曾不是這樣，自從走進(jìn)了早期生命研究這一領(lǐng)域的大門，雖然埃迪卡拉紀(jì)的甕安生物群、藍(lán)田生物群和廟河生物群一直是我工作的重點(diǎn)，但每隔一年半載，總是被同一個(gè)夢(mèng)境縈繞：在三峽某處的巖層面上有成群的埃迪卡拉葉狀體化石……。

圖10 2014年6月國際會(huì)議期間，陳哲和肖書海在挖掘現(xiàn)場(chǎng)向國內(nèi)外學(xué)者詳細(xì)介紹三峽埃迪卡拉化石。

有夢(mèng)想就不會(huì)安于現(xiàn)狀，就會(huì)去追求，但要實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想，特別是幾代人的夢(mèng)想并不容易。"眾人拾柴火焰高"，團(tuán)隊(duì)的默契合作和辛勤的勞動(dòng)會(huì)給成功帶來更多的好運(yùn)。記得在我大學(xué)畢業(yè)的留言簿上，一位同窗好友送了我這么一句話："運(yùn)氣總是留給有準(zhǔn)備的人"，我一直堅(jiān)信這句名言。這些年來，耳聞目睹和親身經(jīng)歷了我國早期生命研究中一系列化石寶庫的新發(fā)現(xiàn)，我更推崇另一種說法"運(yùn)氣也是實(shí)力的一部分"！