地球上最早的動物像一片樹葉

地球上最早一批動物是什么時候產(chǎn)生的？此前有研究表明，地球上最早的動物可能出現(xiàn)在埃迪卡拉紀。最近的研究發(fā)現(xiàn)一種像蕨類的葉狀海洋生物，名叫美妙春光蟲，很可能是地球上最早出現(xiàn)的動物之一。這意味著動物界可能比科學界所知更加古老。

埃迪卡拉紀持續(xù)的時間介于6.35億到5.42億年前。這個時期是理解動物起源的關(guān)鍵，因為它正好發(fā)生在5.41億年前的“寒武紀大爆發(fā)”之前，許多至今仍然存在的動物群體的化石記錄，首次出現(xiàn)在這一時代中。

埃迪卡拉紀生物群的化石中，有一些是大型復雜生命形式中最古老的，這些早期化石跟現(xiàn)存的任何生物都不太像。所以，圍繞它們在生命系統(tǒng)發(fā)生樹上的歸屬，科學界存在不小的爭論，雖然有人提出，在這些大型復雜生物的化石中，至少有一些屬于早期動物，但從海藻到巨型原生動物，幾乎每一種可能性都不乏支持者。

對于埃迪卡拉紀大型生物（肉眼可見的生物）跟現(xiàn)代動物的親緣關(guān)系，我們并不清楚。因為到寒武紀生命大爆發(fā)時——生物多樣性迅速上升的時期——它們似乎已經(jīng)滅絕。而我們已知的大部分主要動物群，都是從那個時期開始出現(xiàn)的。

但最近，卡特希爾和中國西北大學的韓健發(fā)現(xiàn)，有證據(jù)表明埃迪卡拉紀的某些生物其實隸屬于動物界。

連接埃迪卡拉紀和寒武紀的化石

卡特希爾和韓健采用計算機分析，對比了埃迪卡拉紀動物群的成員和其他一些生物體——比如單細胞的原生動物、藻類、真菌和寒武紀生命大爆發(fā)后出現(xiàn)的9個動物類型，其中包括美妙春光蟲。發(fā)現(xiàn)美妙春光蟲是銜接寒武紀時期出現(xiàn)的動物（無論是數(shù)量還是多樣性都非常巨大）與更早時期出現(xiàn)的動物之間的關(guān)鍵聯(lián)系。

美妙春光蟲的藝術(shù)化復原圖

埃迪卡拉生物群中最古老的物種——美妙春光蟲化石的前視圖

目前，研究者只在世界上的一處地方發(fā)現(xiàn)過美妙春光蟲的化石，那就是中國云南的澄江縣。這片地區(qū)異常完好地保存了5.18億年前的寒武紀化石。

通常，化石記錄只能保存堅硬的貝殼或骨頭，而像澄江化石群這類特殊的地點，還能保存像美妙春光蟲這樣的軟體動物的遺骸。最初在2006年，已知的春光蟲寒武紀化石標本有8種，這次檢查的206個新的可追溯到寒武紀的生物化石，都是由中國西北大學的研究人員發(fā)現(xiàn)的。

來自納米比亞國家地球科學博物館的埃迪卡拉化石

中國西北大學提供的春光蟲的寒武紀化石

埃迪卡拉紀化石的保存方式，是它們身上蘊藏的另一個秘密。在這些化石身上，經(jīng)常顯示出彎曲、扭曲和撕裂的跡象，這表明它們保存的是沒有堅硬部分的軟體生物。然而，卻幾乎并沒能留下任何軟組織。相反，它們在周圍的沉積物中留下了霉，有點類似沙灘上的腳印。

與此形成鮮明對比的是，在最新被檢測的美妙春光蟲的寒武紀化石中，飽含了碳基組織，這使得研究者能夠看到身體本身的詳細結(jié)構(gòu)和內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)。

在東京工業(yè)大學和劍橋大學的一項研究中，研究人員通過對化石進行解剖學和進化關(guān)系的計算機分析，比較了新的寒武紀美妙春光蟲化石和更早期的埃迪卡拉生物化石。這也是第一次對埃迪卡拉生物群與一系列其他生物之間的關(guān)系進行分析，其中包含原生動物、藻類、真菌在內(nèi)的單細胞生物，以及包括美妙春光蟲在內(nèi)的9種動物。這項分析使用了80多張單個化石標本的照片，以比較這些生物群的解剖特征。

分析結(jié)果顯示，美妙春光蟲和7種關(guān)鍵的埃迪卡拉紀生物群加起來，構(gòu)成了一種“獨特的早期進化動物群”。它們被命名為“納米比亞花瓣蟲”，在生命系統(tǒng)發(fā)生樹上占據(jù)自己的一支。這個群體的成員有著相似的解剖結(jié)構(gòu)，包括類似蕨葉的結(jié)構(gòu)。

動物進化的重新思考

將埃迪卡拉生物群的這些物種與美妙春光蟲歸類成一組動物，對探索動物起源具有重要意義。根據(jù)這些新的證據(jù)，我們或許需要對一些關(guān)于早期動物進化的陳舊觀點進行修正。

因為埃迪卡拉生物群的一些物種現(xiàn)在可以被歸為動物，我們可以確定的是，動物王國的起源至少可追溯到這些化石出現(xiàn)的時期。這些類群中最古老的物種被稱為“納米比亞花瓣蟲”，大約出現(xiàn)在5.71億年前（埃迪卡拉紀晚期）的化石記錄中。

早在寒武紀大爆發(fā)之前，動物物種的多樣性就已經(jīng)出現(xiàn)了。這或許還意味著，現(xiàn)在，我們對動物起源的探索應該集中在比這更早的時期內(nèi)——在埃迪卡拉紀早期、甚至更古老的地質(zhì)時代?；谶@點，動物的起源可能比已發(fā)現(xiàn)的傳統(tǒng)化石記錄要早得多。

由于許多埃迪卡拉紀的物種沒能在后來的巖石被發(fā)現(xiàn)，這使得一些研究人員認為它們是進化中的“失敗實驗”，在寒武紀開始時就消失了。

對美妙春光蟲的研究表明，在寒武紀開始之前的2000萬年里，這些化石都是活著的，并沒有像人們所以為的那樣在一開始就滅絕了。

更有趣的是，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了206多塊美妙春光蟲的化石，盡管它們?nèi)鄙偻ǔＷ钜妆４娴膱杂膊糠?。這表明該物種是淺海生態(tài)系統(tǒng)中的重要成員，而不是某種稀有或徘徊在生死邊緣的幸存者。