還記得要你叫“祖宗”的“澄江小蟲蟲”嗎？

●盧平 文 小琪 編

2019年，云南的高速公路上出現(xiàn)了一條宣傳語“澄江小蟲蟲，你的小祖宗”。這個有著奇特萌點(diǎn)的押韻句子迅速在網(wǎng)絡(luò)上火了一把，也把澄江化石地世界自然遺產(chǎn)管理委員會送上了當(dāng)年菠蘿科學(xué)獎·菠蘿U獎的領(lǐng)獎臺，成了當(dāng)年“最具社會影響力的科學(xué)傳播事件”。

在頒獎典禮上，獲獎人展示了宣傳語所指的“小蟲蟲”本尊——鳳姣昆明魚化石。而這句宣傳語雖然有些傲嬌，卻并不過分：這條來自5億年前、不到3厘米長的“小蟲蟲”，真的是我們?nèi)祟惖摹白孀凇薄?/p>

昆明魚（復(fù)原圖）

小祖宗的神秘時代

演化是沒有固定方向的，地球上現(xiàn)存的不同生物門類也沒有高低之分，都是將近40億年的演化歷史中，“生命之樹”上先后分化出的不同支系。但我們免不了會更關(guān)注“我們從何而來”，也就是從最初的單細(xì)胞生物到人這一演化路徑上發(fā)生了什么事件。昆明魚所生活的寒武紀(jì)早期，就是各類生物迅速“堆技能點(diǎn)”的時代；而昆明魚，也給我們留下了不少至關(guān)重要的“技能點(diǎn)”。

在演化生物學(xué)祖師爺達(dá)爾文的構(gòu)想中，每個新性狀、新功能的出現(xiàn)都經(jīng)歷了緩慢的“漸變”。然而在《物種起源》中，他專門講了一章“論地質(zhì)記錄的不完整性”，因為距今5.4億年的動物門類大爆發(fā)，原因難以解答，讓他很是頭疼，覺得可能是更早期的動物化石沒有被發(fā)現(xiàn)。今天，我們則對“寒武紀(jì)大爆發(fā)”耳熟能詳，在6億多年前藍(lán)細(xì)菌把地球改造成充滿氧氣的世界后，動物的單細(xì)胞祖先發(fā)展出了多細(xì)胞結(jié)構(gòu)，拉開了三幕式的演化大戲之幕。

從“好吃懶做”的埃迪卡拉動物群，到身披鎧甲的小殼動物，再到三葉蟲、奇蝦等明星物種悉數(shù)登場的大爆發(fā)高潮，多細(xì)胞動物在演化中探索了千奇百怪的身體構(gòu)造，“發(fā)明” 創(chuàng)新了各種好用的器官和功能。

在僅占生命演化史百分之一的四千萬年時間內(nèi)，現(xiàn)代動物的各大“門派”幾乎悉數(shù)登場，各顯神通。寒武紀(jì)的淺海地區(qū)充斥著各種海綿動物、軟體動物、環(huán)節(jié)動物、節(jié)肢動物、棘皮動物等等。在眼睛、觸手、口器、鰓弓等十八般武藝的較量中，有一類不起眼的“小蟲蟲”開始向著“有頭腦”的方向發(fā)展，這就是我們的小祖宗昆明魚。

昆明魚化石

可可愛愛，長出腦袋

除開海綿動物等早期分化出的門類，多細(xì)胞動物的“主流”兩側(cè)對稱動物按口和肛門的發(fā)育過程分為了原口動物和后口動物：前者包含了現(xiàn)在的節(jié)肢動物和軟體動物等門類，后者則包括海參、海星等棘皮動物和我們?nèi)祟愃鶎俚募顾鲃游?。早期的脊索動物擁有一條從頭至尾貫穿身體、充滿液泡的彈性“棒棒”——脊索，能支持身體，例如頭索動物中生活至今的文昌魚。

在昆明魚被發(fā)現(xiàn)之前，人們已經(jīng)從加拿大布爾吉斯頁巖的寒武紀(jì)化石動物群中，發(fā)現(xiàn)了疑似頭索動物的蹤影。然而我們知道，脊索在后來的演化中逐漸被更好用的“脊椎”取代了，脊椎動物又是什么時候產(chǎn)生的呢？

1999年，古生物學(xué)家舒德干和同事在采自云南昆明?？阪?zhèn)的化石中發(fā)現(xiàn)了一條身長28毫米的小生物。它紡錘形的身體沒有鱗片，明顯分成了前后兩部分：頭部最明顯的結(jié)構(gòu)是5～6個排成一列的鰓囊，以及尖端的口；軀干部則整齊排列著Z字形的分節(jié)肌肉，下方的腹部有深色的腸道?？v貫肌節(jié)的線條表明，這是一只有殘余脊索的小魚，得名鳳姣昆明魚。在同一地點(diǎn)，他們還發(fā)現(xiàn)了另一條體型相似的耳材村?？隰~。

昆明魚和?？隰~與3年后發(fā)現(xiàn)的長吻鐘健魚一起構(gòu)成了昆明魚目，大量保存良好的標(biāo)本表明，昆明魚目的脊索周圍已經(jīng)開始出現(xiàn)規(guī)則排列的小小軟骨——也就是最原始的脊椎。這個由脊索到脊椎的轉(zhuǎn)化，至今還在每個人的胚胎發(fā)育期重演。由此，這些在5.2億年前寒武紀(jì)早期就游弋于淺海中的小魚，就穩(wěn)穩(wěn)坐上了“最古老的脊椎動物”這把交椅，成了我們?nèi)祟惖摹靶∽孀凇薄?/p>

脊椎動物的創(chuàng)業(yè)藍(lán)海

前面說到，寒武紀(jì)是各門類“祖宗”們“堆技能點(diǎn)”的高潮年代。昆明魚目的厲害之處也遠(yuǎn)不止有了原始的脊椎：源自靜脈竇的原始心臟，能更高效地為昆明魚的運(yùn)動供應(yīng)能量；看似與現(xiàn)今魚類沒什么差別的頭部，也是那個年代的首創(chuàng)，里面承載了最早期的大腦結(jié)構(gòu)，加上與腦相連的一對大眼睛，讓頭部成了身體的“指揮中心”。循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和運(yùn)動系統(tǒng)很可能為昆明魚提供了更好的運(yùn)動能力。

與達(dá)爾文的漸變構(gòu)想不同，寒武紀(jì)大爆發(fā)在短時間內(nèi)為地球帶來了眾多生物門類。讓我們看到了演化歷史更加真實(shí)復(fù)雜的軌跡。在“有頭有腦”的昆明魚之后，脊椎動物的演化在頭部繼續(xù)大做文章，分化出了具有環(huán)狀口部的圓口綱動物；又從原始的鰓中改造出了上下頜，讓后來的有頜魚類擁有了方便攝食的真正的嘴，成了志留紀(jì)、泥盆紀(jì)時代的海洋一霸；在泥盆紀(jì)中晚期，魚類登陸，開啟了脊椎動物在陸地上的演化征程……

魚類登陸3億多年后，我們?nèi)祟惖靡越⑽拿?、在化石中尋找先祖的痕跡。而這些，都源于五億兩千萬年前海水中那一條指尖大小的“小祖宗”。

海口魚復(fù)原圖