Science丨叢培允團(tuán)隊(duì)揭示后生動(dòng)物門(mén)類(lèi)起源與早期演化

2026 年 4 月 3 日 ，云南大學(xué)叢培允團(tuán)隊(duì)在 Science 在線(xiàn)發(fā)表關(guān)于 后生動(dòng)物門(mén)類(lèi)起源與早期演化 的 最新 研究成果 ： The dawn of the Phanerozoic: A transitional fauna from the late Ediacaran of Southwest China 。該研究系統(tǒng)報(bào)道了云南東部埃迪卡拉紀(jì)江川生物群豐富的后生動(dòng)物化石，包括多種兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物，首次實(shí)證了埃迪卡拉紀(jì)末期海洋生態(tài)系統(tǒng)中已出現(xiàn)了與寒武紀(jì)相似的動(dòng)物組合（圖1），為理解后生動(dòng)物門(mén)類(lèi)的起源及海洋生態(tài)系統(tǒng)的早期演化提供了關(guān)鍵線(xiàn)索和證據(jù)。

圖1 江川生物群藝術(shù)復(fù)原圖（王曉東繪）

寒武紀(jì)（ 5.388-4.868 億年）早期“突然”出現(xiàn)的動(dòng)物化石記錄了后生動(dòng)物門(mén)類(lèi)起源 與早期輻射演化事件，被稱(chēng)為“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”。但令人奇怪的是，在寒武紀(jì)之前的地層中幾乎找不到現(xiàn)代動(dòng)物門(mén)類(lèi)的化石記錄。達(dá)爾文在其巨著《物種起源》中將寒武紀(jì)之前動(dòng)物化石的缺失視為對(duì)生物演化理論的最大挑戰(zhàn)之一，因此這一現(xiàn)象又被稱(chēng)為“達(dá)爾文的困惑”（ Darwin ’ s dilemma ）。目前科學(xué)界廣為接受的一個(gè)觀點(diǎn)認(rèn)為：動(dòng)物門(mén)類(lèi)的起源根植于寒武紀(jì)之前的地質(zhì)時(shí)代，極大可能發(fā)生在埃迪卡拉紀(jì)（ 6.35-5.388 億年）。埃迪卡拉 紀(jì)動(dòng)物 存在的證據(jù)主要來(lái)自遺跡化石（動(dòng)物活動(dòng)留下的痕跡）和埃迪卡拉型生物（主要包括葉狀等形態(tài)奇特的動(dòng)物化石），但關(guān)于后生動(dòng)物主要支系——兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物（約占動(dòng)物物種總數(shù)的 98% ）的實(shí)體化石證據(jù)比較稀少且爭(zhēng)議較大。一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，尋找寒武紀(jì)之前的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物化石是生物演化領(lǐng)域最基礎(chǔ)的重大科學(xué)命題之一，也是破解“達(dá)爾文的困惑”所缺失的最關(guān)鍵證據(jù)環(huán)節(jié)。

云南東部是全球范圍內(nèi)研究埃迪卡拉紀(jì) - 寒武紀(jì)地層古生物的熱點(diǎn)區(qū)域，按照地質(zhì)年代先后順序保存有江川生物群、梅樹(shù)村動(dòng)物群、澄江生物群、小石壩生物群、關(guān)山生物群等一系列軟軀體化石寶庫(kù)，其地層記錄的 完整 程度與化石保存的精美程度皆是舉世罕見(jiàn)。“江川生物群”一詞最早由陳孟 莪 先生于 1999 使用，指示云南東部埃迪卡拉紀(jì)燈影組舊城段（不早于 5.54 億年）中可能存在動(dòng)物化石。本世紀(jì)以來(lái)，江川生物群中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些埃迪卡 拉 類(lèi)型生物化石以及潛在的動(dòng)物化石線(xiàn)索。 2017 年，團(tuán)隊(duì)成員在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院唐烽研究員的幫助下，開(kāi)始對(duì)云南東部埃迪卡拉紀(jì)末期的江川生物群開(kāi)展了一系列的野外調(diào)查。經(jīng)過(guò)近十年的野外工作，研究團(tuán)隊(duì)先后發(fā)現(xiàn)多個(gè)新的化石剖面并采集了大量的化石標(biāo)本。

在本項(xiàng)研究中，由云南大學(xué)領(lǐng)銜的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)在前人研究基礎(chǔ)上，對(duì)采自江川生物群數(shù)百件保存精的軟軀體動(dòng)物化石進(jìn)行了多技術(shù)手段成像，鑒定出包括典型埃 迪 卡 拉動(dòng)物 和后生動(dòng)物基部類(lèi)群以及兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物等多門(mén)類(lèi)化石。其中兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物占據(jù)了絕大多數(shù)，數(shù)量最多的是蠕蟲(chóng)狀生物，一類(lèi)保存有固著器、 翻吻和 腸道；另一類(lèi)具有顯著的頭部分化，身體能彎曲成 S 型，表明該蠕蟲(chóng)動(dòng)物具有運(yùn)動(dòng)能力。這兩類(lèi)蠕蟲(chóng)狀化石可以明確歸屬到兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物總?cè)海瑥浹a(bǔ)了兩側(cè)對(duì)稱(chēng)動(dòng)物類(lèi)群早期實(shí)體化石記錄的空白。

研究團(tuán)隊(duì)在江川生物群中還發(fā)現(xiàn)了豐富的后口動(dòng)物化石，如 寒武岐須蟲(chóng)類(lèi) （ cambroernids ）以及半索動(dòng)物 Margaretia 的外部管狀結(jié)構(gòu)。 這些 化石和寒武紀(jì)特異埋藏化石庫(kù)（如澄江生物群、布爾吉斯頁(yè)巖生物群）中的種類(lèi)具有高度相似性，表明寒武紀(jì)早期后口動(dòng)物一些特有的化石類(lèi)群至少在埃迪卡拉紀(jì)末期就已經(jīng)出現(xiàn)。這 些 化石在親緣關(guān)系上隸屬于步帶類(lèi)（即半索動(dòng)物和棘皮動(dòng)物組成的支系），這一發(fā)現(xiàn)預(yù)示著步帶類(lèi)的姊妹類(lèi)群——脊索動(dòng)物（我們?nèi)祟?lèi)所屬的動(dòng)物門(mén)）在埃迪卡拉 紀(jì)已經(jīng) 出現(xiàn) ， 為研究脊索動(dòng)物起源與演化打開(kāi)了全新的視角。

研究團(tuán)隊(duì)使用掃描電子顯微鏡 -X 射線(xiàn)能譜分析以及沉積相分析等多種手段，揭示了江川生物群中的化石主要以碳質(zhì)薄膜的形式保存，并伴隨有黃鐵礦化和磷酸鹽化，是寒武紀(jì)特異埋藏化石庫(kù)的典型方式。這與華南以及全球范圍內(nèi)埃迪卡拉 紀(jì)其他 主要化石寶庫(kù)的保存方式存在顯著不同：世界范圍內(nèi)埃迪卡拉紀(jì)化石主要以印痕的形式保存。江川生物群的生物組合和化石保存方式代表著一種在埃迪卡拉紀(jì)末期開(kāi)始出現(xiàn)的“寒武紀(jì)型”動(dòng)物群落 。江川生物群中豐富的兩側(cè)動(dòng)物化石組合支持達(dá)爾文一個(gè)多世紀(jì)以前的推斷：后生動(dòng)物化石在寒武紀(jì)之前地層中的“缺失”是由于化石記錄不完整所造成的假象。

http://doi.org/10.1126/science.adu2291

制版人： 十一

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