清江生物群打开寒武纪新宝藏

近日，《科学》杂志发表了西北大学早期生命与环境创新研究团队张兴亮、傅东静等人的最新研究成果《华南早寒武世布尔吉斯页岩型化石库——清江生物群》，在国际上首次公布了该团队在中国宜昌长阳地区发现了距今5.18亿年的寒武纪特异埋藏软躯体化石库，并命名为“清江生物群”。这是进化古生物学界又一突破性发现。

困扰古生物学界的“悬案”

大约6亿年前，在地质学上被称作寒武纪的开始，绝大多数无脊椎动物在几百万年的时间内出现了。这种几乎是“同时”“突然”出现在寒武纪地层中门类众多的无脊椎动物化石，在寒武纪之前更为古老的地层中，长期以来却一直没有找到明显的祖先化石。这一现象被称作“寒武纪生命大爆发”，简称“寒武纪大爆发”。

自达尔文时代以来，寒武纪大爆发就一直困扰着学术界。要破解寒武纪大爆发的奥秘，除了基于理论的科学猜想，更需要发现恰当的科学观察窗口——化石库，以找到可靠的化石实证。对古生物学者而言，最完美的、可解密寒武纪大爆发与动物门类起源的研究对象，莫过于布尔吉斯页岩型化石库。这是因为相较于常见的、类似保存着脊椎动物骨骼的硬体化石库，布尔吉斯页岩型化石库不仅可以保存动物骨骼以外的组织、器官等软体形态，更可以保存诸如水母、海葵等软躯体生物。因此，这一类型的化石库能够最大程度还原寒武纪生物群原本的、完整的组合面貌，为探寻寒武纪大爆发的演化模式和强度，以及构建动物生命树的基本结构提供绝佳的化石记录。

百余年间，科学家在全球发现了50余个化石库，但“理想的顶级研究目的地”寥寥：20世纪初至20世纪70年代，加拿大寒武纪中期布尔吉斯页岩化石库中软躯体化石生物群的发现和研究，在古生物学和进化生物学中长期独领风骚；20世纪80年代以来，我国云南寒武纪早期澄江生物群研究成果超越前者，其动物界的三个亚界的早期框架构成更为完整，化石保存更为精美，成为我国唯一化石地世界自然遗产。

又一个顶级“化石宝库”

本次发现的清江生物群之所以特别引人瞩目，在于其有自己突出的特点和优势。首先，新属种的比例最高，占53%，远超近年来发现的所有其他布尔吉斯页岩生物群。其次，后生动物相对多样性最大，目前已研究的4351件化石标本中，已分类鉴定出109个属，稀疏度分析曲线显示，清江生物群的物种多样性将有潜力超越当前所有其他寒武纪软躯体化石库。第三，软躯体生物类群最多，已发现的109个后生动物属中，85%不具有矿化骨骼，且绝大多数为水母、海葵等没有骨骼的动物。第四，化石形态保真度最优，各类群动物保存栩栩如生，软体组织和器官的形态结构清晰可见。第五，原生有机质的埋藏保存最好，清江生物群化石主要以原生碳质薄膜形式保存，未经明显的成岩作用和风化作用改造，是开展埋藏学和地球化学研究进而开展深入古环境研究的理想素材。西北大学副教授、成果论文第一作者傅东静说：“清江生物群化石将成为开展寒武纪大爆发研究最理想的顶级‘化石宝库’。”（本刊综合）※

2018年，西北大学地质学系的师生在湖北省宜昌市丹水河进行“清江生物群”化石挖掘（图/新华社）