由中国科学院南京地质古生物研究所科学家发现的一种5 亿多年前长相奇异的化石,被称为“麒麟虾”。
章氏麒麟虾副模式标本(曾晗供图)
它为什么被称为“麒麟虾”?
科研人员在哪里发现了它?
它究竟在生命演化中扮演了什么样的角色?
它的科学意义在哪里?
中科院南京地质古生物研究所科研团队在全球首次发现了一种5 亿多年前的虾形化石:它长相奇异,有5 只眼睛,既有海洋巨型捕食动物奇虾的掠食性附肢,又有我们熟知的蚊、蝇、虾、蟹等节肢动物硬化的表皮、愈合的头壳、多节的躯干和分节的腿。
因为其身体嵌合了多种动物的形态特征,就如同中国传统神话中的瑞兽——麒麟,因此它被命名为“章氏麒麟虾”。
“里海怪物”澄 江动物 群
“这是我们研究澄江动物群的又一重大发现,‘麒麟虾’代表了达尔文进化论预言的重要过渡型物种,它架起了从奇虾演化到真节肢动物的中间桥梁,给生物进化论增添了一个强有力的化石证据。”中国科学家在寒武纪地层里发现的这些“麒麟虾”化石,填补了节肢动物起源过程中关键的缺失环节,将解开节肢动物起源这一生物进化的百年谜题。
地球生命经历了约40 亿年的漫长历史,为何直到5 亿多年前的寒武纪时代,复杂多样的生命才在地球上突然出现?从达尔文开始,“寒武纪大爆发”这一重大生命演化事件,一直是困扰科学界的重大科学谜题。达尔文在他的《物种起源》里就特别提到,复杂动物在寒武纪突然出现是对进化论的巨大挑战。
然而,到了1984 年,中国科学院南京地质古生物研究所科学家在云南发现的“澄江动物群”,更加凸显了“寒武纪大爆发”的突发性,将“达尔文的困惑”推向顶峰。因为澄江动物群中化石发现表明,包括脊椎动物在内,几乎所有现代动物门类在5.2 亿年前都已经出现了。
不过,达尔文进化论中也提出,破解“寒武纪大爆发”之谜的方法,即:科学家需要找到动物门类起源的过渡型祖先化石。
在澄江动物群中,多样性最高的便是节肢动物,被誉为“寒武纪的明星”的三叶虫、奇虾,都是节肢动物。如果说从“寒武纪大爆发”开始,节肢动物便是地球上最成功的动物之一,一点也不为过。
而现如今,我们熟知的蝴蝶、螃蟹、蜈蚣和蜘蛛,也都是节肢动物,它们的共同点是:具有分节的身体和附肢。可以说,当今地球个体数量最多的动物就是节肢动物,它们占据了动物界中大约80%的物种多样性,在海、陆、空各种环境下都有它们的身影。
那么,节肢动物是怎么演化而来的?它们的祖先又长什么样?这是生物进化的一大难题,一百多年来困扰着一代又一代的科学家。而澄江生物群中,丰富的节肢动物化石便成了破解“达尔文的困惑”的“解铃石”之一。
在澄江动物群中,奇虾被认为是节肢动物的祖先类型,它是体长可达两米的顶级捕食动物。但是,奇虾和真节肢动物,形态差异巨大,两者之间存在着难以跨越的演化鸿沟。这一鸿沟成为探索“节肢动物起源之谜”的关键缺失环节。
此次发现的“麒麟虾”,其头部嵌合了节肢动物祖先类型的形态构造,包括寒武纪怪物——奥帕宾海蝎特有的5 只眼睛,以及寒武纪巨型顶级捕食动物——奇虾的掠食性附肢,但是,其身体又具有明显的真节肢动物特征。
本次发现的“章氏麒麟虾”化石中,最小的如同虾米般,最大的长达7cm。
研究团队采用多种技术手段,对“麒麟虾”化石进行了精细的比较解剖学研究。以多年积累的世界上其他寒武纪化石的研究数据为基础,结合“麒麟虾”独特的嵌合形态和演化发育生物学分析,论证了奇虾和真节肢动物第一对附肢的同源性。
“麒麟虾”代表了达尔文进化论预言的重要过渡化石,它架起了从奇虾演化到真节肢动物的中间桥梁,填补了节肢动物起源过程中关键的缺失环节,给生物进化论增添了一个强有力的化石证据。
经过几代科学家的不断努力,人们对动物起源之谜有了诸多重要认识,然而这远不是终点,在生命演化的过程中仍有诸多“谜团”等待我们去揭开。
澄江动物群生态复原图(杨定华绘图)
章氏麒麟虾复原图(黄迪颍、孙捷供图)