人是從哪來的?當然由猿演變而來。然而,再追問一步:在猿之前生命是如何起源,又是如何演化的?這個問題就連“進化論之父”達爾文也沒能完整地回答出來。千百年來,科學家們一直在試圖探究生命起源和進化的脈絡,希望能繪製出一個生物進化的清晰圖譜。直到進入21世紀,這個千古謎團終於被我國的3名科學家揭開。
今天,羅惠麟、陳良忠、胡世學3位古生物學家向新華社獨家披露,他們在昆明地區早寒武世澄江動物群化石中找到重要線索,人類出現以前生物演化進程中非常重要的一些缺環得到了填補,一個寒武紀生命大爆發的壯觀圖景、一個生命演化的完整鏈條已經清晰地展現在人們面前。
羅惠麟、陳良忠、胡世學都是雲南省地質科學研究所的古生物學家。1997年8月,三人在昆明海口地區的耳材村進行田野考察時,意外地發現了兩塊脊索動物的化石標本。隨後,他們對這兩塊化石開展了長達5年多的研究。他們將這兩塊化石分別定名為海口華夏魚和中新魚。隨著研究的深入,3位古生物學家驚喜地發現,這兩塊毫不起眼的小小化石竟然隱藏著生命起源的巨大奧秘:海口華夏魚、中新魚正是眾多科學家百思而不得其解的生物進化過程中兩個最大的缺環!
作為國家“九五”攀登計劃專項成果之一,他們此項具有突破性的研究得到了學術界的認同。近日,權威的《地質學報》英文版2001年12月號公開發表了他們的研究成果。
人類從來沒有停止過對包括自身在內的生命起源的探索。1859年,英國偉大的生物學家達爾文完成了他的科學巨著《物種起源》,創立了進化論。但鋻於當時古生物學的研究程度,在寒武紀之前的地層中很少發現生物化石,達爾文對在那些古遠世代裏究竟生存著什麼樣的原始生命尚不能做出準確的描述。但他意識到,這將是困擾進化論的一個重大難題。他寫道:“這個問題如果得不到合理的解釋,已經建立起來的進化論就難以自圓其説,就會遇到嚴重的挑戰。”
20世紀80年代中期,雲南東部早寒武世的澄江動物群化石的發現,是當代古生物學研究中最為重大的事件。它使得科學家們找到了一把解開生命起源之謎的鑰匙。在對澄江動物群化石的長期研究中,科學家們逐漸對生命的起源和演化有了比達爾文更新、更深的認識。
到現在,羅惠麟已經對澄江動物群化石進行了10多年孜孜不倦的研究。他説:“最古老脊索動物化石的發現,是澄江動物群研究史上最令人興奮的時刻。”1991年,古生物學家侯先光等人在澄江動物群中發現了一些奇怪的化石,命名為“雲南蟲”。但他們將之歸入分類位置不明的生物類別。這以後,古生物學家又發現了海口蟲。1995年,古生物學家陳均遠等提出,雲南蟲、海口蟲屬脊索動物中的低等動物即頭索動物。這一研究成果使得將包括人類自身在內的脊索動物演化歷史的起點從寒武紀中期往前推進了至少1500萬年。在此之前,世界上最早的脊索動物發現于加拿大不列顛哥倫比亞中寒武紀的伯吉斯頁巖動物群,該動物群距今約5.15億年,而澄江動物群出現的時間距今5.3億年。
1999年,澄江動物群化石再次爆出轟動世界的驚人發現,舒德幹、羅惠麟等古生物學家發現無頜類魚化石昆明魚和海口魚。科學家們確認,這是世界上最早的脊椎動物。科學家們由此推斷:“魚是所有脊椎動物包括人類的遠古始祖。”
但是,昆明魚、海口魚又從何演化而來?顯然,從“蟲”就突然演化到“魚”,物種之間差異如此之大,實在難以令人信服。儘管古生物學家舒德乾等曾在澄江動物群中發現了脊索動物華夏魚,認為華夏魚很可能是雲南蟲、海口蟲與昆明魚、海口魚之間的過渡類型,但由於該屬種僅發現一塊標本,另一部分古生物學家因此否認華夏魚的存在,認為所謂“華夏魚”只不過是雲南蟲幼蟲的背壓標本。
“此次發現的海口華夏魚是華夏魚的一個新種。它的發現進一步證實了華夏魚的存在,它確實是從頭索動物演化到脊椎動物之間的一個過渡類型。這個科學懸案由此可以迎刃而解。”羅惠麟這樣認為。
“而中新魚的發現,其科學價值更是不可估量。它是過去從未發現過的一種新的古生物屬種。它已經開始長出了背鰭,形態更接近於魚類。但它還不是真正的魚,因為沒有脊椎。它介於‘蟲’與‘魚’之間,比雲南蟲、海口蟲高級,但比昆明魚、海口魚原始。”羅惠麟介紹,“昆明魚、海口魚已經是脊椎動物,是真正的魚類,但海口華夏魚、中新魚還依然是頭索動物,嚴格地説,還是兩條‘蟲’。將之稱為‘魚’,是為了表明它們正在向著魚類進化。”
羅惠麟告訴記者,肌節的形態和特徵是脊索動物演化和分類的一個重要標誌。凡脊椎動物,都具有W型的肌節,雲南蟲、海口蟲的肌節十分平緩,幾近於直線,因此它們是頭索動物而不是脊椎動物。而此次新發現的海口華夏魚和中新魚,肌節均呈現S型。這種形狀的肌節,在古生物學研究中也是首次發現。“這足以證明,海口華夏魚和中新魚確信無疑就是雲南蟲、海口蟲與昆明魚、海口魚之間的過渡類型,是比較高等的頭索動物。頭索動物與脊椎動物之間的演化空白由此得以填補。”
“海口華夏魚和中新魚的發現,對研究脊索動物的起源和早期演化以及寒武紀生命大爆發有著重要的科學意義。”羅惠麟興奮地説,“到此,所有的研究已經形成了一個生物演化的完整鏈條,我們終於可以為從雲南蟲到人類的進化歷程繪製出一個全圖了!”
據此,羅惠麟、陳良忠、胡世學等科學家描繪出生命起源和演化的序列如下:
由頭索動物到脊椎動物的演化模式:雲南蟲——海口蟲——華夏魚——中新魚——昆明魚——海口魚;
脊椎動物的演化模式:無頜魚類(昆明魚、海口魚)——硬骨魚類——兩棲類——爬行類(一支演化成恐龍、一支演化成鳥類)——原始哺乳類(一支演化為象、一支演化為人類)。
新華社2002-01-15