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貴州出土6億年前不明動物胚胎

     一些形如米粒的化石原來是地球生命大爆發前的動物胚胎。中國地質科學院地質研究所的一個研究小組最近發現了兩枚非常珍貴的動物化石,它們的樣子呈現一種不明動物從囊胚發育到原腸胚時的形態。這一發現證明在貴州甕安發現的許多生命大爆發前的生物化石不僅不是植物,而且也不是簡單的原生動物,它們是多細胞的後生動物。但具體是什麼動物現在不得而知。

      關於這一發現的論文刊登在最近一期的我國權威學術雜誌《科學通報》上。該文第一作者、中國地質科學研究院研究員尹崇玉接受記者採訪時説,從1995年起,南京古生物所、美國哈佛大學等國內外許多不同研究機構的中外學者不斷在國際權威學術雜誌《科學》、《自然》等發表文章,對貴州甕安發現的球狀化石是植物還是動物進行了長久的爭論。其中有的説是藻類化石,有的説是動物胚胎化石,還有人進一步提出是海綿的胚胎化石。

     尹崇玉説,我們此次發現的兩枚原腸胚化石有力地結束了這一爭論,證明這些震旦紀的化石是動物不是植物。由於這麼早期的動物化石非常罕見,這兩枚化石非常珍貴。

     關於這些動物化石的年代,國外研究人員認為在5.9億年前至5.7億年前之間。但國內研究認為在6.5億年前。這意味著,貴州甕安發現了目前世界上最早的動物,因為在此之前已知最古老的澳大利亞埃迪卡拉生物群化石距今時間為5.8億年。

    ■無獨有偶,國外學者上周發表論文説發現了5.11億年前的甲殼類動物化石

     7月20日,美國《科學》雜誌刊登英國和德國科學家的論文説,在英國希羅普郡的寒武紀沉積石灰岩中,發現了保存精美的甲殼類動物化石,這種動物與龍蝦、螃蟹和小蝦屬於同一個類群。這些具有5.11億年曆史的化石屬於迄今所發現的最古老的甲殼類動物之列。這一發現可能把甲殼類動物的起源提前到前寒武紀。這些動物的軟體部分被磷酸鈣完好地“鑄造”下來,使得研究人員能描繪出動物軀體和肢體的三維結構。

     不斷涌現的新發現為科學家破解生命大爆發之謎提供了更多的證據。在7月20日《科學》雜誌的相關評述中,研究者論述了這一發現和其他化石的形成以及分子時鐘數據如何表明,在所有主要類型動物在寒武紀期間“爆炸性”出現之前,存在一個長期的進化分叉“導火線”。

    ■生命大爆發是科學家至今沒有解開的謎團之一:沉寂了40億年的地球為何突然間出現了五花八門的生命

      地球大約是在46億年前誕生的。在地球誕生後的40億年時間裏,地球上的生命,包括植物和動物,幾乎沒留下任何實質性的痕跡。然而,在此後不超過500萬至1000萬年的這段短短的時間裏,卻産生了生命的大爆發。專家發現,現今世界上所有的動物的門都在這一時期同時出現,而且之後再沒有産生新的門。這一時期出現的生命的形狀同今天的生物已很相近,從星形對稱的海星到左右對稱的甲殼綱動物,以及具備脊椎雛形的動物等。僅在我國雲南省澄江縣發現的5.8億年前的動物化石中,即使不包括現在已經絕滅了的門,所發現的動物的門仍多達20多個,而現在地球上熱鬧非凡的上千萬種生物總共才35 個門。這説明,在寒武紀早期,動物多樣性的基本體制就已經建立了。

    ■達爾文在《物種起源》裏寫道,如果寒武紀生命大爆發是真實的話,他的學術將受到致命的打擊

     19世紀30年代,達爾文在其著名的《物種起源》一書中預言:今後如果有人對我的理論提出挑戰,那很可能來自對寒武紀動物突然大量出現的解釋。進化論認為,生命的演化是漸變的結果,多種生物門類的出現是在長期的演化過程中逐漸發生的,“生命界沒有飛躍”。

     然而,寒武紀的地球生命大爆發如果確鑿無疑,那麼,地球上生命是由最低等的單細胞原核生物, 突然性地爆發出形態造型多樣、 構造複雜的生物類群,中間缺少生物循序演進的階段和類型。大爆發從開始到結束的數百萬年只相當於地球歷史46億年的一個瞬間。

      這種突如其來的生物種類大爆發給生物學出了一個難題:生物是如何進化出來的?對於一些生物學家來説,小規模的累積的基因變異結果似乎不足以解釋如此激烈而快速的生物變化。

     有的專家進一步提出疑問:現在我們可以看到原始的單細胞微生物、多細胞微生物、海中低等生物、有殼生物、魚類、兩棲類、爬蟲類、鳥類、哺乳類、靈長類、猿、人類,但是從來就沒有發現介於兩類之間的生物,那麼從一類進化到另一類,是如何慢慢進化的?為什麼沒有發現兩者之間的中間體?

      進化論者對這些疑問的解釋是:寒武紀時期是保存化石的最好時期,在寒武紀大爆炸前 ,有很漫長的進化期,這時期的地質記錄已毀,化石的記錄不完整 。至於中間體,目前還沒有發現證據,希望在未來的日子能夠尋找到。

    ■最近説法:隕石撞擊地球迫使生命為適應環境而出現“爆發”

      美國《科學》雜誌刊登研究者文章認為,約35億年前,隕石撞擊地球的頻率開始平穩下降,但在4億年前,這一數字突然轉跌為升,回復到35億年前的水準。研究人員説,災難也可能成為一種契機,它形成的“生存壓力”迫使地球生命加速朝新的方向進化,使物種增加、生物適應環境的能力增強。正是在這段時間前後,地球生命的數量和種類突然大規模增加,複雜的多細胞生物大量出現,形成了所謂的“寒武紀生命大爆發”。

     由於土壤侵蝕、物質沉積和地殼運動,研究地球遭受隕石撞擊的歷史較為困難。而月球上的隕石坑保存得相對完好,可以作為判斷地球受隕石撞擊情況的參考。為此,研究人員對1克由阿波羅14號飛船于1971年帶回的月塵進行了分析,認為這1克月塵中的155個球形微粒分別來自146個不同的隕石坑。他們通過分析微粒中氬同位素的含量來確定微粒的年代,從而得出了隕石撞擊地球頻率變化的曲線圖。

    ■我國科學家提出了生命毀滅——復蘇——大爆發進程的科學模型

     發現貴州甕安動物化石後,中國科學院南京地質古生物所陳均遠研究員提出了地球冰凍期前後生命毀滅、復蘇和大爆發進程的科學模型。他認為,距今6.1億到5.9億年之前,地球生命經歷了大劫難。當時地球表面經歷了持續長達1500萬年的零下50℃極端寒冷的環境,超低溫使已經在地球上演化繁衍了幾十億年的絕大部分生物都滅絕了,只有極少數生命在海洋底部依然靠化學能量頑強地延續下來。此後大氣層中的二氧化碳含量快速增加,當大氣二氧化碳濃度積累到相當高的時候,強大的溫室效應使地球冰蓋幾乎在瞬間消失,並很快轉為高溫環境。隨之而來的風化作用和碳酸鈣沉積使大氣中二氧化碳的含量又迅速降到了正常狀態,地球再次成為了生命的樂土。風化過程中産生的磷作為生命元素也為生命復蘇提供了條件,隨後發生了寒武紀生物大爆發。(段金)

    《北京青年報》 2001年7月23日



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