藍田生物群重新書寫復雜生命起源的歷史 _藍田生物群

藍田生物群生態復原圖

藍田生物群的典型化石——光滑藍田蟲
（）據中國科學報（袁一雪）：2009年，中科院南京地質古生物研究所研究員袁訓來第三次來到安徽省休寧縣藍田鎮，這一次，他帶著從貴州省黔南布依族苗族自治州甕安縣發現的“甕安生物群”中的疑問，來到這里找尋答案。
不負眾望，袁訓來與同事們在藍田鎮真的發現了迄今為止最古老的復雜生物群，重新書寫了復雜生命起源的歷史。
這些胚胎的繁育者是誰？
袁訓來與藍田鎮的緣分源自1994年。那一年，是他從北京大學畢業到南京古生物所工作的第三個年頭，野外考察每一天的工作就是帶著榔頭到山邊，邊走邊敲，尋找化石的蹤跡。只是，那次科考收效甚微。“當時，我們在那里只發現了過去已經報道的一些藻類化石，而沒有其他新類型的化石。”袁訓來在接受《中國科學報》采訪人員采訪時解釋說。
比在藍田鎮考察稍早一點的時間，1993年，袁訓來與同事王啟飛、張昀（已故）對距離藍田鎮1000多公里的貴州省甕安縣甕安磷礦的化石進行了初步研究，并將其命名為“甕安生物群” 。這個生物群以微體化石為主，很多保存了細胞結構，時代為距今約6.09億年的埃迪卡拉紀。
那時候，袁訓來的科研工作重心還在甕安生物群，相繼發現了很多重要化石，如最古老的地衣化石、最古老的腔腸動物化石、最早的珊瑚藻類化石等。不過，這期間他也并沒有放棄對藍田生物群的研究， 1997年，他曾帶領團隊在藍田鎮擴大了發掘范圍，但是依然沒有發現新的化石類型。
1998年，國際上有學者分別在英國《自然》雜志和美國《科學》雜志上發表了兩篇具有重要影響的論文，宣稱在甕安生物群中發現了動物胚胎化石。這兩篇論文讓甕安生物群成為國際學術界研究動物起源和早期發育的熱點。“這些胚胎化石直徑大小在0.5～1毫米，與現代很多無脊椎動物的胚胎類似，從形態上看不出太大的區別。”袁訓來補充說。而且，它們被保存得相當完整，甚至有些保存了受精卵的細胞分裂過程。
胚胎化石的發現令國際早期生命研究學者們為之一振，但是后來的研究卻又讓他們陷入了困惑——這些胚胎的繁育者是誰？
“我們沒有在甕安生物群中發現這些胚胎化石的母體，即成蟲化石。”袁訓來告訴采訪人員。造成這種情況的原因很多，通過研究，他們發現包裹化石的磷塊巖是經歷了風浪搬運后，沉積下來的。一些大塊體的巖石在運動過程中被風浪打碎，這一證據來自一些被發現的巖石顆粒，類似于現代海邊的石英砂粒，有磨圓的特點，表明當時的水動力很強。于是，袁訓來等人推斷，或許當初保存下來的大個體的動物化石也被打成了碎片，難以識別，即使磷塊巖中保存了那些大個體動物的碎片，也很難拼湊出它們原來的模樣，“就像花崗巖石塊在海洋中風吹浪打，最終都變成了細小的石英砂而看不出當初的樣子”，袁訓來打了個比方。
如果當時的情況確實如推斷所言，那么，或許在甕安磷礦地區，這些胚胎的繁育者已經與化石保存無緣。
相距千里的“母子情”
沒有在甕安找到胚胎的繁育者，袁訓來并沒有因此放棄，他感覺經過6億多年的變遷，地殼的變動或許讓其他地區保留著這些繁育者的信息。
沿著這一思路，袁訓來和同事們不由自主地想到了一直在研究的藍田生物群。“藍田生物群與甕安生物群基本屬于同一個時代。”袁訓來說。而且，經過考察，他們發現藍田生物群水體較深，甕安生物群水體較淺，于是推測，也許當時的動物成體生活在水體較深的區域，就類似藍田生物群的生存環境。
這是一次科學的預見。而這一科學預見結果會怎樣呢？袁訓來與同事們三探藍田鎮，答案見曉。在與之前發現藍田生物群位置隔著一條河的地方，他們找到了有可能是那些胚胎化石的“父母” 。
因為發現的胚胎大小在0.5～1毫米，根據現代生物學常識，成蟲至少是胚胎大小的30倍。所以袁訓來推測，其“父母”的直徑應該不小于3厘米，而且根據當時生物演化的總體水平，底棲游移生活的復雜動物應該還沒有出現，如果有動物，它們很可能是底棲固著的類型，并長了觸手用來取食。果然如他所言，經過幾天的挖掘，一對上部長有觸手、下面具有固著裝置、長度約3厘米、形態類似現代珊瑚蟲的化石被發掘出來，它們出現在同一塊化石的正反面。這塊化石印證了袁訓來的科學推斷。“當科學預見和實踐結果相吻合時，這就是難以言表的科學之美。”提起當時的情形，袁訓來至今還興奮不已。
而且，這塊化石的發現讓袁訓來意識到，其外形和繁育特征符合復雜生物的特征。與生命最早的形式——單細胞相比，藍田生物群中發現的化石，既有類似現代的復雜形態的藻類，又有類似現代腔腸動物的腸道和觸手結構。“但是當時的多細胞生物相對于寒武紀之后的動物還是比較簡單，沒有發現底棲游移的復雜動物，比如三葉蟲等。”袁訓來說。
復雜生物的最古老證據
新的發現令人振奮，同時也讓袁訓來有了更大的疑惑：這些化石與世界上其他地區保存的早期復雜生物化石相比，哪個更早？這里的化石是不是最古老的復雜生物化石群？
在藍田生物群被發現之前，澳大利亞等地發現的“埃迪卡拉生物群”長期被認為是最古老的宏體生物組合，但由于這個生物群獨特的生物面貌，沒有組織器官分化等特點，被認為是進化失敗的試驗品，并不是現代生命的祖先。
而宏體生物則被認為是包括人類在內所有肉眼可見生命的鼻祖，在生物譜系樹上屬于真核生物一支。
袁訓來的同事周傳明將藍田化石群的化學地層、沉積序列，與我國三峽地區和世界其他地區相關的地層進行了對比。最終確認，藍田生物群是地球上迄今為止最古老的高等生物化石群，比以往的所有“埃迪卡拉生物群”都要古老。
2011年，袁訓來團隊的這篇關于藍田生物群研究的文章，正式在英國《自然》雜志上發表。“‘藍田生物群’是形態簡單或微體的真核生物向體型結構復雜和形態多樣性演化的重要環節，它為埃迪卡拉紀晚期以及寒武紀之后的復雜生態系統的建立和發展奠定了基礎。”袁訓來說。世界上著名的早期生命研究專家、加拿大的格·納波尼教授在雜志同期撰文進行了評述，對該項研究成果進行了高度評價，指出“它們是地球上迄今最早的宏體生物”“藍田生物群為早期復雜宏體生命的研究打開了一個新窗口” 。