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探寻5亿年前“生命大爆炸”之奥秘——中国科学家发现寒武纪“化石宝库”清江生物群纪实

2019-04-14 17:33:59 来源:新华社  责任编辑:孙劲贞  
新华社记者 刘潇摄  西北大学地质学系的学生用显微镜对“清江生物群”中的化石进行观察研究(4月8日摄)。 新华社记者 刘潇摄  西北大学地质学系的学生用显微镜对“清江生物群”中的化石进行观察研究(4月8日摄)。

90%对1%:科学家对“寒武纪生命大爆发”的探索

“寒武纪生命大爆发”被称为古生物学和地质学上的一大“悬案”。

在距今5.4亿年的早寒武世,地球生命演化史上出现了一次规模最大、影响最深远的生物创新事件。在不到地球生命发展史1%的时间里迅速创生出了90%以上的动物门类。寒武纪地层突然出现了门类众多的无脊椎动物和最古老的脊椎动物——“天下第一鱼”昆明鱼目化石。但是,在更为古老的地层中,长期以来没有找到其明显的祖先化石,这一现象被称作“寒武纪生命大爆发”,简称寒武纪大爆发。

该如何解释在如此短的时间内突然涌现出如此之多的动物门类?一直困扰着学术界。于是,寒武纪大爆发与生命起源、智能起源等一起被列为“六大自然科学难题”。

“要破解寒武纪大爆发的奥秘,需要找到可靠的化石实证。而布尔吉斯页岩型化石库则是探索寒武纪大爆发的最佳窗口。”傅东静说。

(新华全媒头条·图文互动)(5)探寻5亿年前“生命大爆炸”之奥秘——中国科学家发现寒武纪“化石宝库”清江生物群纪实

西北大学地质学系的学生在对“清江生物群”中的化石进行观察研究(4月8日摄)。 新华社记者刘潇摄

布尔吉斯页岩型化石库,最早在1909年发现于加拿大落基山脉寒武纪中期的布尔吉斯页岩中,并因此命名。百余年来,这类化石库在全球各地已发现50余个,其中加拿大布尔吉斯页岩生物群和1984年发现的我国云南澄江生物群最为著名,成为“理想的顶级研究目的地”。

“清江生物群正是顶级的布尔吉斯页岩型化石库。后续挖掘、研究与保护将有可能为探索寒武纪大爆发这一重大科学难题提供多方面科学依据。”傅东静说。

据介绍,对清江生物群已经采集到的大量珍贵化石标本中的4351件进行初步研究后,已分类鉴定出109个属,其中53%为此前从未有过记录的全新属种。而且,清江生物群中软躯体生物居多,已发现的后生动物属中,85%不具有矿化骨骼,绝大多数为水母、海葵等没有骨骼的“基础动物”。

更令科学家惊喜的是,清江生物群的化石形态保真度很高,各类群动物保存栩栩如生,动物的眼睛、神经、内脏等软体组织和器官的形态结构清晰可见。

生物统计学的“稀疏度曲线”分析显示,清江生物群的物种多样性将有望超过已知所有寒武纪软躯体化石库。

(新华全媒头条·图文互动)(10)探寻5亿年前“生命大爆炸”之奥秘——中国科学家发现寒武纪“化石宝库”清江生物群纪实

  “清江生物群”中发现的新物种化石。新华社发(西北大学供图)

“清江生物群的特色和优势主要体现在新属种比例最高、后生动物相对多样性最大、软躯体生物类群最多、化石形态保真度最优、原生有机质的埋藏保存最好,具有难以估量的研究潜力。”傅东静说。

国外的专家也非常认同中国科学家的研究成果。“(清江生物群)化石丰富度、多样性和保真度世界一流,科学价值巨大。后续研究将有望填补我们对于寒武纪大爆发的认知空白并解决动物门类起源演化方面一系列科学问题。”艾莉森·戴利说。

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