“一個(gè)八臂造型的東西，看上去更像是某個(gè)現(xiàn)代黨派的徽章，而非是比第一只恐龍出現(xiàn)還要早3億年時(shí)，統(tǒng)治海洋的遠(yuǎn)古生物?！?008年10月30日，美國(guó)著名的Discbvery網(wǎng)站上的一則報(bào)道，在國(guó)際古生物學(xué)界引起了巨大震動(dòng)。而引發(fā)這一震動(dòng)的化石，則來(lái)自千里之外的中國(guó)貴州江口縣翁會(huì)村一個(gè)無(wú)名的小山坡。

化石上的奇特生物

2004年4月的一個(gè)陰雨天，貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院古生物及生物成礦研究所所長(zhǎng)趙元龍，帶著同事喻美藝以及貴州103地質(zhì)隊(duì)的何明華等人，來(lái)到江口縣桃映鄉(xiāng)翁會(huì)村的一處小山坡上做常規(guī)的田野考察。

當(dāng)大家圍著山坡上的一堆巖石敲敲打打時(shí)，他們并沒(méi)有想到，自己會(huì)由此敲開(kāi)一個(gè)5億年前動(dòng)物王國(guó)的大門(mén)。

在幾塊敲開(kāi)的巖石上，趙元龍無(wú)意間發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇特的生物圖案：那是一種橢圓形的螺旋狀生物，其直徑約有2.5～4厘米。再仔細(xì)一看，趙元龍發(fā)現(xiàn)這個(gè)螺旋狀的生物實(shí)際上是由八條“手臂”盤(pán)旋而成，樣子有點(diǎn)像水母，卻比水母小很多。化石上這種外形奇特的生物，頓時(shí)引起了他的注意——它們到底屬于哪一種生物？是動(dòng)物、藻類(lèi)，還是真菌？

回到實(shí)驗(yàn)室后，趙元龍以及研究小組的成員們對(duì)這種化石進(jìn)行了進(jìn)一步的研究和測(cè)定。由于化石上生物的外形與著名的仙女座大星云非常相似，研究人員給它起了一個(gè)美麗而富有詩(shī)意的名字：“八臂仙母蟲(chóng)”。

根據(jù)采集化石的巖石層年份，趙元龍初步確定了這幾塊八臂仙母蟲(chóng)化石的年代距今5.6億年，也就是說(shuō)，這種生物屬于埃迪卡拉動(dòng)物。

地球上最早的復(fù)雜多細(xì)胞動(dòng)物

埃迪卡拉動(dòng)物？那可是在國(guó)際古生物學(xué)界大名鼎鼎的一種生物，同時(shí)也是迄今已知的世界上最早的復(fù)雜多細(xì)胞動(dòng)物。

古老的埃迪卡拉動(dòng)物第一次進(jìn)入人們的視野，是在1947年。這一年，科學(xué)家在澳大利亞中南部埃迪卡拉山地的末遠(yuǎn)古系龐德砂巖層中，首次發(fā)現(xiàn)了這群奇特生物的印痕化石，并將它們命名為“埃迪卡拉動(dòng)物”。如今，埃迪卡拉動(dòng)物的印痕化石已廣布全球，在世界30多個(gè)地方被發(fā)現(xiàn)。

最初，科學(xué)家們未能確定埃迪卡拉動(dòng)物所處的時(shí)代，后經(jīng)測(cè)定為前寒武紀(jì)時(shí)期。大約在距今8.5億—6.3億年前的前寒武紀(jì)成冰紀(jì)末期，大量冰川融化，地球回暖，埃迪卡拉動(dòng)物開(kāi)始首次在地球上出現(xiàn)，并在距今約6.3億—5.4億年前的埃迪卡拉紀(jì)走向高峰。但是，在隨后的寒武紀(jì)早期，生命大爆發(fā)、生物多樣性劇增之際，它們卻走向了滅絕。

埃迪卡拉動(dòng)物在成冰紀(jì)末期的大量出現(xiàn)，是多細(xì)胞生物在地球環(huán)境中的第一次大擴(kuò)張。那時(shí)全球冰期剛結(jié)束不久，海平面逐漸下降，形成了大面積的淺海海灘，為海洋多細(xì)胞生物提供了多樣的生存環(huán)境，也使埃迪卡拉動(dòng)物得以大量繁衍。

20世紀(jì)最驚人的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一

埃迪卡拉動(dòng)物化石是迄今為止人們發(fā)現(xiàn)的最古老、最原始的生物化石之一，同時(shí)，也是在太古地層中發(fā)現(xiàn)的最有說(shuō)服力的生物證據(jù)。盡管其形態(tài)、結(jié)構(gòu)都很原始，但它們?nèi)员徽J(rèn)為是20世紀(jì)國(guó)際古生物學(xué)上最重大、最驚人的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。

這一發(fā)現(xiàn)使科學(xué)界摒棄了長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為在寒武紀(jì)之前不可能出現(xiàn)后生動(dòng)物（指相對(duì)于原生動(dòng)物的各種多細(xì)胞動(dòng)物）化石的傳統(tǒng)觀念，初步解開(kāi)了寒武紀(jì)生命大爆發(fā)之謎，證明在寒武紀(jì)之前，已有不少多細(xì)胞的無(wú)脊椎動(dòng)物存在，它們不是到寒武紀(jì)才突然大量出現(xiàn)的。

作為地球上首次出現(xiàn)的龐大而復(fù)雜的動(dòng)物群，埃迪卡拉動(dòng)物的發(fā)現(xiàn)，給古生物學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家們?cè)鎏砹嗽S多困惑。

第一，埃迪卡拉動(dòng)物是沒(méi)有礦化的外殼和骨骼的軟軀體生物，卻在通常不易保存化石的石英砂巖中被發(fā)現(xiàn)，并呈現(xiàn)三維立體形態(tài)，這在此后5億年的地球歷史上是從未有過(guò)的。

其次，埃迪卡拉化石個(gè)體大、形態(tài)多樣，但沒(méi)有現(xiàn)代動(dòng)物所具有的嘴、骨骼，更缺乏動(dòng)物通常所具有的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)、取食和消化等功能的器官。

因而，對(duì)于埃迪卡拉動(dòng)物的屬性，起初科學(xué)家們提出了許多截然不同的觀點(diǎn)。有的科學(xué)家認(rèn)為埃迪卡拉動(dòng)物屬于真菌，也有其他觀點(diǎn)認(rèn)為它們是地衣、原核生物或原始多細(xì)胞動(dòng)物，甚至有人說(shuō)它們屬于一個(gè)與現(xiàn)今生物界沒(méi)有任何親緣關(guān)系的獨(dú)立生物界。

長(zhǎng)相怪異的埃迪卡拉動(dòng)物

對(duì)已發(fā)現(xiàn)的化石群的研究表明，埃迪卡拉動(dòng)物主要是腔腸動(dòng)物，包括水母類(lèi)和海鰓類(lèi)，有少數(shù)是環(huán)節(jié)動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物等。

埃迪卡拉動(dòng)物是一群軟軀體生物，沒(méi)有堅(jiān)硬的殼或骨骼，沒(méi)有各司其職的復(fù)雜器官。它們具有兩個(gè)胚層，與現(xiàn)在最原始的兩胚層腔腸動(dòng)物相似。其身體結(jié)構(gòu)是呈輻射對(duì)稱(chēng)的，不像現(xiàn)今大多數(shù)動(dòng)物那樣呈兩側(cè)對(duì)稱(chēng)。

在今天的人們看來(lái)，埃迪卡拉動(dòng)物有著怪異的長(zhǎng)相：它們呈現(xiàn)出古怪的管狀和藻體狀；身形扁平，多呈橢圓形或條帶形，具有平滑的有機(jī)質(zhì)膜：一般有幾厘米大小，個(gè)別生物的個(gè)頭甚至長(zhǎng)達(dá)1米以上。

埃迪卡拉動(dòng)物之所以身形扁平，和它們生存的環(huán)境密切相關(guān)。

它們所生存的那個(gè)遙遠(yuǎn)年代，大氣中的含氧量?jī)H有1%左右，大約只有今天大氣含氧量的7%。德國(guó)古生物學(xué)家賽拉赫（A.Seilacher）認(rèn)為，由于氧氣稀少，埃迪卡拉動(dòng)物群依靠擴(kuò)大體表面積來(lái)獲取更多氧氣，以維持生命。

那時(shí)，大氣臭氧層很薄或尚未形成，屏蔽太陽(yáng)紫外線的能力不強(qiáng)，照射到地面和海面的紫外輻射十分強(qiáng)烈，海水中的藍(lán)綠藻因而生長(zhǎng)茂盛。這為埃迪卡拉動(dòng)物群提供了豐富的食源，使它們迅速發(fā)展并占領(lǐng)了全世界的淺海水域，由此拉開(kāi)了前寒武紀(jì)時(shí)期原始多細(xì)胞動(dòng)物發(fā)展的重要一幕。

埃迪卡拉動(dòng)物的第一個(gè)完整個(gè)體

當(dāng)然，八臂仙母蟲(chóng)之所以會(huì)成為轟動(dòng)國(guó)際古生物界的“明星”，并不僅僅因?yàn)樗鼘儆诠爬系陌５峡ɡ?。要知道，目前全世界?個(gè)地方是埃迪卡拉生物化石的“聚集區(qū)”：澳大利亞、納米比亞、紐芬蘭和俄羅斯。但在這些地方發(fā)現(xiàn)的埃迪卡拉生物化石，全都是印痕化石。

所謂印痕化石，是指生物遺體被完全埋葬前在沉積物中留下的印跡，由于埋葬時(shí)遺體業(yè)已消失，巖層中并未留下除印痕外的其他痕跡，因此其形狀比較模糊，只能看清大致的輪廓，雖然能反映生物的一些特征，卻無(wú)法辨清其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。endprint

而這一次，趙元龍等人在貴州江口所發(fā)現(xiàn)的八臂仙母蟲(chóng)化石，卻非常完整。它不僅是目前全球發(fā)現(xiàn)的埃迪卡拉動(dòng)物群的第一個(gè)完整個(gè)體，同時(shí)也是我國(guó)發(fā)現(xiàn)的最早動(dòng)物成體化石。

貴州雖然素有“古生物王國(guó)”的美譽(yù)，在著名的甕安生物群中也曾出現(xiàn)過(guò)包括海綿動(dòng)物、腔腸動(dòng)物等早期動(dòng)物類(lèi)群在內(nèi)的世界上最古老的化石動(dòng)物群，但大多是以動(dòng)物卵或胚胎的形式保存下來(lái)的，人們只能借助顯微鏡才能看清它們的“長(zhǎng)相”。

八臂仙母蟲(chóng)化石的出現(xiàn)，使早期動(dòng)物的研究放大到厘米的尺度，讓人們無(wú)需通過(guò)顯微鏡，便能直接通過(guò)肉眼領(lǐng)略古老的埃迪卡拉動(dòng)物的風(fēng)采，因而，對(duì)進(jìn)一步的研究有著極為重要的意義。

正當(dāng)趙元龍和他的“八臂仙母蟲(chóng)”研究小組開(kāi)始著手進(jìn)行深入研究時(shí)，2006年6月17日到21日，第二屆國(guó)際古生物學(xué)大會(huì)在北京大學(xué)召開(kāi)?！鞍吮巯赡赶x(chóng)”研究小組成員之一、中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)與古生物研究所研究員朱茂炎參加了此次會(huì)議。

會(huì)上，朱茂炎與來(lái)自澳大利亞的古生物專(zhuān)家喬·格林交流了關(guān)于八臂仙母蟲(chóng)的研究，他說(shuō)：“我們?cè)谫F州江口發(fā)現(xiàn)了一塊不明身份的化石，和你在南澳發(fā)現(xiàn)的印痕化石同屬埃迪卡拉紀(jì)，這兩者之間是否存在什么關(guān)系？”格林聽(tīng)后十分驚訝，兩人當(dāng)即拿出化石進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)二者的結(jié)構(gòu)十分類(lèi)似。

之后，來(lái)自澳大利亞、美國(guó)和中國(guó)的眾多科學(xué)家對(duì)兩處化石進(jìn)行了多次對(duì)比研究，最終確定：貴州江口發(fā)現(xiàn)的由有機(jī)碳膜保存的化石，與南澳石英砂巖中發(fā)現(xiàn)的印痕化石屬于同一種生物，這種生物屬于在動(dòng)物演化早期階段出現(xiàn)的大量雙胚層動(dòng)物類(lèi)型中的一類(lèi)。同時(shí)，這也是目前全球唯一發(fā)現(xiàn)的同一種埃迪卡拉動(dòng)物化石以截然不同的方式，被保存在兩種不同的環(huán)境中。

對(duì)八臂仙母蟲(chóng)的最新研究，不僅表明埃迪卡拉化石中的一部分屬于動(dòng)物，也表明雙胚層動(dòng)物的造型在動(dòng)物演化早期階段更加多樣化；同時(shí)，由于八臂仙母蟲(chóng)與現(xiàn)代海洋中的珊瑚、水母和?？葎?dòng)物之間存在一定的相似性，具有某種“親屬”關(guān)系。因此，這一發(fā)現(xiàn)也在埃迪卡拉動(dòng)物群與現(xiàn)今的動(dòng)物界之間建立起某種聯(lián)系，將有助于進(jìn)一步揭開(kāi)埃迪卡拉動(dòng)物之謎。

沒(méi)有嘴的八臂仙母蟲(chóng)

在今天的自然界，生物之間的生存法則往往是弱肉強(qiáng)食、優(yōu)勝劣汰，然而埃迪卡拉動(dòng)物所生存的那個(gè)遙遠(yuǎn)年代，卻被許多科學(xué)家描述為一個(gè)沒(méi)有相互捕殺的“埃迪卡拉花園”。

有科學(xué)家認(rèn)為，那時(shí)的原始海洋中，肉食性動(dòng)物尚未出現(xiàn)，生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)還不激烈，埃迪卡拉動(dòng)物平靜而悠閑地生活著，大家彼此之間沒(méi)有捕食，也不用絞盡腦汁去琢磨防衛(wèi)方法，相處融洽而友善。

對(duì)八臂仙母蟲(chóng)化石的進(jìn)一步研究，證實(shí)了科學(xué)家的這種描述。

在顯微鏡下，研究人員發(fā)現(xiàn)，八臂仙母蟲(chóng)有著奇特的旋臂，這些旋臂在動(dòng)物活著的時(shí)候是椎狀的，但在化石形成過(guò)程中被壓扁了。旋臂是致密的碳質(zhì)實(shí)體，最大寬度可達(dá)2毫米，厚度接近1毫米。旋臂的一端匯聚在盤(pán)體的中央，另一端互相疊置，并在盤(pán)體邊緣形成封閉的環(huán)狀。研究人員推測(cè)，這可能意味著此種動(dòng)物的旋臂被一個(gè)扁平的囊膜包裹，而旋臂之間充滿流動(dòng)的有機(jī)質(zhì)。

研究顯示，八臂仙母蟲(chóng)是一種非?！拔撵o”的動(dòng)物，平時(shí)棲息在海底。它們的八只旋臂并不像章魚(yú)那樣顯露在外面，而是盤(pán)旋在一起。它們身上沒(méi)有口、肛門(mén)和消化道等器官，也沒(méi)有任何口孔或觸手。每當(dāng)感到饑餓、需要進(jìn)食時(shí)，它們會(huì)非?！拔难拧钡赜眯鄣谋砥ぜ?xì)胞無(wú)聲無(wú)息地吸附海底的微生物，然后美餐一頓。

因此，有許多研究者認(rèn)為，正是由于八臂仙母蟲(chóng)和其他埃迪卡拉動(dòng)物的這種“與世無(wú)爭(zhēng)、愛(ài)好和平”的個(gè)性，導(dǎo)致了它們無(wú)法適應(yīng)環(huán)境的演變，最終走向滅絕。

埃迪卡拉花園的覆滅

在距今5億多年前的埃迪卡拉花園時(shí)代，埃迪卡拉動(dòng)物雖然沒(méi)有天敵，但依然面臨著非常嚴(yán)峻的生存問(wèn)題：由于海水中含氧量稀少，可供埃迪卡拉動(dòng)物獲取的“口糧”日漸減少。

要獲取更多的“口糧”，就必須增強(qiáng)呼吸、攝食等重要生理功能。而這，就需要通過(guò)擴(kuò)大生物體攝食和呼吸器官的表面積來(lái)實(shí)現(xiàn)。

具體的來(lái)說(shuō)，有兩種途徑：一種是向外盡量擴(kuò)展自己的體表面積，讓呼吸和攝食都通過(guò)更大的表面皮膚來(lái)進(jìn)行。這種方法比較簡(jiǎn)單，現(xiàn)在的絳蟲(chóng)等寄生蟲(chóng)采用的就是這種方法。另一種則比較復(fù)雜，要通過(guò)上百萬(wàn)甚至千萬(wàn)年的進(jìn)化，發(fā)展出功能專(zhuān)一高效的內(nèi)部器官，通過(guò)內(nèi)臟的分支和褶曲來(lái)增加器官的表面積，達(dá)到增強(qiáng)呼吸和攝食的需要。這一辦法雖然需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，卻可以讓生物體更從容地應(yīng)對(duì)環(huán)境變化和生存競(jìng)爭(zhēng)?，F(xiàn)在地球上的大部分動(dòng)物，采用的都是這種方法。

“愛(ài)好和平且頗為懶惰”的埃迪卡拉動(dòng)物選擇了前一途徑。它們把身體無(wú)限地扁平化伸展。然而，增大的軀體又需要更多的營(yíng)養(yǎng)，而攝取更多營(yíng)養(yǎng)又必須進(jìn)一步讓軀體伸展變大。在這種沒(méi)完沒(méi)了的循環(huán)中，它們把自己越攤越大。

最終，埃迪卡拉動(dòng)物為這次“偷懶”付出了慘重代價(jià)——過(guò)于簡(jiǎn)單地應(yīng)對(duì)大自然的考驗(yàn)，使它們?cè)凇昂浼o(jì)生命大爆發(fā)”之前，在距今約5.4億年前就走向了滅絕。留給世人的，是一個(gè)失敗的演化故事和那些被掩埋在數(shù)億年時(shí)光中的化石。（責(zé)任編輯/任玉梅）endprint