澄江化石群：5.3亿年前的生命

5.3亿年前的生命至今栩栩如生——

地球的“年龄”大约有46亿年。寒武纪是距今5.4亿至5.1亿年的时间段。比我们较熟悉的恐龙时代的“侏罗纪”早4亿年。1909年， 在加拿大发现的寒武纪中期的布尔吉斯动物化石群轰动了世界，如今这个化石群已被联合国列为科学遗址。1947年，在澳大利亚又发现了前寒武纪末期的埃迪卡拉动物化石群。这两个化石群的时间间隔有1.1亿年，两物种间发生的突发性变化难以在实物上得到证明。而澄江动物化石群正好处在以上两个化石群时间跨度上的中间，是寒武纪生命大爆发的最重要的环节。

云南澄江生物化石群发现始末

也许，世界上没有一处古生物化石群的发现过程，能如云南澄江生物化石群这般传奇。

1984年6月中旬，刚刚从中国科学院南京古生物所硕士毕业的侯先光，来到云南澄江县的帽天山，寻找曾经生存于寒武纪的高肌虫化石。他住在野外地质勘查工作人员的工棚里，天天早出晚归，爬过崎岖的山路，到选点搜寻古生物化石，每日劈下的石头常常有两三吨重，然而，艰苦的工作并没有得来想要的收获，工作了一个多星期，却依然两手空空，侯先光不免有些失望。

7月1日下午3点左右，正在紧张发掘的侯先光一抬脚，鞋跟不慎剐落了一片松动的岩层，一块形状奇特却又保存完整的化石露了出来，欣喜若狂的他用自己所学的知识判断，这是一块寒武纪早期的无脊椎动物化石。他再接再厉，当天就发现了三块重要化石，后来进一步鉴定发现，发现的分别是纳罗虫、腮虾虫和尖峰虫化石。

澄江动物化石群发现点

如同打开了一扇古生物宝藏的大门，此后的数天里，侯先光陆续发现了节肢动物、水母、蠕虫等许许多多同时期的古生物化石。返回南京后，他与导师张文堂教授，撰写了《纳罗虫在亚洲大陆的发现》，并在论文中将澄江的动物化石定名为“澄江动物群”。

纳罗虫

此后，在帽天山，诸多科学家们从未见过的奇特古生物陆续重见天日。中科院南京古生物所陈均远教授、西北大学舒德干教授等人陆续加入研究行列，一系列发表在《自然》、《科学》等国际权威学术刊物上的文章，向全世界描述了在5.3亿年前的寒武纪，地球生命曾在云南澄江集体爆发的壮观场景。

海底古动物复原图

1992年，澄江动物化石群遗址被联合国教科文组织列为“全球地址遗迹东亚优先甲等第四号”。2005年11月底，澄江化石群申报世界遗产的申请正式上报建设部。

探访澄江动物化石群博物馆

2005年岁末，记者专程来到当年化石的发现地——云南澄江帽天山探访，云南省古生物重点实验室学术委员、澄江动物化石群博物馆陈爱林馆长，和记者讲起当年化石发现的过程依旧不胜感慨。

据陈馆长介绍，经历22年的不懈研究，古生物学界在澄江共发现180多种动物，其中80%都是前所未知的新种，还有20多种痕迹化石和粪便化石。几乎现生动物的所有门类，都能在澄江化石群里找到它们的远祖代表，而人的“老祖宗”——云南虫，更是首次在澄江发现。

古生物学研究表明，从地球生命出现到今天已经38亿年，但在距今5.4亿年前的寒武纪之前，生命只是以藻类和菌类的简单形式存在于海洋里。寒武纪之后，大量后生动物突然在海洋里出现，从单细胞藻类、菌类到多细胞后生动物演化特别快，只用了1000多万年，澄江动物群记录了这段特殊时期生物群的全貌。“和38亿年相比，1000万年相当于一昼夜中的一分钟，科学家把生命快速进化例子叫做生命大爆发。”陈馆长解释说。

曾经有专家认为，澄江动物群的发现挑战了进化论。生命的大爆发是否和达尔文的进化论相矛盾呢？

“达尔文在他的时代由于研究条件的限制，对生物演化的历史了解并不是很全面，他认为进化应该是慢速进化。所以，当科学家发现在寒武纪突然出现的三叶虫时，便认为可能会动摇进化论的基础。在当时的社会环境，如果谁提出快速进化，就被认为是神创论。”

“进入20世纪以来，大量的科学证据表明，进化应该是个快速的过程，澄江动物群就很典型。不过，科学家对澄江动物群的研究成果，只是对达尔文的渐变论做了修正，并非是挑战，因为即使是1000万年也并不是很短的时间。”

来到澄江化石博物馆，陈馆长向记者集中展示了陈均远教授近年来对化石复原的最新成果，那些曾经仅仅停留在化石标本中的逝去个体，那片早已在地质变化中消散的5.3亿年前的海洋全景图，鲜活地出现在记者的面前，各种生物奇特的姿态、斑斓的色彩让人称奇。陈馆长介绍了这些神奇生物的特点和重要意义。

昆虫远祖抚仙湖虫

抚仙湖虫是澄江动物群中特有的化石， 属于真节肢动物中比较原始的类型，成虫体长10厘米，有31个体节，外骨骼分为头、胸、腹三部分，它的背、腹分节数目不一致，与泥盆纪直虾类化石类似，而直虾是现代昆虫的祖先，这间接表明了抚仙湖虫是昆虫的远祖。侯先光还发现，抚仙湖虫消化道充满泥沙，这表明它是食泥的动物。

抚仙湖虫

九眼精灵微网虫

微网虫属于叶足动物门，因身上多边形的鳞状骨片而得名，体长可达8厘米，具有9对矿化骨片和10对足，这些骨片起到连接腿和关节的作用，目前只有在澄江才发现有这种生物完整的化石。

有专家认为，这些骨片是一种繁殖后代用的储卵器，不过参照现代节肢动物繁殖器官多集中在一个部位的特点，储卵器不可能这样分散。也有专家认为，这些骨片是具有感光作用的多眼，所以有了“九眼精灵”的美称。不过动物的眼睛一般集中在头部，和微网虫类似的生物在地球上还没有找到。

微网虫曾登在《自然》杂志封面上，成为化石明星。《纽约时报》曾经这样评论微网虫：“一些寒武纪生物很容易就扮演科幻小说里的角色，最奇怪的家伙就是一种身上长着10对足和覆盖有鳞片状骨骼的蠕形动物。”

神奇的腔肠动物栉水母

栉水母是一种食肉的腔肠动物，目前对澄江发现的栉水母化石仅限于描述，对其进化意义还未研究清楚。它的身体上有类似楼梯一样的褶子，身体辐射对称，这在海洋生物中非常特殊。因为辐射对称的动物在海洋中保持平衡很难，捕食就更加不容易。栉水母身体顶端长了一个石质的平衡球，依靠它来掌握平衡。现代栉水母叫“海胡桃”，是最古老的无脊柱动物。

寒武纪海洋巨无霸奇虾

奇虾是一类已经灭绝的大型无脊椎动物，化石表明这种动物口器有十几排牙齿，直径有25厘米，粪便化石长10厘米，粗5厘米。由此推测，奇虾体长可能超过2米。奇虾最初在加拿大发现，当时只发现一只前爪的化石，被误认为是虾的尾巴。科学家还想像了一个虾头，由于它不是虾，所以命名为奇虾。1994年，我国科学家在帽天山发现完整的奇虾化石，纠正了从前的错误，所谓的“尾巴”其实是它的爪子。

奇 虾

科学家在奇虾粪便化石中发现小型带壳动物的残体，这说明它是寒武纪海洋中的食肉动物，是海洋世界的统治者和食物最终的消费者。奇虾的发现表明，当时海洋确实存在完整的食物链。新的研究发现，奇虾的捕食肢能弯曲，腿能在海底行走，不过它的附肢没有分化，节之间缺少关节。

人类远祖云南虫

云南虫，身体呈蠕形，一般长3至4厘米，大者可以长到6厘米，1991年侯先光研究员发现并命名。它的头部在化石上不易保存，开始曾被认为是特殊的蠕虫。1995年，陈均远等研究者发现它有7对腮弓，可以呼吸，并把食物留在口腔里，这是脊索动物的重要特点，提出了“云南虫是脊索动物”的观点。

云南虫原始的脊索是脊椎的前身，相当柔软，容易受到外力的伤害，似于如今脊髓中的软性物质，身体神经单元集中的脊索上，肢体的感觉可以通过脊索传到全身，脊索的出现提高了动物控制身体和对环境的适应能力。云南虫的发现证明了在澄江动物群中蕴涵着脊椎动物的起源，这是生命演化史上的重大突破。

中国学者曾在《自然》杂志发表数篇文章，集中展现对云南虫的研究成果。1995年《纽约时报》发表一篇名为《从云南虫到你之路》的文章，文中说：“如果云南虫夭折，动物的中枢神经系统将永远得不到发展，地球将像遥远的月球一样永远寂寞冷清。”

梦幻生物怪诞虫

怪诞虫属于叶足动物门，头很大，躯干背侧具有7对斜向上生长的强壮的长刺，最早发现于加拿大，它是寒武纪最著名的动物。

由于最初的化石保存不好，当英国古生物学家莫瑞斯1977年看到它身体上规则分布的两排刺时，误当成了用来走路的腿，而把本用来走路的腿误作装饰品。他认为这样的奇幻生物“只有做梦才能梦到”，所以命名为怪诞虫。

我国科学家在澄江发现的怪诞虫化石订正了这种错误的解释。后来，侯先光先生对采自澄江的最好的块标本修理后揭示，原先复原的怪诞虫头尾也颠倒了。在讨论动物演化时，怪诞虫被作为“寒武纪大爆发产生了比现代多得多的门（门一级生物），后来大部分灭绝”这一观点的理论基础。

澄江动物群复原图

附录：澄江动物群的研究历程

1939年底，迫于日本帝国主义的军事压力，中山大学迁来云南澄江，地质系的不少师生都对澄江的地质构造进行过研究。

德国人米士教授在《云南中东部震旦系地层》一文中，提及澄江东山有三叶虫和古介形类。

1940年3月，中国地质界的知名元老何春荪等人在对云南磷矿进行大规模调查时，曾对澄江东山含磷岩系作过详细考察，初认为这里的磷矿层属早寒武系，后采纳中山大学师生的意见，改属震旦系。现已定居台湾的何春荪先生曾在帽天山找到了古介形虫。

1972年，张文堂、袁克兴等人在系统研究云南东部寒武系地层时，在澄江东山实测剖面时也曾发现过节肢动物的软体化石。

1977年，云南地科所的专家随三峡震旦地界研究队观察澄江渔户村及帽天山剖面，发现大量小壳化石及古介类化石。

1978年，云南地科所为配合国际地科联在全球范围内寻找该界线层型剖面及界线点，先后多次考察澄江东山剖面，系统观察并采集大量生物化石。其中有少量属于澄江动物群中的古介形类化石。

1981年夏，西北大学地质系教授舒德干带领学生去帽天山实习，曾发现带软体附肢的古介类新种。

1984年6月，侯先光在导师张文堂的指导下，赴云南为硕士研究生论文搜集古介形类化石。7月1日，他找到了纳罗虫。国外科学家认为纳罗虫是最早出现的硬体生命之一，在亚洲大陆还是首次发现，而且还保存有附肢。沉睡了5亿多年的寒武纪生物世界，从此撩开了动人的面纱。

1987年夏天，中科院南京地质古生物研究所陈均远教授争取到最早一笔经费，率10人考察团奔赴帽天山，进行了前所未有的发掘。

1992年，陈均远再次来到澄江，共收集100余箱近4000块化石，奇虾等保存完整的珍贵化石首次被发现。

从1984年以来，涉足帽天山的科研单位已逾20个，发掘地点从南到北超过40个化石点，运出标本5万多块，重达数十吨，这样大的发掘、研究规模，在古生物研究史上可说是绝无仅有。

1993年，罗惠麟等人在昆明海口的耳材村发现了丰富的澄江动物群化石，有14个门类80多属。并发现了一些新种，这不仅拓宽了澄江动物的分布区域，而且对研究澄江动物群的分类，演化及埋藏条件均有重大意义。

1995年，古生物学家陈均远等提出，云南虫、海口虫属脊索动物中的低等动物头索动物。这一研究成果使得将包括人类自身在内的脊索动物演化历史的起点从寒武纪中期往前推进了至少1500万年。在此之前，世界上最早的脊索动物发现于加拿大不列颠哥伦比亚中寒武统的伯吉斯页岩动物群，该动物群距今约5.15亿年，而澄江动物群出现的时间距今5.3亿年。

1999年，澄江动物群化石再次爆出轰动世界的惊人发现，舒德干、罗惠麟等古生物学家发现无颌类鱼化石昆明鱼和海口鱼。科学家们确认，这是世界上最早的脊椎动物。科学家们由此推断：“鱼是所有脊椎动物包括人类的远古始祖。”

1999年，舒德干在澄江发现一条小鱼化石，据称这是世界上发现的最早的脊椎动物，把脊椎动物的历史提前了3000万年。

2000年，陈均远教授采用分支生物学的统计方法证明：海口虫与脊椎动物的相关性达到96%，在化石上可清楚地看出“脊椎”、肌肉、眼睛等器官，对揭示脊椎动物“脑的起源”、“食性起源”、“头部感觉器官的起源”和脊椎动物的分类有重要意义，回答了动物从无脊椎到有脊椎之间的过度问题。

此外，在云南晋宁的梅树村以及宜良、呈贡、安宁、马龙、武定等地，都发现了澄江动物群的主要分支。这些地点形成的小生态系统，生物的组合和种类有明显的不同，为研究5亿年前生物的多样性奠定了基础。