澄江动物群及人祖寻根

舒德干

达尔文进化论思想大概有两个最主要的核心论题，一个是自然选择，第二个就是世界上所有的生物都有共同祖先，长期的演化结果就形成了“生命之树”，所以生命之树思想应该是达尔文的核心思想。后来的生物学家、古生物学家、化石研究专家勾勒出了“生命之树”的初步轮廓。

在这里面有许许多多的创新事件，其中最重要的、和人类演化相关的有三个：一是原核生命的出现，指无细胞核膜的细菌之类变成有细胞核膜的生物；二是动物界形成寒武大爆发时期；三是一支脊椎动物最早的祖先，有头有脊椎，经过5亿多年的发展形成了人类。

“寒武”大爆发的新假说

5.4亿年前，动物界突然演化加速，跑步向前，形成了整个动物界，后来被大家称之为“寒武”大爆发。“寒武”大爆发不是一夜之间完成的，经历了约4000-5000万年。

达尔文对此事很难理解。由于当时的化石知识比较少，他认为生命是慢慢演化，很难想象生命在非常短的时间里形成了整个动物世界。在达尔文的“非爆发”假说中，他认为根本不可能大爆发。但是，时隔100年之后，美国的古生物学家Gould基于化石的资料，提出在不长的时间里面，大概几千万年左右，一幕式地产生了动物界，后来所有生物门类都站在一条起跑线上，一致出现了。后来，英国皇家学会会员将达尔文的思想和Gould的思想进行了一定的融合，他觉得既不是完全的渐变，也不是单纯地一幕式，有可能是两幕式。在“寒武”大爆发之前是隐身的、看不见的、微小的、柔软的，那样的生物大部分是未知。“寒武”大爆发之后，有一些个体大的就显现了，他提出了两幕式。他们各自都有自己的道理，但不完善，没有真正解释出动物在整个演示过程中的渐变性，快速演变过程中的综合更没有看到过程的阶段性。所以，还需要后人进一步做贡献——中间的核心问题是“寒武”的几次大爆发，跟整个动物界的形成有什么具体的对应关系。

这样我们就要回头看看整个动物界的基本结构。按照分子生物学、化石生物学及古生物学的各种认知，大家认为动物界由低等到高等有30多个门类可以划为三个亚界。三个亚界怎么形成？需要我们关注化石窗口，应该是在早寒武世和中寒武世末期发现的，在全球40个大化石库中做了探索工作，其中最著名的是澄江动物群。如果将这四个动物群勾勒在地质图上面，就会发现它们是先后展示的。现在的古生物学家需要回答的，就是在先后出现的四个动物群中，它们包含了动物界什么样的信息，有哪些成份。

在前寒武世的末期，动物亚界四五个门类开始出现了，后来还产生了文德（谐音）动物群。在寒武世的初期，科学家证明大多数的远古动物在这个时候已经出现了。那么，最后一个后口动物亚界包括的几个门类什么时候出现的？大家把目光放在了云南澄江动物群上。

1995年之后，西北大学早期生命科学研究所非常幸运，有一系列的发现主要集中在后口动物亚界上，有一系列的文章被接受，发现后口动物亚界的“5+1”类群。这样，动物树框架在澄江动物群就出现了。

于是，我们就提出了继达尔文、Gould之后的寒武大爆发的新假说，认为在这三个动物群中已经逐步完成了整个动物亚界三个亚界的构成，三个寒武大爆发形成了动物的三个亚界。

澄江动物群的重要发现

一是在澄江动物群发现了文德生物。大家没想到还可以跨过寒武世界限遗传到澄江动物群，这是一个非常重要的成果。以前很多人认为寒武世之前和寒武世初期之间是没有关系的，但这个演化证明它们之间是有联系的，这是基础动物亚界。

发现了奇虾出现于早寒武世的早期，这个动物物种由基底到底层都出现了，说明完整的生物系统在寒武世早期就已经出现了。

当然，在澄江动物群最重要的贡献，我前面也说到了，是长期没有见过的动物亚界中的所有门类都快速地逐渐出现了。例如低等脊索动物，跟现在的文昌鱼非常相似，没有头，但已经有不对称的脊节和脊索。这类动物被科学家认为跟脊椎动物非常接近，在寒武世也有它的踪影，叫长江海俏。

我认为古虫动物门开展了新陈代谢的革命，水从前面大口进入的时候，把食物和氧气都带入进去了，然后筛选之后排泄出来，加速了新陈代谢革命。当然，这是国际上最有名的脊椎动物的出现，最早产生了头，产生了脑，产生了脊椎骨，这就是人类之所以能够站起来，人类之所以聪明，始点可能就在这几条鱼上。所以，古生物化石和现在是相对应的。

澄江动物群时代的人类远祖

达尔文最关注的除了五种起源的基本思想以外，他还关注人类是如何起源的，如何由来的。所以，达尔文很期盼古生物学家能够找到人类祖先。

5.2-5.3亿年前，最早出现头脑脊椎的昆明鱼目化石。

这个化石很特别，可以看到最原始的脊椎骨，最早的头类非常小，但头的基本构造都有了，脑的外延、眼睛非常大了。有人说寒武世大爆发非常重要的因素是眼睛的出现，在这里也是一个证明。

我们看到世界低等和高等的脊椎动物，以及在历史中发掘出来各种各样的脊椎动物，我们在第一鱼上面找到了这样一个根。在这个根之前，还有没有更原始的东西？找到这个根，前面还有没有种子？也是值得探索的问题。

在谱系图上可以看到，有更早出现的过程，有脊索出现的过程，还有产生腮裂的过程。我认为更重大的创新型贡献是出现腮裂的古虫动物门。以西大动物为代表，食物和氧气进入之后，通过腮裂排泄。腮裂从胚类动物可以找到很好的证据，我们在母亲肚子里面前四个星期会有很清晰的腮裂构造，后面就没有了，原来腮裂中的肌肉、骨骼、神经、血管就改造成现在其他相应的血管、肌肉、神经。

那么，我们要记住古虫动物门创造了腮裂，引发了新陈代谢的革命，是非常值得纪念的事情。再就是昆明鱼目代表，它当时很弱小，不到一寸长，但它的后代将称雄世界。

（作者系中国科学院院士、西北大学早期生命科学研究所所长，本文根据作者在中国国际矿物宝石博览会化石高峰论坛上的演讲录音整理，有删节。）