" 寻根溯源"——毕生追逐的梦

尹磊明

1980 年美国加州大学圣芭芭拉分校终生教授克劳德院士（前右二）及著名古植物学家阿克斯罗德（Axelrod）(前左二）访问南古所

1978 年美国加州大学洛杉矶分校的前寒武纪化石专家箫夫（左二）访问南古所

上世纪60 年代初，完成在南京大学地质系古生物专业的学习，我径直来到了古生物研究所。这个打小熟悉的研究单位给我的印象是世外桃源，特别宁静，但缺乏生气。"既来之，则安之"，……。我被分派到了孢粉化石研究室，在当时该类微体化石门类被视为古生物学的新学科，而让我着手开展对前寒武纪"哑地层"中的"古孢子"研究，更是"丈二和尚摸不着头脑"，一头雾水!但谁成想，这也因此成了我一生追寻的梦……。至60 年代后期，我迎来了首次去到我国西南地区观察和收集'哑地层"样品的机会。这让我早先在校参加野外地质实习和勤工俭学的锻炼终于可以一展身手了。不过，通常"梦"是美好的，当从实验室首次获得大多破损和严重碳化的"古孢子"化石标本，犹如梦中乍醒，难道"哑地层"留存的生物遗迹竟是如此荒漠、惨淡吗？！难怪达尔文在一个多世纪前止步于这些"哑地层"，仅给出了真知灼见的预言。在60-70 年代，研究工作中查阅的文献多来自前苏联学者，他们在刊物中给出的简要文字叙述和稍显粗糙的化石标本图像，似乎没有激发既往的梦，只是把它们作为对比、划分"哑地层"时代的参照读物。

时光如梭，动荡不安的"文化大革命"结束了，因为有幸接待来访的国外知名学者，其中美国加州大学克劳德（P.Cloud）院士和箫夫（W.Schopf）教授的来访，给自己很大触动。他们很强调对前寒武纪"哑地层"开展调查研究的学术意义，与此同时，他们面对新发现的微体化石也显踌躇。这表明回溯远古地质时期的生命形态和生物群面貌，是国内外学术界面临的新课题。虽说我们起步较晚，但在新事物面前，还是'人人平等'吧！

另外，自从国门开放，终有机会随同代表团去到澳大利亚考察前寒武纪地层及其国际知名的"埃迪卡拉后生动物化石"。当亲眼看到保存在庞德砂岩中栩栩如生的化石标本时，抑制不住内心的激动，似乎那一刻又找回了"梦"……。为此，在第二年做出了稍显稚拙的举动，我再次去到湖北宜昌开展野外工作时，禁不住花了半天时光，将出露在长江边的"震旦系莲沱砂岩"又一次细细的搜罗了一遍，痴想能从中找到类似的标本，结果当然一无所获。

本文作者与箫夫教授于2008 年在美国加州大学召开的“国际前寒武纪微体化石峰会”上的合影

"功夫不负有心人"

经过多次去到鄂、黔、滇、川、陕等西南地区考察，在我国南方广泛出露的震旦系和上覆寒武系底部地层终于收集到了一些令人兴奋的微体化石标本。小小的收获表明，想从前寒武纪"哑地层"获取生命遗迹，仅仅依靠单一的常规酸浸泡化石孢粉收集方法是远不够的。对前寒武系常出现的硅、磷质或变质岩石，应用岩石切、磨薄片，从中获得原位保存的微体化石，不仅更加栩栩如生，且增添了对埋葬环境的真切认识。当然，此决非易事。迄今为止，还很难从前寒武系硅质结核获取三维保存的化石标本。就我个人而言，之前4 至5 次对湖北宜昌晓峰河剖面陡山沱组反复观察和系统采集样品，在获取愈来愈多的微体化石中，似乎有微体动物化石的踪迹。这对自己是一个很大的激励，臆想从中获取微体动物化石，岂知最终获得滞育嚢胞中系列卵裂的微体化石，此为当时也反驳了对贵州瓮安陡山沱组出现和记述的"动物胚胎化石"是一类大型硫细菌遗存的质疑？为有别于原核生物细胞的"动物胚胎"提供了确凿无疑的化石证据。在如此古老地层中发现保存于滞育嚢胞中的系列动物卵裂的微体化石，遂成为当年我国基础科学研究的十大新闻之一。

当然，在逐梦生涯中，肯定是有波澜起伏和些许失望的时候。在70 年代初，为了履行国家和科学院下达在东北鞍山等地探寻"风化淋滤型" 富铁矿的课题，同时为证实" 生物成矿"的观点，随综合学科的科研人员在鞍山、本溪等地，多日在零下数十度的寒冬天气下开展野外工作。但是，让人有些失望，从野外带回的距今约25-30 亿年前的条带状石英-磁铁矿岩石，没有获取想象里的"铁细菌"化石。更让人揪心和难忘的是90 年代初，我有幸进驻新疆库鲁克塔格无人区，在临时搭建的帐篷里露宿了一个月，结果除了从寒武系底部发现原位保存的微体化石外，从另外70 多件采自不同剖面中-上寒武世和奥陶纪的样品，几乎没有获取一粒保存完好的有机壁微体化石标本。这可能就是逐梦的必经之路吧！

在宜昌晓峰河剖面发现的滞育卵囊中的动物胚胎化石，此研究获2007 年中国十大科技进展

地史早期地层蕴藏太多的奥秘

我国幅员辽阔，广泛出露和分布寒武系及其下伏的前寒武纪地层。就目前从古老地层发现的微体化石来看，我国几乎都有不同地质时期代表性的化石标本或化石组合。如6 亿年前古老的陡山沱组"大型具刺疑源类"，约10 亿年古老的" 刘老碑组- 土门群疑源类化石组合"，近17 亿年古老的山西、河南等地汝阳群的有机壁微体化石，乃至山西五台山地区更古老岩层中保存的微体化石遗迹等等。近些年来，随着年青人的陆续加入、新技术方法的应用和多学科综合研究的开始，" 生命起源和早期生物演化"的研究变得更加深入和全面，日渐为清晰认识前寒武纪的生命世界开创一个个鲜明和有意义的窗口。

为促进和维系自己追寻的梦，同时为摸清不同地质时期海洋微体浮游生物的埋葬和保存状况，及其与沉积环境的密切关系，我曾一度把眼光和兴趣投向了上覆显生宙早古生代的微体浮游生物化石。它们形态多样，保存甚好的标本增强了我逐梦的好奇心。原来在久远的地质时期的海洋竟孕育和保存了如此绚丽多彩的微体浮游生物！它们就像沙漠里突现的涓涓清泉，沁入心扉，让人不由自主的想象它们的祖先会是什么模样！？

从上世纪80 年代初，我相继对前寒武纪-寒武纪，寒武纪-奥陶纪界线，乃至早-中寒武系世等地层中保存的海洋有机壁微体化石开展了调查研究。从中获得的成果证实"疑源类化石"作为研究不同地质时期海洋生态系统的基础食物链的新学科，不仅为同时期生态系统的其他生物群提供古生态、古环境和古地理分布等重要信息，同时为了解不同地质时期发生的生物-地质事件提供不可忽视的化石证据。这里不妨略举几例，在我国南方前寒武纪晚期（即新元古代的"埃迪卡拉纪"）陡山沱组普遍出现"大型具刺疑源类"，但是，往上至灯影组白云岩中夹含的同样燧石结核或条带，却几乎不再发现该类化石的踪影。在临近寒武系底部的硅、磷质岩层，却突现大量小膜壳的具刺疑源类化石，它们无疑是"寒武纪生物大爆发"海洋早期生态系统基础食物链的遗存代表。又如在调查研究出露在贵州剑河地区早-中寒武世界线地层、吉林浑江地区寒武纪-奥陶纪界线地层、乃至湖北宜昌地区早-中奥陶世地层等的疑源类化石组合过程中，都显现疑源类化石组合面貌的明显变化是与伴存的其他无脊椎动物化石所标识的"界线"大体一致。其中最耐人寻味的是从贵州剑河地区寒武系曾家崖剖面获得第五阶（现作为国际地科联批核、命名的'苗岭统'，'乌溜阶'）底部的疑源类组合，其间类型分异度较高的具刺疑源类仅在厚度小于50 公分的地层突发性的出现，与常见三叶虫化石带所标识的界线仅低约几十公分；而关于同一剖面碳、氧同位素，及有机地球化学测试的结果皆与疑源类组合明显变化的层位几近一致，同样显示相应显著变化。这不应该是巧合，应是地质-生物事件的有力证据。它表明海洋微体浮游生物作为基础食物链对海洋物理-化学环境变化的敏感，其变化通常早于处于生态系统上端的食草动物。

在探寻地史早期生物演化行程中，真核生物的起源无疑是关键"里程碑"。目前依据分子钟分析，并结合现有化石记录，大体勾画获得直至古元古代晚期方出现真核生物，并且归结认为古元古代早期发生的，改变地球大气和海洋化学作用的重大"氧化事件"仍是行光合作用的蓝菌所为。显然，该"氧化事件"驱使了真核生物的进化。因此，从古老地层寻找和认定真核生物化石证据遂成为当今前寒武纪古生物学的廹切课题。除后生动物和多细胞真核藻类外，通常单细胞的有机壁微体化石是古老地层最有可能保存和有望揭示地史早期生物演化" 脉络"的重要化石记录。至今，从老于25 亿年的太古代地层获取的微体化石，多限于小球形及丝状的蓝菌原核生物遗迹。在为数不多有机壁微体化石报道中，2010 年比利时列日大学的兆瓦柯西（Javaux）等从非洲南部约32 亿年古老沉积地层发现膜壳直径达300 微米的球形有机壁微体化石引人注目。但是，这些化石标本缺少认定"真核生物"的其他复杂形态结构。剑桥大学的古生物学家巴特菲尔德（Butterfield）在2015 年提出只要具有复杂形态结构，是凡膜壳大于5-10 微米直径的，皆可视为冠群真核生物。我国北方广泛分布轻微变质或含磷、硅的古老沉积地层，多年来从中已获得一些令人瞩目的微体化石，古人云：" 只要功夫深，铁柱磨成针"，相信从我国古老地层探寻真核有机壁微体化石是大有作为的。

再如近年来，我还相继从我国南、北方的早-中寒武世地层发现"陆生隐孢子"。有趣的是，与先前报道自北美寒武纪的相同化石材料不同，它们与海洋微体浮游的具刺疑源类一起保存，此表明并非"陆生隐孢子"仅出自"非海相地层"。此不论是由"海泛"、"风暴"或其它原因造就；显然，从寒武纪地层探寻和研究有胚植物的起源及相关生态环境是不可忽视的课题。这意味着探寻和研究地球历史早期的生物群演变及相关地质环境变化还有许多未解之谜……，此是持之以恒追寻的梦。