被误解了百年的虫子

■吴 言

大约5.3亿多年前，一场“寒武纪生命大爆发”骤然上演。地球上突然出现了大规模不同门类的新生命，比如节肢、腕足、蠕形、脊索等生物都是那时出现的。原本平淡无奇的单细胞世界一跃变为了多门类动物同时存在的繁荣景象。

这一重大生物进化事件曾让达尔文十分疑惑，他绞尽脑汁都想不出要如何解释这一现象。直到今天，“寒武纪生命大爆发之谜”仍被视为“学界的珠峰”，无数科学家为之呕心沥血。

发现怪诞虫

寒武纪又可分为早寒武纪、中寒武纪、晚寒武纪。1909年7月，美国一位研究早寒武纪地质层的古生物学家沃尔科特偶然在加拿大发现了布尔吉斯页岩，并从中挖出6万余件化石标本。该页岩的存在时期约为5.05亿年前的中寒武纪。1911年，他又在此地挖掘出了一种外形奇特的虫子的化石，它看起来像长了刺的蠕虫。

遗憾的是，由于人手不足，沃尔科特并没有在这些化石标本上花费太多精力，就笼统地将它们全部归入当时已知的门类。

约30年后，英国古生物学家莫里斯才重新对其进行研究。莫里斯认为这种虫子的身体构造如此特殊，不可能是已知的现代生物，他将其命名为“怪诞虫”。

一般发现动物化石后，研究者最先要做的是分清楚它的头、尾和正、反面，才能确定其形状。如图1，莫里斯将左侧视为怪诞虫的头部，右侧视为尾部。同时，他将虫子身体上规则分布的两排刺当成了用来走路的腿，即视为正面，而下面看上去只有单排的刺为腹部，即视为反面。按莫里斯的设想，怪诞虫走起路来就像踩着高跷一样。

图1 怪诞虫化石

然而，为何在它的头部找不到眼睛、嘴巴等？它究竟属于哪一类生物？这一系列的问题让科学家十分头疼，研究一直毫无进展。直到我国云南澄江动物群的发现，才使怪诞虫的研究迸发新的活力。

弄清正、反面

1984年7月1日，我国古生物学家侯先光来到云南澄江帽天山寻找古生物化石。下午3点左右，正在发掘的侯先光一抬脚，刮落了一片松动的岩层。此时，一块形状奇特却又保存完整的化石露了出来。激动之余，他又陆续发现了3块重要的化石，它们分别是纳罗虫、腮虾虫和尖峰虫，都是寒武纪早期的无脊椎动物化石。

这次发现如同打开了一扇古生物宝藏的大门。侯先光等科学家相继在澄江动物群发现了万余块距今5.3亿年的古生物化石标本，这些化石清晰地记录了早期寒武纪的壮观场景。迄今为止，它们是世界上时间最早、保存最完整、门类最多的寒武纪化石群。

图2 侯先光团队在澄江寻找化石

最让人意外的是，在澄江动物群中也发现了怪诞虫化石，而且十分清晰完整。科学家这才意识到，他们一直都把怪诞虫的正、反面颠倒了。

原来，莫里斯看到的化石标本只是怪诞虫的局部：“触须”其实是用来行走的脚，规则排列的硬棘般的“腿”则是用来保护自身的棘刺。

图3 公认的怪诞虫模型

分清头和尾

又过了31年，即到了2015年，一项发表在《自然》杂志上的研究才终于分清了怪诞虫的头和尾。

英国剑桥大学学者马丁·史密斯等人通过电子显微镜分析了博物馆里的数十块怪诞虫化石，识别出该生物的头部，并拼凑出它的身体结构，还原了它的外形。过去一直认为的怪诞虫的“头部”实际上是其内脏被挤压出来后形成的化石。也就是说，它不光上、下颠倒，前、后也完全被对调了。

其实，怪诞虫有两排触角向下支撑身体，而尖刺是向上的，眼睛与嘴巴都长在之前人们以为是尾部的地方。

至此，人类总算对怪诞虫的外形给出了一个合理的解释。

通过分析，研究人员发现怪诞虫的口部和节肢动物的祖先相似。另一份对怪诞虫脚部的研究显示，它可能与霍式不死虫有“亲戚关系”。

迄今为止，距离怪诞虫化石被挖掘出来已有上百年的时间了。科学家花了73年才分清它的正、反面，又花了31年才弄清楚它的头和尾。对我们普通人来说，这几乎是不敢想象的事，但对古生物学家而言，或许就是家常便饭。