每周科技串讲丨从古生物中探知未来

人类一度以为海洋荒芜空荡，但其实那里是蕴含着生命的“绿洲”。生命起源于海洋的说法已被学界广泛认可。而谈及生命的产生和不断向前发展就不得不提到在物种进化过程中重要的历史事件：寒武纪生命大爆发，它为动物的进化奠定了基础。

动物界的大多数现代分支（或门）在寒武纪大爆发期间突然出现，寒武纪大爆发持续了2000万至2500万年，在此时期，从单细胞生物到复杂的多细胞生物，再到现代生物最初祖先的诞生，进化仍然是发展的主线，节肢动物是这一时代生物进化中的先驱。

节肢动物是动物界最大的一门，现在人们熟知的虾、蟹、蜘蛛、蜈蚣等都是节肢动物，寒武纪时期的节肢动物长着眼睛、腿、拥有坚硬的外骨骼，它们是第一批大型捕食者。三叶虫是寒武纪最常见的节肢动物，它们在寒武纪中进化出了多样的形式，它们拥有坚硬的外骨骼，可以很好的保护自己，除此之外，三叶虫的眼睛进化出三维立体视觉可以帮助它们聚焦。今天的许多捕食者，包括人类本身都拥有三维立体的视觉，这种视觉有助于捕食者精确地计算出自己和猎物的距离。三叶虫也并非都是捕食者，有时它们也会成为其他捕食者口中的猎物，不过这些三叶虫的三维立体视觉可以帮助它们很好地发现捕食者，并成功逃脱。

猎物的防御机制进化的如此精密，捕食者要想吃饱，也得加紧进化。爱捕食三叶虫的奇虾就紧跟三叶虫进化的步伐，长长的尾巴，身体两侧灵活的片板结构，让它们可以在水里快速的游动，前面两个巨大的抓捕手，让猎物无处遁形。捕食者的体型也在增大，在奇虾标本中，就有体长接近1米的。

威斯敏斯特院长、地质学家和古生物学家威廉·巴克兰被认为是最早认识到寒武纪大爆发的突变性质的人之一，美国古生物学家查尔斯·沃尔科特发现的伯吉斯页岩中保存完好的动物群证实了这一突变性质。伯吉斯页岩的历史可以追溯到大约5.08亿年前，它甚至保存了古生物的软组织。伯吉斯页岩并不是唯一已知的在寒武纪大爆发中保存特殊动物的矿床，还有来自中国澄江县的帽天山页岩和格陵兰岛北部约翰·彼得·科赫峡湾的西里斯·帕斯特矿床，进一步的主要贡献来自对奥斯坦（Orsten）石灰岩结节的研究，在英国、澳大利亚、中国、俄罗斯、瑞典和波兰都发现了重要的寒武纪页岩结构。

云南省玉溪市澄江化石地是亚洲唯一、全球仅有的三个化石类世界自然遗产之一。1984年，澄江发掘出5.18亿年前寒武纪时期的动物群化石，因保存完好、门类众多，成为迄今地球上发现的分布最集中、保存最完整、种类最丰富的“寒武纪生命大爆发”例证。

2020年云南大学古生物研究院云南省古生物研究重点实验室张喜光、侯先光、马晓娅、丛培允、刘煜团队的科研项目“寒武纪特异保存化石与节肢动物早期演化”获得国家自然科学奖二等奖。该项目从表观形态学、发育生物学等领域聚焦并挑战了节肢动物基本躯体构建演化中长期悬而未决的世界难题，探索了节肢动物起源及早期辐射演化并取得突破性进展。同时，发现了最古老的节肢动物集群行为，首次揭示寒武纪大爆发时期节肢动物生态行为的复杂性，为研究寒武纪早期海洋生态系统雏形的构建过程打开了全新的窗口。

(文：科技导报社副编审 祝叶华 把关专家：中国科学技术出版社副编审 鞠强)

中国科协科普部

新华网

联合出品