科學家發現迄今最古老原始動物化石

圖為“貴州始杯海綿”的掃描電鏡照片和模式標本圖片。新華社發

3月10日，中國科學院南京地質古生物研究所研究員朱茂炎公布了一條令人震驚的消息，他領銜的課題組在中國貴州省“瓮安生物群”中發現一枚6億年前的原始海綿動物化石，它被命名為“貴州始杯海綿”，是迄今全球發現最早且可信的原始動物實體化石。該發現不僅將海綿動物在地球上出現的實証記錄從寒武紀向前推進了6000萬年，更解決了“瓮安生物群中是否存在動物化石”這一懸而未決的學界熱點問題。

瓮安生物群首個“成年”動物

1961年，科學家在貴州省瓮安縣境內瓮福磷礦採區的磷礦石內，發現了微生物化石，受到全球科學界的高度關注，無數國內外古生物學家跟進研究。

1998年，中國科學院南京地質古生物研究所參與的研究隊伍，在貴州瓮安生物群發現了中國最古老的動物胚胎化石。“瓮安生物群距今約6億年，主要由三維立體保存的多細胞藻類、大型帶刺疑源類和后生動物胚胎等多種化石組成。”中國科學院南京地質古生物研究所博士殷宗軍說，“其中的動物胚胎化石作為迄今最古老的后生動物化石記錄，為研究動物在‘寒武紀大爆發’前的起源和早期演化歷程提供了實証材料。但胚胎沒有分化成具體的形體，無法觀察到其形態和內部結構。”

在最近十幾年的研究中，令研究人員遺憾的是，瓮安生物群中已經研究發表的、解釋為動物化石的標本以未分裂的受精卵和早期分裂的動物胚胎為主，而數量稀少的動物成體化石，如可能為腔腸動物和兩側對稱動物的“小春虫”等，並未被學術界廣泛接受。

那麼瓮安生物群中究竟有沒有動物呢？

2008年以來，中國科學院南京地質古生物研究所研究人員每年都會去貴州瓮安生物群採集樣本，用硫酸溶解磷礦石，在殘渣裡面尋找化石樣本后，在電子顯微鏡下反復觀察。功夫不負有心人，日前，他們終於發現了一個米粒般大小的動物成體化石，經研究確定為至今已6億年的原始動物實體化石，是瓮安生物群首個“成年”動物。

6億歲“海綿始祖”——“貴州始杯海綿”

“這塊化石體積約2.5立方毫米，和一顆米粒差不多大小，整體呈纏繞的管狀，三個獨立的腔室共用一個實體基座，每一個腔室有一個向上的開口。”殷宗軍向記者介紹起了該化石的真實面貌。

研究發現，該生物體已發生明顯的細胞分化，具有與現代海綿動物相似的表皮細胞和領細胞結構。

“種種跡象表明，這就是原始海綿動物化石。”殷宗軍告訴記者，有三個証據能夠証明：一是外觀形態結構，二是完好的水溝系統，三是保存了細胞結構。因為在貴州發現，外表呈杯狀，殷宗軍等人將該海綿命名為“貴州始杯海綿”。

此外，研究人員還根據放射性同位素測年法，確定了“貴州始杯海綿”所在的磷礦石的年齡，從而確定該海綿生活在6億年前。朱茂炎說：“海綿動物是整個動物界中最原始的類群，‘貴州始杯海綿’是迄今為止世界上發現最早的原始動物化石，比之前公認的5.35億年左右，提前了6000萬年左右。”

為研究寒武大爆發提供有效証據

原始動物的歷史可以追溯到什麼時候？寒武紀地層中究竟有沒有留下復雜動物的祖先化石？“貴州始杯海綿”化石的發現，化解了多年學界之謎。

距今6億年前后的前寒武紀—寒武紀轉換時期，是地質歷史上最為關鍵的時期之一，在那時，地球的岩石圈、水圈和大氣圈均發生了革命性的變化，有利的環境因素使得多細胞動物開始崛起，並在寒武紀早期發生大規模輻射式演化。

動物的寒武紀大爆發作為一個客觀事實已被廣泛接受，但厚厚的前寒武系地層中卻鮮有后生動物化石的蹤影。從達爾文時代至今，這一問題都讓地質學家和古生物學家感到困惑不已。“‘貴州始杯海綿’為研究寒武大爆發提供了有效的証據。”殷宗軍說。

“此次發現，還使得瓮安生物群的潛在價值得到釋放。”殷宗軍告訴記者，“貴州始杯海綿”的發現，破解了之前因沒有找到可靠的動物成體化石，而使國際上對我國瓮安生物群中動物胚胎狀化石生物學解釋的質疑。

（記者 鄭晉鳴 通訊員 許佳佳）