5.4億年前生命爆發之謎

在距今5.4億多年前，地球上突然「熱鬧」起來，各種動物門類紛紛出現。這一現象，被稱為寒武紀生命大爆發。一直以來，寒武紀生命大爆發，被認為是古生物學和地質學上的一大懸案。中科院南京地質與古生物研究所研究員朱茂炎帶領的國際古生物學小組，遠赴俄羅斯西伯利亞無人區，在那裡找化石一個月，並揭開「謎底」：寒武紀生命大爆發從寒武紀之前就開始了，是一個延續過程。

現代快報/ZAKER南京記者 胡玉梅 實習生 韓雨霽

科學疑問

寒武紀大爆發是如何出現的

「地球的生命系統有一個發生過程。在25億年前，地球上沒有任何氧氣，也沒有任何生命跡象；25億年前——8億年前，地球出現了氧氣，氧含量濃度逐漸升高，於是地球上出現了真核生物、多細胞生物，這些生物都是非常微形的，肉眼看不見；5.4億多年前，地球上生命突然多樣化起來，各種動物門類的祖先，幾乎都出現了，寒武紀生命大爆發后，地球進入了現代階段。」朱茂炎說，寒武紀生命大爆發讓地球變得生動起來，尤其是海洋里，奇蝦、三葉蟲、怪誕蟲、風蟲……非常熱鬧。當時，最令人喪膽的捕獵者之一便是奇蝦。它擁有堅硬的外殼，捕食三葉蟲和其他節肢動物、蠕蟲和軟體動物。

朱茂炎向現代快報記者介紹說，正是寒武紀大爆發打開了生物多樣性之門。但是，寒武紀生命大爆發是如何發生的？「我們一直認為，寒武紀大爆發是真實的，是動物快速起源的過程。但由於缺乏延續的地層研究，古生物學家們推測，動物是在前寒武紀大爆發時候出現的，但遭遇了滅絕，之後，又突然大爆發了。」

聯合科考

遠赴西伯利亞無人區找答案

在古生物界，凡事用化石和地層來說話。5.4億多年前的生命大爆發，是不是經歷了爆發—崩潰—復甦這樣的過程？朱茂炎說，他的團隊一直在追蹤，尋找答案。

2015年，朱茂炎從俄羅斯同行中得知，俄羅斯西伯利亞東部邊遠地區「尤多馬河」上游，可能有5.4億多年前的連續地層剖面。於是，朱茂炎和南古所研究員趙方臣以及俄羅斯、英國的古生物學家們一起去聯合科考。

「我們是2015年8月出發的，那是西伯利亞一年中最好的季節，白天氣溫有10多度，夜間氣溫降到零下，需要裹著厚厚的羽絨服。」趙方臣告訴記者，他們聯合科考小組一共有10多人，考慮到是無人區，出發前，他們帶了急救藥、蔬菜、帳篷等等，隨行的還有一位廚師和幾個獵人。他們從西伯利亞的一個小城市先乘坐汽車，一路勞頓，到達「尤多馬河」的時候，兩個鼻孔里全是灰。

「尤多馬河」岸邊就是5.4億多年前的地層，地質剖面厚300多米。趙方臣說，一個月科考下來，他們收穫很多，一共採集了200多公斤化石回來，揭開了寒武紀大爆發的秘密。

驚險遭遇

墜河裡、熊出沒、預防狼……

說起科考，朱茂炎稱，這是一次冒險。由於科考地點是在「尤多馬河」岸，他們必須攀著岩石，一直往上攀岩。「工作地可以說是懸崖，上去了以後都不敢回頭，一直往前，慢慢尋找。」有的地方實在陡峭，無法攀岩，他們就一邊划著船，一邊幾個人同時合力，拖著其他人上去採集化石。

「尤多馬河」河水清澈湍急。有一次，在多人合作採集化石的時候，俄羅斯的一位科學家不小心掉到了水裡。「幸好當時我手裡握著一根杆子，把他拉上了船。」朱茂炎說。

除了地勢兇險外，還要擔心狼和熊的偷襲。趙方臣說，「夜間，狼就會出沒，它們的嗅覺很靈敏，如果一個地方住久了，狼很快就能找來。為了防止狼來覓食，我們三四天換一個地方露營。」朱茂炎說，每天晚上和早晨，是他最擔心的時刻，因為有熊出沒，有一次，一隻熊還真的差點和他們遭遇，後來被獵人嚇跑了。

因為在河邊，所以吃不用愁，魚最多。「熏魚、魚丸、生吃……每天變著法子吃。」

最新發現

生命的出現

是連續的

「我們採集了3個剖面，發現了大量化石。我們發現，原本古生物學家們認為的前寒武紀（5.45億年前）化石和寒武紀化石（5.4億年前）是共生的。」朱茂炎說，前寒武紀化石中，有一種典型的化石「克勞德管」化石，在剖面被採集到；而和「克勞德管」化石在一起的是寒武紀時期的典型化石「阿納巴管」化石。「它們是混生的化石群。」朱茂炎說。

「這說明，寒武紀生命大爆發，並不是突然出現的，而是一個連續性的時間。」朱茂炎對現代快報記者說，這一發現，不僅糾正了寒武紀生命大爆發以往的觀點，同時，把寒武紀生命大爆發的時間往前推了500萬年。

之所以會出現寒武紀生命爆發，古生物學家們推測，這和5.45億年前海水中的分子含量發生改變有關，海水中鎂含量降低，鈣含量升高，所以，出現了骨骼動物。