Science丨叢培允團隊揭示后生動物門類起源與早期演化

2026 年 4 月 3 日 ，云南大學叢培允團隊在 Science 在線發表關于 后生動物門類起源與早期演化 的 最新 研究成果 ： The dawn of the Phanerozoic: A transitional fauna from the late Ediacaran of Southwest China 。該研究系統報道了云南東部埃迪卡拉紀江川生物群豐富的后生動物化石，包括多種兩側對稱動物，首次實證了埃迪卡拉紀末期海洋生態系統中已出現了與寒武紀相似的動物組合（圖1），為理解后生動物門類的起源及海洋生態系統的早期演化提供了關鍵線索和證據。

圖1 江川生物群藝術復原圖（王曉東繪）

寒武紀（ 5.388-4.868 億年）早期“突然”出現的動物化石記錄了后生動物門類起源 與早期輻射演化事件，被稱為“寒武紀生命大爆發”。但令人奇怪的是，在寒武紀之前的地層中幾乎找不到現代動物門類的化石記錄。達爾文在其巨著《物種起源》中將寒武紀之前動物化石的缺失視為對生物演化理論的最大挑戰之一，因此這一現象又被稱為“達爾文的困惑”（ Darwin ’ s dilemma ）。目前科學界廣為接受的一個觀點認為：動物門類的起源根植于寒武紀之前的地質時代，極大可能發生在埃迪卡拉紀（ 6.35-5.388 億年）。埃迪卡拉 紀動物 存在的證據主要來自遺跡化石（動物活動留下的痕跡）和埃迪卡拉型生物（主要包括葉狀等形態奇特的動物化石），但關于后生動物主要支系——兩側對稱動物（約占動物物種總數的 98% ）的實體化石證據比較稀少且爭議較大。一個多世紀以來，尋找寒武紀之前的兩側對稱動物化石是生物演化領域最基礎的重大科學命題之一，也是破解“達爾文的困惑”所缺失的最關鍵證據環節。

云南東部是全球范圍內研究埃迪卡拉紀 - 寒武紀地層古生物的熱點區域，按照地質年代先后順序保存有江川生物群、梅樹村動物群、澄江生物群、小石壩生物群、關山生物群等一系列軟軀體化石寶庫，其地層記錄的 完整 程度與化石保存的精美程度皆是舉世罕見。“江川生物群”一詞最早由陳孟 莪 先生于 1999 使用，指示云南東部埃迪卡拉紀燈影組舊城段（不早于 5.54 億年）中可能存在動物化石。本世紀以來，江川生物群中陸續發現了一些埃迪卡 拉 類型生物化石以及潛在的動物化石線索。 2017 年，團隊成員在中國地質科學院唐烽研究員的幫助下，開始對云南東部埃迪卡拉紀末期的江川生物群開展了一系列的野外調查。經過近十年的野外工作，研究團隊先后發現多個新的化石剖面并采集了大量的化石標本。

在本項研究中，由云南大學領銜的國際研究團隊在前人研究基礎上，對采自江川生物群數百件保存精的軟軀體動物化石進行了多技術手段成像，鑒定出包括典型埃 迪 卡 拉動物 和后生動物基部類群以及兩側對稱動物等多門類化石。其中兩側對稱動物占據了絕大多數，數量最多的是蠕蟲狀生物，一類保存有固著器、 翻吻和 腸道；另一類具有顯著的頭部分化，身體能彎曲成 S 型，表明該蠕蟲動物具有運動能力。這兩類蠕蟲狀化石可以明確歸屬到兩側對稱動物總群，彌補了兩側對稱動物類群早期實體化石記錄的空白。

研究團隊在江川生物群中還發現了豐富的后口動物化石，如 寒武岐須蟲類 （ cambroernids ）以及半索動物 Margaretia 的外部管狀結構。 這些 化石和寒武紀特異埋藏化石庫（如澄江生物群、布爾吉斯頁巖生物群）中的種類具有高度相似性，表明寒武紀早期后口動物一些特有的化石類群至少在埃迪卡拉紀末期就已經出現。這 些 化石在親緣關系上隸屬于步帶類（即半索動物和棘皮動物組成的支系），這一發現預示著步帶類的姊妹類群——脊索動物（我們人類所屬的動物門）在埃迪卡拉 紀已經 出現 ， 為研究脊索動物起源與演化打開了全新的視角。

研究團隊使用掃描電子顯微鏡 -X 射線能譜分析以及沉積相分析等多種手段，揭示了江川生物群中的化石主要以碳質薄膜的形式保存，并伴隨有黃鐵礦化和磷酸鹽化，是寒武紀特異埋藏化石庫的典型方式。這與華南以及全球范圍內埃迪卡拉 紀其他 主要化石寶庫的保存方式存在顯著不同：世界范圍內埃迪卡拉紀化石主要以印痕的形式保存。江川生物群的生物組合和化石保存方式代表著一種在埃迪卡拉紀末期開始出現的“寒武紀型”動物群落 。江川生物群中豐富的兩側動物化石組合支持達爾文一個多世紀以前的推斷：后生動物化石在寒武紀之前地層中的“缺失”是由于化石記錄不完整所造成的假象。

http://doi.org/10.1126/science.adu2291

制版人： 十一

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