宜昌現清江生物群

3月22日，陜西省西安市西北大學舉行重大科研成果發布會，會上發布了該校早期生命與環境創新研究團隊張興亮、傅東靜等人在宜昌長陽地區發現了距今5.18億年的寒武紀特異埋藏軟軀體化石庫，命名為“清江生物群”。

當日凌晨，該研究成果在《科學》（Science）雜志發表。

《科學》雜志同期刊發了題為“寒武紀化石寶庫”的專家評論。國際著名古生物學家Allison C. Daley評價：“清江生物群是令人震驚的科學發現！其化石豐富度、多樣性和保真度世界一流，科學價值巨大。后續研究將有望填補我們對于寒武紀大爆發的認知空白并解決動物門類起源演化方面一系列科學問題。”

會議向宜昌市人民政府和長陽土家族自治縣政府分別贈送了“清江生物群”2號、3號標本。

進化古生物學的突破性發現

寒武紀大爆發與生命起源、智能起源等共同被列為“六大自然科學難題”。而要破解寒武紀大爆發的奧秘，除了基于理論的科學猜想，更需要發現恰當的科學觀察窗口——化石庫，以找到可靠的化石實證。

對古生物學者而言，最完美的、可解密寒武紀大爆發與動物門類起源的研究對象，莫過于布爾吉斯頁巖型化石庫。

布爾吉斯頁巖型化石庫

相較于常見的類似保存著脊椎動物骨骼的硬體化石庫，布爾吉斯頁巖型化石庫不僅可以保存動物骨骼以外的組織、器官等軟體形態，更可以保存諸如水母、海葵等軟軀體生物。

該類型的化石庫能夠最大程度地還原寒武紀生物群原本的、完整的組合面貌，為探尋寒武紀大爆發的演化模式和強度以及構建動物生命樹的基本結構提供絕佳的化石記錄。

據張興亮介紹，清江生物群是全球頂級的布爾吉斯頁巖型化石庫，后續挖掘、研究與保護將完全有可能為探索寒武紀大爆發這一重大科學難題提供多方面科學依據。

本次發現的清江生物群，在4351件化石標本中，已分類鑒定出109個屬，其中53%為此前從未有過記錄的全新屬種。生物統計學“稀疏度曲線”分析顯示，清江生物群的物種多樣性將有望超過包含布爾吉斯和澄江在內的全球已知所有寒武紀軟軀體化石庫。

位于中國宜昌的清江生物群，在《科學》刊發文章的這一天，就向全球昭示，這里將成為開展寒武紀生命大爆發研究最理想的頂級“化石寶庫”。

擁有無限可能的“化石寶庫”

如今地球上的動物界共有38個門，在寒武紀生命大爆發時期的化石中，已發現20個現生的動物門類和6個已滅絕的動物門類，但仍有18個現生動物門類尚未在寒武紀找到化石代表。在過去的35年間，古生物學家曾在澄江生物群的研究中找到了許多動物門類的最早化石記錄。

清江生物群距離澄江生物群化石產地1050公里，張興亮介紹，“清江生物群與澄江生物群同處于寒武紀動物門類爆發式起源演化的極盛時期，代表了同一時期不同古地理環境下全新的生物群落，兩者的科學研究價值具有很強的互補性。” 

與澄江生物群相比，清江生物群生活于遠離海岸的較深水環境，代表了不同生態環境下的全新生物群落，這一點從其超過半數以上的新屬種可以證實。因此，清江生物群后續的大規模發掘，將為發現和探索新的軀體構型和新的動物門類提供第一手材料。

目前全球兩個保真度最高的布爾吉斯頁巖型化石庫——布爾吉斯和澄江，在埋藏之后分別經歷了高溫變質、風化作用等嚴重的地質改造，其樣本已無法用于深入開展埋藏學研究。而在清江生物群發現的軟軀體化石，奇跡般地以原生碳質薄膜形式保存了原始的有機質，毫無疑問，這里將為開展埋藏學和地球化學研究，進而開展深入的古環境研究提供理想素材。困擾學術界多年的動物軟體結構特殊埋藏機制問題，或將在清江化石庫得到破解。

不僅在古生物學研究領域具有突出的價值，清江生物群的發現，對于進化生物學、系統發生學以及埋藏學、地球化學等交叉學科前沿研究方向，也具有非常特殊的價值。

“我們只是掀開了冰山一角，后續可能還需要幾十年，甚至幾代人的研究。”張興亮說。

一、揭示生命奧秘，宜昌長陽發現5.18億年前清江生物群，《科學》雜志稱其為“寒武紀化石寶藏”

“早期生命是如何起源的？‘寒武紀大爆發’的奧秘是什么？”西北大學早期生命與環境創新研究團隊張興亮教授、傅東靜副教授等人歷時12年在清江沿線科考踏勘，3月22日在國際最權威的《科學》雜志正式發表論文，首次向全世界公布他們的研究成果：中國宜昌長陽地區發現了距今5.18億年的寒武紀特異埋藏軟軀體化石庫——清江生物群，這是古生物學界又一突破性發現。

昨日，楚天都市報記者采訪科考團隊主要成員西北大學地質學系教授張興亮等人，走進其在長陽丹水河邊的工作室，聽他講述尋找生命奧秘的過程。

山上到河邊 發現古生物化石

“寒武紀生命大爆發”被稱為古生物學和地質學上的一大懸念，在這段不到地球歷史百分之一的時間里，誕生了絕大多數生物門類，曾令達爾文也感到困惑。自1909年以來，科學界相繼發現加拿大布爾吉斯生物群、中國云南澄江生物群等頁巖型生物群，為研究“寒武紀生命大爆發”之謎提供了科學依據。

長陽地處鄂西南山區，位于長江和清江中下游，寒武紀地質層分布廣泛。說起12年前發現古生物化石的過程，論文第一作者傅東靜副教授深有感慨。那是2007年暑假，湖北的天氣異常炎熱。25歲的博士傅東靜跟隨著張興亮教授帶領的野外踏勘隊到長陽地區進行科考。“當時的目標層位是石牌生物群，它比澄江生物群的出現時間稍晚，年齡更輕。我們每天背著干糧和地質錘在完全沒有路的山里兜兜轉轉20多里，連續找了十幾天。”傅東靜副教授說，那天除了一些殼體化石和海綿之外，并沒有什么大的收獲。那天已近傍晚，準備收工，團隊一行沿著河邊走，張興亮低頭一看，說‘這石頭多好啊，敲一敲再回吧！’大家像往常一樣，取出地質錘叮叮哐哐地敲。很快，張興亮老師就找到了拇指長的半只蟲化石——林喬利蟲。林喬利蟲是布爾吉斯頁巖化石庫很有代表性的一種“蝦”狀節肢動物，緊接著，踏勘隊還在這個位置找到了納羅蟲。

張興亮教授回憶，最開始沿著清江對面那座山一路考察，從山腳往上去到山頂。然后下來沿著河邊走，走到已經到中午快一點了，到午飯時間特別熱，就想休息一下，也吃點干糧。當時大家看到這丹水河水清澈流淌，就到河邊準備休息一會兒。坐的那個地方正好水把那個巖石沖刷得非常干凈，巖石的結構構造、沉積構造非常清晰，可以看到一層淺色一層黑色，這種交替出現非常有韻味的（粘土）巖。根據他多年研究寒武紀軟軀體化石的經驗，當時判斷這種（粘土）巖一定可以保存軟軀體化石。

麥田里找甲蟲 持續12年山間水邊科考

其實，在發現這只林喬利蟲之前的十幾年間，張興亮尋找這種化石群的腳步，已經走遍了全世界。“幸運總是降臨在有心的人身上，不是嗎？”傅東靜說起這段故事，滿滿都是為身在這個團隊的自豪。“最開始我們還是全年巡回踏勘的，每年大約去清江兩三次，等老鄉告訴我們水位下去、河床露出來的時候，我們就趕緊去，下雪也不例外。直到2014年才逐步確認了這個化石庫的巨大潛力，研究重心徹底轉移過來。”張興亮說。

隨后的12年里，西北大學早期生命與環境創新研究團隊長期堅持野外發掘和室內研究，每年都來到長陽，最終對清江生物群形成了初步研究成果。科考的過程不亞于在一大片麥田里找甲蟲，張興亮、傅東靜和團隊里一屆又一屆的碩博士生用12年的時間在5億年前的“大海”里，找出了20000多只“蟲子”。“工人用撬杠撬出來1立方米大小的石頭，我們就用地質錘順著頁巖的層面劈，一邊劈一邊看，找到蟲子就整理、編號、打包，背出山、帶回實驗室。然后把每一塊清理、討論、鑒定、分類、記錄。”瘦小纖弱的傅東靜，很難讓人聯想到她坐在雪地上劈石頭、啃干餅的場景。

在位于長陽丹水河附近的團隊工作室里，記者通過顯微鏡放大后的照片，看到了距今5.18億年前的海洋世界——有的像水母，像海蝦，像蠕蟲，或者像西瓜，像花朵……千奇百怪，美不勝收。有的甚至連觸角和腹部的紋理都清晰可見，栩栩如生。張興亮教授興奮地說：“目前后生動物屬中，85%不具有礦化骨骼，且絕大多數為水母、海葵等沒有骨骼的動物，能發掘出如此多形態完整的軟軀體化石，實屬罕見。”由于化石主要以原生碳質薄膜形式保存，未經明顯的成巖作用和風化作用改造，后生動物相對多樣性最大。

只是揭開冰山一角 發現了許多嶄新物種

寒武紀大爆發與生命起源、智能起源等共同被列為“六大自然科學難題”。而要破解寒武紀大爆發的奧秘，除了基于理論的科學猜想，更需要發現恰當的科學觀察窗口——化石庫，以找到可靠的化石實證。

此次發現的清江生物群，在4351件化石標本中，已分類鑒定出109個屬，其中53%為此前從未有過記錄的全新屬種。生物統計學“稀疏度曲線”分析顯示，清江生物群的物種多樣性將有望超過包含布爾吉斯和澄江在內的全球已知所有寒武紀軟軀體化石庫。傅東靜介紹，“清江生物群的特色和優勢，體現在新屬種比例最高、后生動物相對多樣性最大、軟軀體生物類群最多、化石形態保真度最優、原生有機質的埋藏保存最好等五個方面，具有難以估量的研究潛力。”

“清江生物群，與澄江生物群同處于寒武紀動物門類爆發式起源演化的極盛時期，與澄江生物群相比，清江生物群生活于遠離海岸的較深水環境，代表了同一時期不同古地理環境下全新的生物群落。兩者的科學研究價值具有很強的互補性。” 張興亮介紹，對于清江生物群眾多化石類群的深入研究，必將為早期動物的起源與演化提供重要信息，將進一步提高我們對寒武紀大爆發的科學認識，并將引起古生物學，沉積學，埋藏學，進化生物學，系統發生學和生態學等諸多研究領域的廣泛關注。

“我們只是掀開了冰山神秘的一角，后續可能還需要幾十年，甚至幾代人的研究。”張興亮說，他們將通過對清江生物群的研究，進而探索5.18億年前更多的未知奧秘。“通過我們已開展的研究發現，清江生物群中雙胚層輻射對稱的動物占主導，刺胞動物身體構型分異度高，蛻皮動物類群中極其罕見的動吻動物繁盛。此外，我們還發現了許多形態奇異的嶄新物種。隨著研究的展開，清江生物群將為‘早期動物譜系樹’到底在哪里分叉，在哪里開枝散葉，找到更多生物進化的直接證據。”傅東靜說。

22日凌晨，論文在國際最權威的《科學》雜志發表后，專欄同期刊發國際著名古生物學家Allison C. Daley題為《寒武紀化石寶藏》評論文章認為，清江生物群是令人震驚的科學發現，化石豐度、多樣性和保真度世界一流，科學價值巨大，后續研究將有可能填補我們的認知空白并解決動物門類起源演化方面一系列科學問題。

二、令人震驚！湖北宜昌現清江生物群 形成于5.18億年前的早寒武紀時期

提起證明寒武紀生命大爆發存在的化石群，人們會想到云南澄江生物群和加拿大布爾吉斯頁巖化石庫，但今后也許會多出一個：來自中國湖北的清江生物群。

中美研究人員21日在美國《科學》雜志上發表論文宣布，他們在湖北發現寒武紀生命大爆發時期的一個新生物群——清江生物群，將為研究地球動物門類起源和早期演化提供重要科學依據。

《科學》雜志發給媒體的簡介寫道：“揭示寒武紀之秘的新寶藏出土了。”

在宜昌長陽地區發現的清江生物群形成于5.18億年前的早寒武紀時期。5.4億年前后，地球在較短時間內涌現出一系列與現代動物形態基本相同的動物門類，被稱為寒武紀生命大爆發。清江生物群與上世紀八十年代發現的云南澄江生物群同處于動物門類爆發式起源演化的極盛時期。

目前，研究人員在清江生物群中已發現101個后生動物屬，其中先前未有描述的新發現屬種占53%，軟軀體生物種類比例高，85%不具有礦化骨骼，絕大多數為水母、海葵等無骨骼動物。

論文通訊作者、中國西北大學地質學系教授張興亮對新華社記者說，清江生物群與澄江生物群具有很強的互補性，澄江生物群也以軟軀體生物化石為主，但兩個生物群的生存環境不同，屬種組成也有差異。澄江生物群生活于離海岸較近的淺水環境，而清江生物群生活于遠離海岸的較深水環境。

張興亮說，清江生物群的化石形態保真度不亞于加拿大布爾吉斯頁巖化石庫和澄江生物群。澄江生物化石經歷了強烈的風化作用，生物原來的有機質沒有保留下來。相比之下，清江生物群的化石未經強烈的成巖作用和風化作用改造，以有機碳質薄膜的形式保存下來，是開展埋藏學、地球化學和古環境學研究的理想素材。

瑞士洛桑大學古生物學家艾莉森·戴利在同期刊發的評論文章中說，這是一個“令人震驚”的發現，“清江生物群的寶藏為探索寒武紀生命大爆發時期古生物環境條件如何影響生態結構及演化驅動因子提供了令人興奮的機會”。