西北大学发现 5 亿年前化石库「清江生物群」，能否帮助破解寒武纪生物大爆发之谜？ 第1页

今天，世界顶级科学期刊《科学》（Science）上刊登了一篇我国西北大学张兴亮、傅东静团队的重量级研究成果：《华南早寒武世布尔吉斯页岩型化石库——清江生物群》，中国的这个新的化石宝库：清江生物群，也算是正式和大家见面了。

这个新发现的化石库可以说是世界级的，它的重要性简单来说是三点：

1. 年代很关键

2. 生物更丰富

3. 保存更完好

一、年代很关键

请先记住一个数字，5.18亿年。

这是澄江生物群的生存年代，也是本次新发现的清江生物群的生存年代。

在那个时期的地球，生命正处于演化早期的关键时刻。在很短的时间里，几乎所有现代动物祖先的化石都出现在了岩石里——很多人应该对一个词并不陌生，寒武纪生物大爆发。

1909年，美国古生物学家Charles Walcott在加拿大落基山脉发现了距今5.08亿年前的一个保存完好的动物群，被称为布尔吉斯页岩动物群。这里不仅有丰富的生物硬体化石，更奇特的是发现了一批生物软组织的碳质薄膜。科学家们随后用“布尔吉斯页岩型”来称呼此类保存下软体的化石。

1984年，中国科学家侯先光在云南澄江帽天山，发现了时代更早的布尔吉斯页岩型化石群，距今约5.18亿年前的澄江生物群，这两次发现彻底改变了我们对动物起源的认知，澄江化石产地也因此被列入《世界遗产名录》，成为中国唯一的化石产地世界自然遗产。

这一次发现清江生物群的地层中，发现了能够指示年代的三叶虫Eoredlichia intermedia，将年代定格于寒武纪、第二世、第三期（请随我默念地质年代顺序：宙代纪世期），大约距今5.18亿年。

因此，清江生物群和之前的澄江生物群一样，对于研究动物早期演化有着和澄江生物群同等重大的意义。

2. 生物更丰富

云南澄江生物群的挖掘进行了35年，采集标本逾10万件，发现280多个物种。湖北清江生物群的挖掘仅仅开展了12年，采集标本4351块，就已经发现了共109个“属”（请继续随我默念，界门纲目科属种），其中有101种多细胞后生动物和8个藻类属。

看起来并不惊人，是吗？那么你知道其中有53.2%的属种是之前从未被发现过的吗？基于此，发现团队认为，在生物类群总的分异度和新属种数量上，湖北清江生物群都将要比云南澄江生物群高出不少。

分异度最高的动物和澄江一样是节肢动物和海绵，但生物群面貌还是有些不太一样，清江生物群还有很多刺胞动物门生物，也就是我们常说的水母和水螅，这两种类型都有（下图A，B）。以及栉水母动物（下图C）。

还包括一些目前尚未确定具体归属的脊索动物。

总的来说，清江生物群里未发现的属种很多，尤其是各种刺胞动物（水母和水螅），对于这些动物的早期演化意义比较大。

3. 保存更完好

清江生物群另一个重大的优势在于化石的保存要比澄江和布尔吉斯页岩好很多。

古生物在死亡后，遗体常常被流水冲散或被细菌分解，柔软的躯体很难保存为化石。但有时，异常快速的沉积物埋藏过程也会将生物遗体快速的固定起来，隔绝掉氧气和微生物的作用，使遗体得以完好地保存而不腐烂。这一过程被称为特异埋藏，在这样的化石身上，你甚至能看到神经系统的脉络。

前文所述的布尔吉斯页岩生物群和澄江生物群都是特异埋藏，它们也是同时代生物保存条件相对最好的特异埋藏化石库。但按照研究团队的说法，清江生物群比它们强太多了——加拿大的布尔吉斯页岩受后期的构造作用影响比较大，含化石的地层变形破碎严重，并且还存在岩浆活动的破坏，这些都为已形成化石的保存带来不利因素。

澄江生物群所在岩层则风化严重，如果不告诉你，你会以为看见的只是小土包。

清江生物群的发现点在河岸边和河床露出的岩层里，河水充当了自然挖掘机的角色，将表层受过长期风化的岩石统统带去大海和远方，留下一片特别新鲜的、近乎原汁原味的含化石岩层。

新鲜，大概是清江生物群最难能可贵的一点。另外一点，恐怕要归结于幸运。鄂西山区既没有经历过十分暴力的地质变迁，也没有遭受过剧烈的岩浆烘烤——在地质学上，这里位于扬子板块的腹地，远离现代造山带和古代火山活动区，既不像四川-云贵地区受到青藏高原抬升事件过于剧烈的影响，也不像江浙一带被中生代剧烈的岩浆活动翻来覆去的烤。

时光悠悠，快速死亡、快速埋藏的生物软躯体变成黑色的碳质薄膜，印在岩石深处，各种生物的身体细节纤毫毕露，活灵活现。目前已发现化石的85%都保存了软躯体，对于生物结构起源的研究意义重大。比如这个纳罗虫的消化系统就很完整地保存了下来。

4. 总结

现代地质学和古生物学发源于欧洲，兴盛于北美。但近年来，古老的中国大地上发现了越来越多精美的化石宝库，与欧美相比，我国的地质学与古生物学虽起步于民国时期，但后来居上的势头越来越猛，迅速跻身国际先进行列。

如今，新一代的地质学和古生物学研究者们，在诸如生命起源、动物演化等重要的基础科学问题上，也正有着越来越多的发言权。35年前，中国云南的澄江生物群曾经引爆了寒武纪早期动物起源的研究，而这次清江动物群的发现，无疑又是一次科学“大爆发”。

凭借它更加丰富的关键年代生物群类和更加新鲜的保存状态，一座世界古生物学研究的里程碑正树立在我们面前，你看见了吗？

注：文中图片来源于公开发表的文献、研究团队，以及维基百科，均已注明来源

原文链接：The Qingjiang biota—A Burgess Shale–type fossil Lagerstätte from the early Cambrian of South China