最惊人的发现:所有动物的祖先曾站在同一起跑线(三)
中国国家地理杂志

 奇虾.强大然而灭绝了,
    一如陆地上曾盛极一时的恐龙

  5.3亿年前的海洋中,最凶猛的捕食者莫过于奇虾了。

  它有一对带柄的巨眼,一对分节的用于快速捕捉猎物的巨形前肢,美丽的大尾扇和一对长长的尾叉。它虽不善于行走,但能快速游泳。25公分直径的巨口可掠食当时任何大型的生物,口中有环状排列的外齿,对那些有矿化外甲保护的动物构成了重大威胁。这是一种攻击能力很强的食肉动物,它的个体最大可达2米以上,而当时其它大多数动物平均只有几毫米到几厘米。

  人们了解奇虾用了整整一个世纪的时间。100 多年前,奇虾首次在加拿大被发现。但发现的是它抓食物的前臂,这只前臂长得就跟虾一模一样,只是让人觉得少了一个头,像个奇怪的虾。在英国皇家科学院的年会上,英国科学院院士Whiteaves炫耀了他的发现。但遗憾的是,他把奇虾前臂当作了它的身体。这个误解一直延续到1979年,它的圆环状的口器还被当作水母,身体的毛被当作海绵骨针,身体的其它部分则被当作了不同的生物体。 80年代,一位科学家在伯吉斯收藏品里找到一块较完整的化石,发现这个“虾”不过是长在一个动物体前面的前肢,这才解决了100年来的困惑。

  最完整的奇虾化石出现在帽天山的页岩中。 1992年帽天山北坡修筑公路,推土机推出了一个巨大的断面,给了奇虾化石被发现的机会。第一块标本在发现之初只有前附肢的末端露了出来。由于好奇心的驱使,南古所的周桂琴在野外当场就修理起来。当完整的一对前附肢和头部显露之际,她不禁兴奋得大喊起来。

  第一块奇虾标本的现形,又引出了第三块完整奇虾的问世。其实,这“第三块”奇虾化石早在1990 年就已被南古所的朱茂炎采集回来,但当初它怪异的形体让人迷惑,因而被冷落在办公室的托盘中将近2年。随着标本的修复,一个完整的凶猛的猎食者形象出现在人们眼前。

  达尔文的缓慢的、渐进式的演化观同样无法解释,为什么大爆发之后,奇虾一出现就有那么大,那么凶猛。

  奇虾的食谱可能包括其它的食肉动物。它那么大的身体,那么大的嘴巴,还有那样一对大的捕捉器官,可以捕食当时最大的活物,绝对不会只吃处于食物链最低位置的生物,因它爪太粗,抓取微小食物反而不是那么容易。陈均远先生说:“在奇虾的食物结构中,肯定有一类体形很大的生物,像它们一样处于食物链比较高的位置,也许是蠕形的曳腮类,只是我们至今没有找到它们的藏身之所。但我们找到了曳腮类留下的痕迹——页岩中拐弯的肠道和粗粗的粪球化石。即使经过5亿多年岩层的挤压,有的粪球化石直径达仍45厘米,其中充填着成千上万个软舌螺和金臂虫的残骸。粪便的主人,肯定是比人类还大的生物。它比不上奇虾凶猛,很可能是奇虾一类猎食者的口中之物。”

  没有人会认为,在当时的海洋中,奇虾不是“适者”。它可以称得上是海洋中的 “巨无霸”,处在食物链的顶端,能够轻而易举地猎获足够的食物,却没有其它生物可以威胁它的生存。但是,就象在陆地上曾经占统治地位的的恐龙一样,奇虾也早已绝灭了。究竟它是在什么时候,因为什么永远从地球上消失的?这是又一个没有解开的谜。

    我们终于找到了脊椎动物的起点:
    人类是由海口虫逐步进化而来的

  在临湖的一个会场内,会议在热烈而紧张地进行着。科学家们像入迷的学生在倾听着一个又一个报告。会议不时地活跃起来,每一个报告之后的10分钟讨论时间,科学家们争先恐后地提问,这是科学火花产生的时刻。

  这次会议的另一个引人注目之处,是陈均远宣布了他们最新的研究成果:他们发现了海口虫,是迄今为止帽天山化石群中最重要的发现,也是人类进化的起点。著名文昌鱼专家、加州大学的 Holland教授说:“海口虫的发现,是人类重塑地球生命历史的一项惊人成就。海口虫提供了一幅清晰而漂亮的寒武纪大爆发最早期的、不容置疑的脊索动物的快照。这幅快照注定将在今后古生物学和生物学教科书中成为人们熟悉的一幅图片。”

  海口虫有一个丑丑的形状像条文昌鱼一样的身体,长不过几厘米,在危机四伏的海洋中,它显得太弱小。我们不知道它处在食物链的哪一个环节?它演化的潜能何在?是怎么逃过奇虾或者其它食肉动物的追杀,逃过地球上无数次生命大劫难而存活下来,并逐渐演化出鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类(含人类)的?

  在海口虫之前,澄江发现的最重要的动物门 ——脊索动物门里只有云南虫一个单种属。作为所有脊索和脊椎动物的共同祖先,它不高贵,也不威风,以滤食方式生活,借着肌肉收缩在海洋里呈侧向波浪形游动,就像今天的小水蛇。它最初被发现的时候被归到分类位置不明的生物类别,因为找不到谁与它有关系。1995年陈均远先生积累了大量标本后,才发现了它的脊索——一群有弹性的细胞连成的支柱——从头部一直延伸到身体的后端。这在当时是一个惊人的发现使得脊索动物在地球上出现的历史由5.15亿年前推到5.3亿年。

  海口虫的被发现是在1999年4月。在昆明海口耳材村后的山坡上,陈均远的学生黄迪颖在一个月的时间内就发现了300多条类似云南虫的虫子,一块巴掌大的石头上就有6条。当它们一只只被清理出来放到显微镜下的时候,就发现它们的外观与云南虫有很大的不同。解剖学的细节表明,它们有了明确的头,上面长着眼睛;有心脏,有腹背动脉,口腔前端有口须,咽腔内有细小的齿状构造,肛门后端还有分化的尾,腮弓长出了腮丝,那是为了增大与水的接触面积而演化出来的,这会使氧气的交换更有效率,活动能力得到加强。更重要的是它的神经索前端膨大出一个三分脑。这一解剖学的重要发现说明脊椎动物在开始产生脊椎骨之前,已历经了漫长的演化过程。以海口虫为代表的三分脑的出现是这一演化最重要的起点。因而海口虫是包括人类在内的脊椎动物演化的起点。     我们终于找到了脊椎动物的起点。

  李家维先生认为,最重要的是海口虫的头化程度高了很多。“头化”,在生物演化史的很多阶段都会出现,把神经的主要构造,把重要的感觉器官放到身体前端,以提高身体对环境的敏锐度,这对生物的生存有很多好处,这就是头化的趋势。问题在于,脊索动物这一条演化线上的动物,头化趋势是什么时候开始出现的?我们在海口虫身上找到了答案。

  在今天的海洋里,有一种生物能引起我们古老的回忆,那就是我们的远亲文昌鱼。现代生物学家研究我们这个大家族的起源,大都从文昌鱼入手。现生的文昌鱼是一种很原始的小型脊索动物,只分布在世界上很少的地方,如中国的青岛、厦门和美国的佛罗里达。它们没有头化的现象,脑子、眼睛都处在很原始的状态下,用生物学的手段才能鉴别出它有脑子,有类似眼睛的构造。它们从云南虫的一支分化下来后就停止了演化,在温暖的浅海里找到了它们永久的栖身之所。而云南虫的另一支 ——海口虫经过亿万年的演化,告别了鳍和鳃丝,有了自由呼吸的肺和自由行走的双腿,发展出了高级智慧。

  我们的脊索动物祖先——小小的海口虫,在游弋着巨无霸奇虾,还有仅次于奇虾的巨大的曳鳃类以及成千上万的食肉性节肢动物的海洋里生存下来并不停地演化至最终产生出人类,在多大程度上取决于机遇?很显然,看上去海口虫在当时并不具备生存优势,没有迹象表明它们将存活下去并且蓬勃兴旺地发展,而有些硕大有力的猎食者却面临灭绝。也许,致力于开发精确敏锐的器官而不是扩展身体的尺寸,使得它们获得了超越的潜能?

  看着这条几厘米长的虫子,我在想,如果海口虫未曾在寒武纪的海洋里有幸躲过虎视眈眈的掠食者;如果,海口虫演化的链条上断裂了任何一环,今天的地球会是个什么样子?

  有无数的可能性,但没有一个明确答案。总之绝不会是今天这个样子,也不会有我们人类。

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