簡介
“藍田植物群”是發現於安徽省休寧縣藍田鎮一帶的一種植物化石。“中國科學院南京地質古生物研究所研究員袁訓來等專家研究發現,距今6.35億~5.8億年的“藍田生物群”是地球上迄今最早的宏體生物。這一發現將地球上多細胞生物“高等生命”的起源向前推進了近2000萬年。2011年2月17日出版的英國《自然》雜誌上刊登了我國科學家發表的題為“埃迪卡拉紀早期具形態分異的宏體真核生物組合”的科研論文,向世界介紹這一成果。在現今生物圈中,包括人類在內的所有肉眼可見的生命,幾乎都是多細胞宏體生物,也就是常說的“高等生命”。在中國科學院、國家自然科學基金委、科技部和現代古生物學和地層學國家重點實驗室的資助下,袁訓來與他的同事陳哲博士、肖書海教授、周傳明研究員和西北大學華洪教授,對產自安徽休寧縣藍田鎮附近的“藍田生物群”進行了系統的研究。
宏體生物群
研究認為,該生物群熙是迄今最古老的宏體生物群,時代屬於埃迪卡拉紀早期,年齡限定在距今6.35億~5.8億年之間。而之前發現的最古老的宏體生物組合是在澳大利亞等地發現的“埃迪卡拉生物群”,時代距今為5.79億~5.4億年。
地球上最古老的「高等生命」到底是什麼樣子?人類已知的高等生命從什麼時期開始演化?英國的《自然》(Nature)雜在17日公了這一重大發現。
高等生命
多細胞宏體生物
地球上的生命從無到有、從簡單到複雜,其中的進化過程相當漫長。古生物學家認為,在現今生物圈中,包括我們人類在內的所有肉眼可見的生命,幾乎都是多細胞宏體生物,也就是常說的「高等生命」,而多細胞宏體生物的出現是地球生命進化史上極為重要的事件。
推進了近4000萬年
但是學術界一直認為地球沒有早於5.8億年前的「高等生命」,不過中國科學家在安徽休甯縣藍田鎮找到的「藍田植物群」把高等生命起源向前推進了近4000萬年。
黃山附近
「藍田植物群」就在知名的景點黃山附近,出現在6億多年前,展現了早期動物大規模出現前夕的生命景觀,是地球早期生命從簡單向複雜進化過程中的重要環節。
最古老的化石證據
「藍田植物群」的出土為高等生命的早期演化提供了最古老的化石證據,也是地球上迄今最早的宏體生物。不過科學家尚不確定為什麼這些最古老的高等生命生存於安靜的水體中,演變過程也還是個未解之迷,有待更進一步的研究。
擬申報國家地質公園
發掘工作
休寧縣“藍田植物群”化石的發掘工作宣告結束,地質學家經研究認定“藍田植物群”距今有6.3億年至5.8億年,比恐龍出現要早上幾億年。休寧縣已經對“藍田植物群”化石出露點及剖面進行保護,還將申報國家地質公園。近日,中國科學院南京地質古生物研究所對休寧縣“藍田植物群”化石的發掘工作宣告結束,地質學家經研究認定“藍田植物群”距今有6.3億年至5.8億年,比恐龍出現要早上幾億年。這次發掘的上萬件保存完好的生物化石標本,展現了震旦紀時代地球上溫暖淺海中早期動物大規模出現前夕的生命景觀。
化石最先發現者之一
中國科學院南京地質古生物研究所的古生物學家袁訓來是“藍田植物群”化石最先發現者之一,他自1994年就對休寧縣藍田鎮古生物化石群進行研究分析,致力尋找這一地球早期多細胞生命的“證據”。中國科學院南京地質古生物研究所多次對這一古生物化石群進行科考發掘,發掘工作直到今年2月11日結束,最終確認“藍田植物群”是地球早期真核生物多細胞化、組織分化、兩性分化和形態多樣化的見證。
汪洋大海
袁訓來認為,“藍田植物群”化石所在的休寧一帶在13億年前是一片汪洋大海。此後,全球經歷一次最為廣泛的溫暖期,“藍田植物群”就生活在這樣的淺海之中,與湖北秭歸的“廟河生物群”、貴州甕安的“甕安生物群”並稱為中國南方揚子地台三大典型化石生物群。“藍田植物群”展現了6億年前震旦紀時代地球上溫暖淺海中早期動物大規模出現前夕的生命景觀,是地球早期生命從簡單向複雜進化過程中的重要環節。
申報國家地質公園
安徽省2009年就已下達“藍田植物群”化石地質遺蹟保護項目的任務書和設計審查意見,安徽省古生物化石科學研究所承擔其中的調查研究鑑定工作。該項目現在已經完成對化石產地進行地質調查、標本採集、調研報告等前期工作,開展了保護方案和規劃編制工作。休寧縣已經對“藍田植物群”化石出露點及剖面進行保護,還將申報國家地質公園,適當開發利用這一特有的古生物化石資源,讓遊客到休寧藍田追尋六億年前的生命奇觀。
追尋六億年前的生命
鮮為人知的世界性發現
這是一個鮮為人知的世界性發現――休寧“藍田植物群”。經過古生物學界近20年的努力,其已被證實擁有分布廣泛的六億年前的生命印跡,比恐龍還早幾億年。中國科學院南京地質古生物研究所的袁訓來先生是“藍田生物群”研究的集大成者之一。在過去的10多年時間裡,這位安徽望江籍古生物學家幾次翻山越嶺趕到休寧縣藍田鎮,在當地尋找地球早期多細胞生命的“證據”。上萬件保存精美的生物化石標本讓袁訓來研究員確信:“藍田植物群”展現了6億年前地球上溫暖淺海中早期動物大規模出現前夕的生命景觀,是地球早期生命從簡單向複雜進化過程中的重要環節。他們研究成果已得到國際學術界的認同。
多細胞生命
地球上的生命從無到有、從簡單到複雜,經歷了一個漫長的進化過程。古生物學家認為,早期生命歷史是指生命起源到“寒武紀大爆發”這段距今約35紀-5.4億年的生命進化史。在這段時間內,地球上的生命經歷了原核生物的發展、真核生物的起源和演化、後生動物和後生植物的起源和演化等重要進化事件。其中,最引人注目的進化事件之一便是真核生物的出現。舉目所見,花草樹木、人魚蟲鳥,都是由真核細胞組成的多細胞生命。
沉積岩層之中
“藍田植物群”是地球早期真核生物多細胞化、組織分化、兩性分化和形態多樣化的見證。古生物學研究發現,地球上最早的生命是原核生物,其細胞是沒有細胞核的。這類生物主宰著距今35億年-25億年這段約10億年的地球生命史。後來,伴隨著大氣圈中氧含量的逐漸增加,原核生物逐漸演化為真核生物。生命演化歷程進入距今10億年-5.4億年的新元古代後,真核生物的多樣性有了明顯提高。而到了新元古代晚期,真核多細胞藻類迅速演化,出現一次大的形態分異。“藍田植物群”就較好地保留了這些多細胞藻類化石。從其形態來分析,這些化石基本都能在現生的多細胞藻類的三大門類(綠藻、紅藻和褐藻)之中找到相似的形態類型,部分類型還可能與後生動物存在親緣關係。由此,這個植物群與湖北秭歸的“廟河生物群”、貴州甕安的“甕安生物群”並稱中國南方揚子地台三大典型化石生物群,統稱“陡山沱期生物群”。它們均分布在屬於新元古代晚期的沉積岩層之中。
地台是地質學上的概念
淺海之中
是指大陸上自形成以後未再遭受強烈褶皺的穩定地區。在中國南方沿長江兩岸,西起雲南,東至江蘇、浙江,包括南部的江西、湖南,北部的湖北、安徽等地的廣大區域,則被稱為揚子地台。“藍田植物群”所在的安徽休寧一帶,在13億年前還是一片汪洋大海。距今約11億-8億年之間,地球上掀起一次強大的造山運動,使得該時期以前的岩石褶皺變質,從而形成較為穩定的地台基底。此後,全球至少經歷了一次最為廣泛的冰川作用。這次冰川作用使得揚子台形成了複雜的古地形。冰期結束後,緊隨而來的是溫暖期,揚子地台受到廣泛的海侵,並沉積了各種不同的類型的沉積物。這一時期適宜的溫暖淺海環境為地球上後生生物的發展提供了有利的外部條件。“藍田植物群”就生活在這樣的淺海之中。
有性生殖結構
自1994年以來,袁訓來等人對該生物群進行了系統的野外標本採集和詳細的古生物學研究,發現了線狀安徽藻、帚狀陡山沱藻、藍田扇形藻等生物化石。這些化石的發現為古生物界研究生命的演化提供了珍貴的依據。過去一般認為,地球上的動物,特別是海洋無脊椎動物是在寒武紀初期“突然”出現的, 因此稱之為“寒武紀大爆發”。今天看來,這種說法並不完全確切。實際上,地球上任何生命形式的產生都有一個長期的演化過程,只是有些階段快一些、有些階段慢一些而已。“藍田植物群”的發現、研究表明,在中元古代晚期至新元古代,已經出現多細胞動物和多細胞植物的早期分化以及複雜生態系統的演化。“藍田植物群”等正是多細胞生物早期演化的代表,寒武紀之後,乃至現今很多後生生物的祖先類型在那一時期都已出現。更重要的是,從已經獲得的化石證據來看,以“藍田植物群”為代表的“陡山沱期生物群”出現了有性繁殖的痕跡。在貴州甕安發現的多細胞藻類化石顯示,其已具有與現代真紅藻類相似的有性生殖結構。
動物化石
性分化和生物多細胞化對後生植物和後生動物的發展起到了關鍵作用。這也讓古生物學家開始思索:在“藍田植物群”所在的地質時期,會不會有動物的出現?按照分子生物學的推算,後生動物在地球上的出現時間不晚於10億年前,而從休寧的古地理位置和現代藻類的生活環境來分析,藍田當時可能是溫暖的淺海或濱海環境,這種環境也應該適合底棲動物生存。按此判斷,完全有可能從這一時期的地層中尋找到動物化石。
可疑化石
可是,從目前的化石採集情況來說,在藍田頁岩中發現的可靠後生動物化石類型非常有限。據休寧縣藍田鎮前川村孔坑組青年余星峰說,每次袁訓來來當地採集化石,都會請他充當嚮導和助手。而他就很少看到過袁訓來採集到動物化石,只是偶爾發現過一些形似三葉蟲之類的“可疑化石”。袁訓來研究員承認,對這一時期的動物化石研究還存在一定的難度。關鍵的問題是,如何從形態上來判別已發現的“可疑化石”是動物而不是其他類型的生物,或者它們是動物結構而不是地質作用的結果。實際上,大部分可供分類的信息已在生物體死亡、搬運、降解、埋葬、成岩作用和變質作用中被丟失。這就更增加了研究的難度。
認識早期多細胞生命的視窗
儘管如此,袁訓來研究員依然堅定地認為,“藍田植物群”是認識早期多細胞生命的視窗,極有可能書寫全新的地球早期動物演化歷史。從這一層面說,“藍田植物群”是一個世界級的生物化石圈,科學價值非同一般。可惜的是,由於種種因素的限制,除了曾經擔任袁訓來嚮導的余星峰外,休寧一帶幾乎無人知曉這一“化石寶庫”。 12月初,記者趕赴當地“追尋六億年前的生命”。在余星峰的帶領下,記者探看了袁訓來採集化石遺留下的兩個頁岩凹坑,那裡還遺留著不久前挖掘的痕跡。隨手扒拉一番,就能找到帶有黑色線狀痕跡的石頭。余星峰告訴記者,那就是藻類化石。袁訓來研究員說,“藍田植物群”世界罕見,為古生物研究提供了極為豐富的化石資源。可如今卻大量裸露地山間地頭,有的甚至被開礦破壞,這對於科學研究是一個不小的損失。他呼籲,當地有關部門儘快重視這些六億年前的生命印跡,啟動相應的保護措施,並在適當的情況下進行資源開發,使之閃現出應有的耀眼光芒。