夷陵虫实体(左)、遗迹(右)和化石复原(中)
典型的埃迪卡拉生物化石
对称、分节、运动……这些特征对大多数现代动物来说,已经成为它们的“标配”。身体两侧对称和分节现象的产生是动物演化史上极为重要的事件。两侧对称使动物的身体有了明显的背腹、前后和左右之分,动物的运动从不定向趋向定向,神经系统和感觉器官也逐渐集中于身体前端,这些变化促进了动物头部的进化。
同时动物身体体外分节,体内也相应分节,而且许多内部器官,如循环、排泄、神经等也表现出按体节重复排列的现象,不仅增强了动物运动机能,还对促进动物体的新陈代谢、增强对环境的适应能力有着重要意义。因此分节现象是无脊椎动物在进化过程中一个极重要的标志。
但是,这类体型复杂的动物何时出现?自达尔文以来,一直是古生物学家和演化生物学家关注的焦点。2019年9月4日,中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队在英国《自然》杂志上发表了他们在三峡地区埃迪卡拉纪地层中的新发现——
5.5亿年前,一条奇特的虫子长眠在行进途中,它两侧对称的分节形态和最后行迹同时留在了埃迪卡拉纪的海底。该研究论文为探索早期动物的演化提供了重要证据。
5.5亿年前的全新动物
“寒武纪大爆发”中出现了大量的以三叶虫为代表的具分节的两侧对称动物,因此,寒武纪常被称为“三叶虫时代”。长期以来,大家推测在寒武纪之前的埃迪卡拉纪(中国称为“震旦纪”,6.3亿-5.4亿年前),它们应该有更加古老的祖先,但是一直没有找到可靠的化石证据。
近期,中国科学院南京地质古生物研究所早期生命团队陈哲研究员、周传明研究员、袁训来研究员和弗吉尼亚理工大学肖书海教授报道,在中国三峡地区大约5.5亿年前的地层中发现了一类特殊保存的新的动物化石,该动物的遗体和它最后行进的拖痕(印迹)同时保留在一块岩石上。
这一新的化石证据表明在埃迪卡拉纪已出现了具有运动能力、身体分节并且两侧对称的后生动物。
化石发现于湖北三峡地区埃迪卡拉纪灯影组的石板滩生物群中,自2013年开始,科研人员用了近5年的时间对新发现的化石进行详细的研究。由于这是一类全新的动物化石,在地质历史时期和现代都没有发现形态相同的动物,研究者以它的发现地点湖北省宜昌市夷陵区将它命名为 “夷陵虫”,推测可能是环节动物或节肢动物。
夷陵虫身体长条形,两侧对称,呈三叶形,具有明显的身体分节,也具有了前后和背腹的区别。更加奇特的是,部分标本中动物的实体与它的遗迹同时保存在一起,再现了一条行进中的虫子的“最后时刻”。
虽然在埃迪卡拉纪已经发现了许多的遗迹化石,但是,造迹生物是什么一直是一个谜。由于遗迹化石形态变化很大,只有一些特殊的情况,我们才能准确地确定造迹生物的类型。而遗迹化石与体化石相连保存在一起,是最直接和直观的证据。新报道的化石具有明确的造迹生物以及活动的遗迹。