![]() |
| 澄江动物群 |
![]() |
地球生命自距今38亿年前诞生以来,历经30多亿年的漫长演化,直至5.41亿年寒武纪之初的崭新时代,迎来了生命演化史上最激动人心的时刻——寒武纪生命大爆发。毫无疑问,它是生命演化中物种形成最迅猛、高级分类阶元诞生最频繁、功能形态悬殊度最显著、生物结构造型可塑性最强的特大型生物大辐射事件。
1984年,我国学者在云南发现了澄江动物群,震惊了世界,被国际媒体赞誉为“20世纪最惊人的科学发现之一”,很多关于寒武纪生命大爆发和现代生物多样性起源的奥秘就保存在这些珍贵的化石中。
澄江动物群是展示寒武纪生命大爆发的重要窗口,充分显示了远古海洋动物群的多样性,现生动物门类的祖先在不到2000万年的时间几乎都涌现了出来。在这里不仅发现了大量的海绵动物、腕足动物、软体动物、刺胞动物、栉水母动物、曳鳃动物、帚虫动物、星虫动物、环节动物、毛颚动物、铠甲动物、有爪动物和节肢动物等原口动物化石,也有棘皮动物、头索动物、尾索动物和脊椎动物这些后口动物化石。另外,还有很多鲜为人知的难以归入已知动物门类的化石。
因此,相对于寂静的前寒武纪生命世界,寒武纪海洋生物显得生机盎然,格外热闹。底栖爬行的、底栖固着的、底栖钻埋的、游泳的、漂浮的生物构建了海洋世界多层次的生态分布。生物界从此显得多姿多彩,走上了通向现代生物的演化之路。
澄江动物群的成功,固然有环境的因素,但在很大程度上也是由于出现了一批新型的动物器官。这些创新性的动物器官,如眼睛、外骨骼、口器、附肢、鳃腔、脊索乃至头等,与视觉系统、摄食系统、消化系统、神经系统、运动系统等一系列动物功能系统相关联,使得澄江动物群能够适应新环境,拓展新天地,展现丰富多彩的生态场景。因此,寒武纪生命大爆发是动物器官大创造的时代,以澄江动物群为代表的一系列重要器官的出现,意义重大,影响十分深远,一直延续至今。
眼睛的起源与演化一直是学界为之着迷的科学问题。澄江动物群的研究表明,动物眼睛最早可以追溯到5.2亿年前。
眼睛是动物重要的感觉器官,是动物进化史上一个重要创新,它对于动物捕食、运动和感知都有非凡意义。在澄江动物群中,已经发现了保存较好的各类后生动物的眼睛和视觉形式,包括了眼点、复眼、透镜眼与盲眼等,呈现了与早古生代的生物多样性相符合的趋势。
在已发现的澄江动物群中,90%以上具有眼睛的动物都为节肢动物,它们是寒武纪海洋中最为多样和丰富的优势类群,种类约占整个动物群的40%以上,大多都是主动猎食者。
复眼是这里最常见的视觉形式,生长方式包括固着的和眼柄能活动的两种类型。后者带有较厚的核状透镜,透镜表面突起相当明显,有着更大的表面积,表明其具有相对宽阔的视野。
例如,灰姑娘虫拥有已知最早的复眼。在高倍显微镜下,灰姑娘虫的复眼居然由两千多个小眼组成,并具有相对大的小眼组成的敏锐带,说明其精细的神经结构也已演化到惊人的阶段,揭示了寒武纪早期的节肢动物已经拥有高度发达的视力。它像螃蟹那样,眼睛可以收缩,也就是说在睡觉时,眼睛能够自动收缩进头甲里。而在需要用眼睛时,像是有个操作杆作支撑的眼睛就可以大幅度转动。现代螃蟹的小眼只有1000个左右,灰姑娘虫或许比现代的虾和螃蟹的视力要好得多。
类似灰姑娘虫的眼睛结构特征也发现于奇虾、抚仙湖虫等。尤其在澳大利亚袋鼠岛发现了保存精美的奇虾眼睛化石,其复眼是迄今所发现最大的,直径达3厘米,包含16000个单眼。或许正是这么多复眼的存在,方让奇虾在捕食的过程中能够非常清晰地看清周围环境,并牢牢盯住猎物。(作者系中国科学院南京地质古生物研究所研究员,中国科普作家协会副理事长)