进化杂谈

    多细胞动物的出现是生物进化史上十分重要的事件，它标志着生物进入了高级发展阶段，也意味着地球环境发生了重大变化。然而，有一个重要疑问一直以来困扰着科学界，那就是多细胞动物最原始的类型是谁，它究竟出现在什么时间？

    本世纪以来，科学界将目光投向了中国大西南一个神秘地方——贵州瓮安，因为在那里发现了独一无二的世界级生物群——瓮安生物群。

    其实，早在上世纪80年代，这个生物群就已被发现。它是一个多门类、属种丰富、类型多样、保存完美的晚前寒武纪化石生物群，主要包括多细胞藻类、大型带刺疑源类、蓝菌丝状体和球状体、细菌化石和后生动物的胚胎，其中胚胎化石占化石总量的90%以上，具有惊人的丰度和分异度。同位素测龄显示，该生物群年龄约为6.35亿~5.51亿年。1998年，瓮安生物群动物胚胎化石被报道后，胚胎化石的生物属性得到了多种解释。学者们从进化生物学、发育生物学以及化石埋藏学等角度和理论出发，作出了尝试性的解释。

    进入本世纪以来，随着观察技术手段的突破，对胚胎化石的研究取得了非凡进展，一再震惊世界。例如，2009年，中国科学院南京地质古生物研究所科学家采用当时最为先进的同步辐射X射线相衬显微CT技术，对新发现的两颗胚胎化石进行了三维结构重建，发现它们与两侧对称动物有着十分密切的亲缘关系，说明两侧对称动物不仅仅在新元古代就已经出现，而且已有了相当程度的分化，这为了解寒武纪大爆发之前后生动物的演化历程提供了重要线索。

    2015年，中国科学院南京地质古生物研究所科学家重磅报道了翁安生物群最古老的原始动物化石“贵州始杯海绵”。该化石呈三维立体保存，显示有精致的动物细胞组织结构。同步辐射技术和扫描电镜观察均表明生物体已经发生了明显的细胞分化，而且标本表面的扁平细胞和现代海绵表面的扁平细胞，无论是细胞形态还是细胞之间的联接方式都十分一致。在腔室内壁上还发现了类似现代海绵的领细胞结构。这一发现将多细胞动物的起源向前推演了6000万年。

    进入2017年，新的研究成果再次振奋科学界，中国科学院南京地质古生物研究所科学家与来自英国、巴西和瑞典的合作者，采用高分辨率同步辐射X射线断层扫描显微术等三维无损成像技术，发现瓮安动物胚胎化石中较大尺寸的核状亚细胞结构是细胞核，而核状结构内部更微小的球状结构则可能是核仁。

    2019年以来，中国科学院南京地质古生物研究所科学家携手英国、瑞典和瑞士专家，在我国贵州瓮安生物群一个距今6.1亿年的特异埋藏化石库中找到了一类名叫“笼脊球”的化石。笼脊球整体呈球形，直径不到1毫米，保存了精美的多细胞结构。研究人员采用最先进的超高分辨率同步辐射三维无损成像技术，重构了数百个笼脊球标本的立体结构。重建的发育序列显示其发育过程非常类似动物的单细胞近亲，但显得更为复杂，已经呈现了有规律的细胞迁移和重组，这些细胞行为与水母等动物原肠胚的细胞迁移重组行为非常类似。

    笼脊球化石记录了动物从单细胞祖先向多细胞祖先演化的关键一步，它桥接了动物的单细胞祖先和动物多细胞祖先之间的鸿沟，为真正有细胞和组织分化的动物的出现奠定了生物学基础,

    笼脊球化石的发现充分表明，孵化出动物这只小鸡的蛋在6.1亿年前就已经出现了。这一发现也再一次证明，贵州瓮安无愧为人类探究动物起源之谜的圣地。

    （作者系中国科学院南京地质古生物研究所研究员，南京古生物博物馆名誉馆长，中国科普作家协会副理事长）