清江生物群

白琳

[本刊訊]西北大學(xué)早期生命與環(huán)境創(chuàng)新研究團(tuán)隊在中國宜昌長陽地區(qū)發(fā)現(xiàn)了距今5.18億年的寒武紀(jì)特異埋藏軟軀體化石庫，并將其命名為“清江生物群”。國際學(xué)術(shù)界認(rèn)為清江生物群是揭示寒武紀(jì)大爆發(fā)的化石寶藏，是歷史性科學(xué)發(fā)現(xiàn)。2019年3月22日，該成果以“華南早寒武世布爾吉斯頁巖型化石庫一清江生物群”為題，發(fā)表于美國《科學(xué)》（Science）雜志。

寒武紀(jì)大爆發(fā)（Cambrian?explosion）是后生動物門]類在前寒武紀(jì)至寒武紀(jì)過渡時期.首次大量出現(xiàn)的重大生命演化事件。了解5億年前寒武紀(jì)大爆發(fā)需要借助一個個反映寒武紀(jì)大爆發(fā)“事發(fā)現(xiàn)場”的科學(xué)窗口，而寒武紀(jì)布爾吉斯頁巖型特異埋藏化石庫就是這樣的絕佳窗口。布爾吉斯頁巖型生物群以碳質(zhì)薄膜形式保存于泥頁巖相中，以軟軀體生物為主，這些化石能保存細(xì)致人微的軟體結(jié)構(gòu)，如眼睛、腸道、心臟，甚至血液循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等，較完整地記錄地質(zhì)歷史時期海洋生態(tài)群落的完整面貌，是研究動物門類起源演化和寒武紀(jì)大爆發(fā)的絕佳材料。目前全球已發(fā)現(xiàn)50多個寒武紀(jì)布爾吉斯頁巖型生物群，根據(jù)化石質(zhì)量和軟軀體化石屬種的豐富度，將這些生物群劃分為若干等級，其中只有加拿大的布爾吉斯頁巖生物群和我國云南的澄江生物群，被列為頂級的布爾吉斯頁巖型生物群。新發(fā)現(xiàn)的清江生物群有望成為又一個頂級的布爾吉斯頁巖型生物群。

清江生物群是發(fā)現(xiàn)于湖北長陽地區(qū)寒武紀(jì)水井沱組、距今約5.18億年的、以軟軀體生物為主的布爾吉斯頁巖型生物群，由于化石產(chǎn)地位于清江與丹水河交匯處，故命名為清江生物群。2007年暑假，研究團(tuán)隊張興亮教授及其研究生在長陽進(jìn)行野外地質(zhì)考察時，發(fā)現(xiàn)清江生物群第一塊軟軀體化石——林喬利蟲（Leanchoilia）。此后，他們對長陽地區(qū)水井沱組進(jìn)行了歷時12年的化石采集和系統(tǒng)研究，取得了初步的研究成果。

生物地層學(xué)研究表明，清江生物群與澄江生物群同屬寒武紀(jì)大爆發(fā)極盛時期，距今約5.18億年，比布爾吉斯頁巖生物群早1000萬年，其科學(xué)意義更為重要。目前在清江生物群中采集到近2萬件化石標(biāo)本，較詳細(xì)地研究了4千多件，其中包括動物化石101屬、藻類8屬（有50多個新屬）。清江生物群與距離1050千米之外的澄江生物群，都以軟軀體生物化石為主。相對于澄江生物群生活在離海岸較近的淺水環(huán)境，清江生物群則生活在遠(yuǎn)離海岸的較深水環(huán)境，兩個生物群的生存環(huán)境不同，屬種組成也有差異，有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。清江生物群后續(xù)研究有望在動物門]類起源演化方面有所突破，刷新人們對寒武紀(jì)大爆發(fā)的認(rèn)識。

相比加拿大布爾吉斯頁巖生物群和云南澄江生物群，清江生物群具有以下五大特色：①新屬種比例最高：目前發(fā)現(xiàn)的109屬中，53%的屬是新屬。②稀疏度統(tǒng)計分析表明，后生動物相對多樣性最大，絕對多樣性有望超過澄江生物群和布爾吉斯頁巖生物群。③軟軀體生物類群最多：目前發(fā)現(xiàn)的后生動物屬中，85%不具有礦化骨骼，且絕大多數(shù)為水母.?？韧耆绍涹w組織構(gòu)成的動物。④化石形態(tài)保真度最優(yōu)：作為典型的布爾吉斯頁巖型生物群，除保存了骨骼化石，也保存了非常容易腐爛和分解的軟組織器官，眼睛、觸須、消化器官等結(jié)構(gòu)清晰可見，最大程度地反映了生物本原的形態(tài)特征。⑤原生有機(jī)質(zhì)的埋藏保存最好：清江生物群化石以有機(jī)碳質(zhì)薄膜形式保存，未經(jīng)高溫變質(zhì)作用和強(qiáng)烈的風(fēng)化作用改造，是開展地球化學(xué)和埋藏學(xué)研究的最好素材。

依據(jù)現(xiàn)有證據(jù)推測，清江生物群曾經(jīng)生活在遠(yuǎn)離海岸的較深的水域中，被非常細(xì)粒的沉積物快速埋藏于厭氧環(huán)境，避免了來自外界環(huán)境變動和其他生物擾動的破壞。在漫長的地質(zhì)演變過程中，這里的化石既沒有經(jīng)歷類似加拿大布爾吉斯頁巖的變質(zhì)作用而轉(zhuǎn)變?yōu)轲ね恋V物，也沒有遭遇類似澄江生物群經(jīng)歷的顯著的風(fēng)化作用而轉(zhuǎn)變?yōu)殍F氧化物。它最大程度地還原了寒武紀(jì)生物群的本來面貌，將精美絕倫的化石呈現(xiàn)在我們面前。然而，清江生物群的生存條件和保存條件究竟如何，還需進(jìn)行深

人的多學(xué)科的研究。