Science丨丛培允团队揭示后生动物门类起源与早期演化

2026 年 4 月 3 日 ，云南大学丛培允团队在 Science 在线发表关于 后生动物门类起源与早期演化 的 最新 研究成果 ： The dawn of the Phanerozoic: A transitional fauna from the late Ediacaran of Southwest China 。该研究系统报道了云南东部埃迪卡拉纪江川生物群丰富的后生动物化石，包括多种两侧对称动物，首次实证了埃迪卡拉纪末期海洋生态系统中已出现了与寒武纪相似的动物组合（图1），为理解后生动物门类的起源及海洋生态系统的早期演化提供了关键线索和证据。

图1 江川生物群艺术复原图（王晓东绘）

寒武纪（ 5.388-4.868 亿年）早期“突然”出现的动物化石记录了后生动物门类起源 与早期辐射演化事件，被称为“寒武纪生命大爆发”。但令人奇怪的是，在寒武纪之前的地层中几乎找不到现代动物门类的化石记录。达尔文在其巨著《物种起源》中将寒武纪之前动物化石的缺失视为对生物演化理论的最大挑战之一，因此这一现象又被称为“达尔文的困惑”（ Darwin ’ s dilemma ）。目前科学界广为接受的一个观点认为：动物门类的起源根植于寒武纪之前的地质时代，极大可能发生在埃迪卡拉纪（ 6.35-5.388 亿年）。埃迪卡拉 纪动物 存在的证据主要来自遗迹化石（动物活动留下的痕迹）和埃迪卡拉型生物（主要包括叶状等形态奇特的动物化石），但关于后生动物主要支系——两侧对称动物（约占动物物种总数的 98% ）的实体化石证据比较稀少且争议较大。一个多世纪以来，寻找寒武纪之前的两侧对称动物化石是生物演化领域最基础的重大科学命题之一，也是破解“达尔文的困惑”所缺失的最关键证据环节。

云南东部是全球范围内研究埃迪卡拉纪 - 寒武纪地层古生物的热点区域，按照地质年代先后顺序保存有江川生物群、梅树村动物群、澄江生物群、小石坝生物群、关山生物群等一系列软躯体化石宝库，其地层记录的 完整 程度与化石保存的精美程度皆是举世罕见。“江川生物群”一词最早由陈孟 莪 先生于 1999 使用，指示云南东部埃迪卡拉纪灯影组旧城段（不早于 5.54 亿年）中可能存在动物化石。本世纪以来，江川生物群中陆续发现了一些埃迪卡 拉 类型生物化石以及潜在的动物化石线索。 2017 年，团队成员在中国地质科学院唐烽研究员的帮助下，开始对云南东部埃迪卡拉纪末期的江川生物群开展了一系列的野外调查。经过近十年的野外工作，研究团队先后发现多个新的化石剖面并采集了大量的化石标本。

在本项研究中，由云南大学领衔的国际研究团队在前人研究基础上，对采自江川生物群数百件保存精的软躯体动物化石进行了多技术手段成像，鉴定出包括典型埃 迪 卡 拉动物 和后生动物基部类群以及两侧对称动物等多门类化石。其中两侧对称动物占据了绝大多数，数量最多的是蠕虫状生物，一类保存有固着器、 翻吻和 肠道；另一类具有显著的头部分化，身体能弯曲成 S 型，表明该蠕虫动物具有运动能力。这两类蠕虫状化石可以明确归属到两侧对称动物总群，弥补了两侧对称动物类群早期实体化石记录的空白。

研究团队在江川生物群中还发现了丰富的后口动物化石，如 寒武岐须虫类 （ cambroernids ）以及半索动物 Margaretia 的外部管状结构。 这些 化石和寒武纪特异埋藏化石库（如澄江生物群、布尔吉斯页岩生物群）中的种类具有高度相似性，表明寒武纪早期后口动物一些特有的化石类群至少在埃迪卡拉纪末期就已经出现。这 些 化石在亲缘关系上隶属于步带类（即半索动物和棘皮动物组成的支系），这一发现预示着步带类的姊妹类群——脊索动物（我们人类所属的动物门）在埃迪卡拉 纪已经 出现 ， 为研究脊索动物起源与演化打开了全新的视角。

研究团队使用扫描电子显微镜 -X 射线能谱分析以及沉积相分析等多种手段，揭示了江川生物群中的化石主要以碳质薄膜的形式保存，并伴随有黄铁矿化和磷酸盐化，是寒武纪特异埋藏化石库的典型方式。这与华南以及全球范围内埃迪卡拉 纪其他 主要化石宝库的保存方式存在显著不同：世界范围内埃迪卡拉纪化石主要以印痕的形式保存。江川生物群的生物组合和化石保存方式代表着一种在埃迪卡拉纪末期开始出现的“寒武纪型”动物群落 。江川生物群中丰富的两侧动物化石组合支持达尔文一个多世纪以前的推断：后生动物化石在寒武纪之前地层中的“缺失”是由于化石记录不完整所造成的假象。

http://doi.org/10.1126/science.adu2291

制版人： 十一

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