發現一條5.5億年前的夷陵蟲 揭示動物早期演化史的巨大飛躍

夷陵蟲實體（左）、遺蹟（右）和化石復原（中）

典型的埃迪卡拉生物化石

對稱、分節、運動……這些特徵對大多數現代動物來說，已經成為它們的“標配”。身體兩側對稱和分節現象的產生是動物演化史上極為重要的事件。兩側對稱使動物的身體有了明顯的背腹、前後和左右之分，動物的運動從不定向趨向定向，神經系統和感覺器官也逐漸集中於身體前端，這些變化促進了動物頭部的進化。

同時動物身體體外分節，體內也相應分節，而且許多內部器官，如迴圈、排洩、神經等也表現出按體節重複排列的現象，不僅增強了動物運動機能，還對促進動物體的新陳代謝、增強對環境的適應能力有著重要意義。因此分節現象是無脊椎動物在進化過程中一個極重要的標誌。

但是，這類體型複雜的動物何時出現？自達爾文以來，一直是古生物學家和演化生物學家關注的焦點。2019年9月4日，中國科學院南京地質古生物研究所早期生命研究團隊在英國《自然》雜誌上發表了他們在三峽地區埃迪卡拉紀地層中的新發現——

5。5億年前，一條奇特的蟲子長眠在行進途中，它兩側對稱的分節形態和最後行跡同時留在了埃迪卡拉紀的海底。該研究論文為探索早期動物的演化提供了重要證據。

5。5億年前的全新動物

“寒武紀大爆發”中出現了大量的以三葉蟲為代表的具分節的兩側對稱動物，因此，寒武紀常被稱為“三葉蟲時代”。長期以來，大家推測在寒武紀之前的埃迪卡拉紀（中國稱為“震旦紀”，6。3億-5。4億年前），它們應該有更加古老的祖先，但是一直沒有找到可靠的化石證據。

近期，中國科學院南京地質古生物研究所早期生命團隊陳哲研究員、周傳明研究員、袁訓來研究員和弗吉尼亞理工大學肖書海教授報道，在中國三峽地區大約5。5億年前的地層中發現了一類特殊儲存的新的動物化石，該動物的遺體和它最後行進的拖痕（印跡）同時保留在一塊岩石上。

這一新的化石證據表明在埃迪卡拉紀已出現了具有運動能力、身體分節並且兩側對稱的後生動物。

化石發現於湖北三峽地區埃迪卡拉紀燈影組的石板灘生物群中，自2013年開始，科研人員用了近5年的時間對新發現的化石進行詳細的研究。由於這是一類全新的動物化石，在地質歷史時期和現代都沒有發現形態相同的動物，研究者以它的發現地點湖北省宜昌市夷陵區將它命名為 “夷陵蟲”，推測可能是環節動物或節肢動物。

夷陵蟲身體長條形，兩側對稱，呈三葉形，具有明顯的身體分節，也具有了前後和背腹的區別。更加奇特的是，部分標本中動物的實體與它的遺蹟同時儲存在一起，再現了一條行進中的蟲子的“最後時刻”。

雖然在埃迪卡拉紀已經發現了許多的遺蹟化石，但是，造跡生物是什麼一直是一個謎。由於遺蹟化石形態變化很大，只有一些特殊的情況，我們才能準確地確定造跡生物的型別。而遺蹟化石與體化石相連儲存在一起，是最直接和直觀的證據。新報道的化石具有明確的造跡生物以及活動的遺蹟。

動物早期演化史上的巨大飛躍

傳統的埃迪卡拉生物群曾被認為是身體沒有真正分節、缺乏運動能力、走向演化盲端的生物類群。它們長相奇特，顯生宙和現生沒有相似的生物；多具有“分形”的特徵，沒有真正的結構分工；絕大多數為底棲固著生長，缺少主動活動能力，缺乏頭、尾、附肢、眼、口……至寒武紀基本全部絕滅。

夷陵蟲是目前在寒武紀之前發現的唯一的身體分節，具有運動能力，並可以形成連續的遺蹟的兩側對稱動物。夷陵蟲的發現為兩側對稱動物身體分節在埃迪卡拉紀的出現提供了直接的化石證據，也為探索該時期眾多遺蹟化石的造跡者提供了重要證據。

該發現也顯示，能夠自由運動的底棲動物在埃迪卡拉紀已經出現，並對海底沉積物進行了改造。同時還表明“寒武紀大爆發”時期以底棲動物為主體的生態系統在這一時期已經開始建立，並逐漸取代了前寒武紀統治地球數十億年的微生物席基底，對地球表面系統造成了深遠的環境和生態影響。

文/中科院南古所

選自科學大院公眾號（ID：Kexuedayuan）

古生物知識小貼士

遺蹟化石與實體化石有啥區別

1。 遺蹟化石中動物對沉積物進行了搬運，如：“堤”狀結構是動物在爬行過程中，將沉積物推向身體的兩側，沿動物身體兩側形成線形的堆積；

2。 遺蹟化石可以切穿原有的沉積結構，如切穿已有化石，而實體化石一般表現為疊覆在原有沉積物或化石之上；

3。 遺蹟化石一般較長，但一般具有穩定的寬度，也常有一些相似結構重複出現；

4。 遺蹟化石中沉積物表面爬跡，在頂層面為凹陷，後期沉積物覆蓋，形成半浮雕，而實體化石會形成鑄型，三維立體儲存；

5。 遺蹟化石為原地埋藏（糞化石除外），而不會像實體化石一樣可以經過搬運而形成定向排列。