

舒德干院士团队工作照(左起为舒德干、刘建妮、张兴亮、张志飞、傅东静、韩健、SimonConwayMorris、欧强)


云南澄江昆明鱼、海口鱼化石


陕西西乡宽川铺生物群中的皱囊动物


“行走的仙人掌”化石
如果问你“人类从哪里来”,你一定会说是由类人猿变的。那么类人猿的祖先是谁?它祖先的祖先又是谁?以此类推,等等。如今,中国的科学家正以详实可靠的证据不断接近真理,揭示人类祖先的秘密。
西北大学舒德干院士领军的早期生命演化团队,经过多年对我国云南澄江生物群的研究,在国际上首次揭示出脊椎动物、头索动物、尾索动物、棘皮动物、古虫动物等后口动物亚界几乎所有门类的原始代表,进而首次构建了完整的早期动物树框架图,并提出三幕式寒武纪大爆发依次形成三个动物亚界的新假说,为人类探索早期远祖的来龙去脉提供了基础证据。 舒德干院士小心翼翼地捧着一块长约8公分、宽约6公分的土黄色化石,开心地对记者们说:“这上面的动物可是我们的祖先哦!”5月4日,陕西省委科技工委、陕西省科技厅组织的中省主流媒体集中采访重大基础研究成果活动走进西北大学。记者们在西北大学大陆动力国家重点实验室,采访了舒德干院士和他领军的早期生命演化团队,为我们揭示了人类祖先的秘密——5.35亿年前的皱囊动物,是迄今已知最早毫米级人类远祖的一个至亲。
天下第一鱼“昆明鱼目”,代表着5.2亿年前人类的祖先
舒德干院士说:“我一生都在践行达尔文理论,一直是沿着进化论思想进行研究。如今进化生物学已经取得广泛共识,人类是由低等到高等、由微型到宏型一步一步进化而来。实践考证也显示人类的祖先从古至今确实构成了一串长长的演化序列。”
几十年来,舒院士主要从事进化古生物学方面的教研工作,主持翻译《物种起源》并撰写“物种起源导读”和“进化论十大猜想”。以第一作者在科学届国际顶级杂志《自然》和《科学》发表了11篇学术论文,由此在我国云南寒武纪澄江动物群发现了尖山海口虫、华夏鳗、西大动物、地大动物、北大动物、昆明鱼、海口鱼、钟健鱼等一系列最原始始祖型动物化石。他还较系统总结并厘定了我国高肌虫研究,首次发现了最古老的三叶虫软躯体构造化石,提出“三幕式寒武大爆发构建动物树”假说和“脊椎动物实证起源”新假说。
2004年以来,舒院士领军的早期生命演化团队,坚持以早期生命演化领域内的国际基础前沿课题为主要研究方向,不断培养和引进优秀创新性人才,顺利地实现了研究群体内部新老成员的交接过渡,逐步形成了以优秀中青年科学家为学术带头人和骨干的研究群体,共同围绕“动物门类起源与寒武纪大爆发”研究方向合作开展创新研究,在同领域国际科学前沿上占有重要的学术地位。
研究团队经过多年对云南澄江生物群的研究,在国际上首次揭示出脊椎动物、头索动物、尾索动物、棘皮动物、古虫动物等后口动物亚界几乎所有门类的原始代表,进而首次构建了完整的早期动物树框架图,并提出三幕式寒武纪大爆发依次形成三个动物亚界的新假说,为人类探索早期远祖的来龙去脉提供了基础证据。
团队首次以实践考证为根据,提出云南澄江的“昆明鱼目”是5.2亿年前人类的祖先,昆明鱼目由此被美誉“天下第一鱼”。英国学者理查德·道金斯在其著作《祖先的故事》中指出,澄江动物群中珍稀的脊椎动物化石证据——天下第一鱼“昆明鱼目”,代表着5.2亿年前刚刚创造出头脑和原始脊椎的“宏型”人类的“第十八代”祖先。
陕南5.35亿年前的皱囊动物,是迄今已知最早人类的远祖至亲
云南寒武纪澄江生物群中后口动物亚界的一系列惊人发现,就像有一天你在自家后花园挖出了一本尘封多年的家谱。早期生命演化团队就是这样的发现者、痴迷的探索者,就是要穷根究底,希望能窥见比早期后口动物门类更古老、更原始的根底类群,一睹它们的真容。
“如果将澄江动物群中的后口动物大爆发比作一挂鞭炮燃起的话,皱囊动物的发现,相当于找到了这挂鞭炮的引线。”舒德干院士这样评价。
团队韩健博士从1996年始就研究澄江动物群中的蠕虫和后口动物。多年来,他在陕西南部西乡宽川铺生物群中微型动物化石的研究中,发现了5.35亿年前最古老的原始后口动物——冠状皱囊动物,它呈半椭球形,成体仅1毫米左右,实践考证是代表着显生宙最早期的微型人类远祖至亲。
今年1月30日,该研究成果的论文《陕西寒武纪最早期的微型后口动物》,韩健博士作为第一作者在《自然》杂志以封面论文形式刊登。杂志还作了专题评述,现代动物学家Kristensen刊发文章肯定了研究成果。
韩健研究小组对皱囊动物化石进行了深入研究,发现环状口部与澄江动物群中的西大动物的双环大口非常相似;表面4对体锥又与澄江动物群中的古囊动物的两个体锥毫无二致。最为奇特的是,所有标本没有发现任何尾部和肛门的迹象。因此这种已知最古老、也是最原始的后口动物,很可能代表着后口动物亚界的一个根,对于深入探讨两侧对称动物的躯体构型起源具有重要意义。
正如Nature封面说明宣告的那样,该科学发现的深层次人文意义在于,皱囊动物恰好代表着迄今已知的毫米级人类远祖的一个近亲。
5.4亿年前“行走的仙人掌”,唯一代表中国入选的生物新属种
出生于1978年的刘建妮教授,2013年就获得了中国青年女科学家奖。她长期致力于寒武纪生命大爆发和叶足动物及其相关蜕皮动物起源与演化领域的教研工作,对寒武纪叶足动物进行了系统性研究,在国际布尔吉斯页岩型叶足动物化石研究领域独树一帜,系列发现和研究在国内外尚属首次,在相关领域具有引领作用。
刘教授笑言:“之所以选择研究叶足动物,完全是被它们柔软、细弱的腿所支撑起来的肉乎乎的身体‘萌化’了。”
2005年,她在云南澄江化石库中发现了一种奇特的生物——仙人掌滇虫,它来自5.4亿年前的寒武纪海洋,浑身长刺,身体和腿基本一样粗,外形酷似带刺的仙人掌。“拿到这个化石的第一反应是觉得很奇特,在大量阅读文献后,2009年我初步推断这种生物极有可能是学术界期待已久的,曾湮没在远古历史尘埃中节肢动物的一个祖先。为了证明自己的推断,当时正好拿到德国洪堡奖学金的资助,就带上近40块化石来到德国,和柏林自由大学的MichaelSteiner博士及柏林自然科学博物馆的JasonADunlop研究员仔细观察和研究化石,终于从中找到关键的生物演化信息。”
2011年2月24日,“行走的仙人掌”研究成果论文《中国发现具有“节肢”的早寒武世叶足动物》在《自然》杂志以封面文章刊登,引起国际学术界极大轰动。首次初步破解了节肢动物门起源与早期演化这一长期困扰学术界的科学难题。入选2012年度国际十大生物新属种,这是唯一入选的化石新属种,也是唯一代表中国入选的生物新属种。
刘教授回忆当初研究的艰辛历程说:“从找到第一块化石到最后论文发表,整个研究前前后后历时六年,中间也反反复复经历了很多的失败和挫败。”
(文/本报记者 周励 图/ 西北大学早期生命演化团队提供)