5.4亿年前！谁在地球上踩下第一个“脚印”

陈哲，本报记者沈春蕾早期生命研究团队成员，同时也是我国著名的中科院南京地质古生物研究所研究员，他向《中国科学报》透露：“我们在三峡地区发现了一种具有附肢的后生动物足迹，这是地球上最古老的足迹化石。”

埃迪卡拉生物群，其“困境”源于其生物属性和亲缘关系的争议。尽管埃迪卡拉生物群在全球广泛分布，已有超过200种生物被报道，但关于它们的真实身份仍有许多不同的观点。有人认为，埃迪卡拉生物群是后生动物的早期代表，而另一些人则认为它们可能属于真菌、地衣、原生生物，甚至有些学者认为它们与现生的生物截然不同，是一次失败的演化实验，称之为“文德生物”。这让埃迪卡拉生物群陷入了“困境”。

陈哲解释道，埃迪卡拉生物具有“分形”的特征，并非真正身体分节；绝大多数为底栖固着生长，缺少主动活动能力，没有头、尾、附肢、眼、口等其他两侧对称后生动物的特征。这些生物在寒武纪几乎全部灭绝，在现生的门类中很难找到相似的生物。

在寒武纪开始的2000多万年间，几乎大部分现生动物的门类已经出现，而在早期更为古老的地层中，长期以来没有找到其明显确切的祖先化石，似乎这些生物在寒武纪开始突然出现，称之为寒武纪生物大爆发。然而，分子生物学证据显示这些生物门类出现的时间更早，两侧后生动物应该在埃迪卡纪就已出现。陈哲遗憾地说：“但是我们缺乏可靠的化石证据。”

关于埃迪卡拉生物群研究的另一条古生物学线索，来自遗迹化石。遗迹化石是指地质历史时期的生物，在沉积物表面或沉积物内部产生的各种生命活动记录，也就是生物成因的沉积构造，包括足迹、移迹、潜穴、钻孔和粪化石等。遗迹化石与实体化石相比，它们的埋藏环境各有偏好。在埃迪卡拉纪由于生物多为软躯体，所以遗迹更容易保存为化石。

现生的动物门类繁多，我们见到的多数都是两侧对称的后生动物。而生物两侧对称的体制产生，是生物演化中非常重要的事件。两侧对称的体制使得动物的运动从不定向趋向定向；神经系统和感觉器官也逐渐集中于身体前端，这些变化促进了动物头部化的产生；促进生物分节，为更高演化等级奠定了基础，使得动物对外界环境的反应更加迅速、准确。

早期生命研究团队开展此研究的目的就是探寻两侧对称动物的早期祖先，确定动物何时拥有了两侧对称的体型。他们采集了大量的实体化石，同时也收集了丰富的遗迹化石。2013年，他们发现了一块较好的遗迹化石，最大宽度近2厘米，个体较大，形态较为复杂。

他们的化石点位于宜昌市三斗坪雾河村，这里埃迪卡拉纪地层分布广泛。陈哲说：“遗迹化石采集于灯影组石板滩段的灰岩中，与埃迪卡拉化石共生。”他还指出，雾河的化石具有V字形的序列，可见生物具有分化的附肢，而每个序列中的不同位置的凹坑，代表不同的附肢。

早期生命研究团队认为，三峡足迹的造迹生物可能是节肢动物或环节动物，而之前报道最早的具有附肢的动物的化石记录为寒武纪早期的遗迹化石。陈哲说：“我们的化石将这个记录提前到了埃迪卡拉纪。”目前，三峡地区发现的化石是已知最古老的足迹，早期生命研究团队就此推断造迹生物可能是节肢动物、环节动物，或是它们的祖先，表明具有附肢的两侧对称后生动物在埃迪卡拉纪已出现，拉开了寒武纪大爆发的序幕。陈哲表示：“下一步，我们希望能早日发现实体化石。”