寒武纪大爆发前夕动物如何演化？在寒武纪之前的埃迪卡拉纪有没有两侧对称多细胞动物？近期，中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队对此有了新的发现。这是一块特殊保存的新的动物化石，5.5亿年前一条虫子长眠在行进途中，在生命最后时刻留下前进的拖痕，它两侧对称的分节形态和最后的行迹同时留在了埃迪卡拉纪的海底，封存在岩石上成为最古老的记忆。
夷陵虫化石（BF）和死亡前形成的遗迹（TF）（图片来源：南京古生物所）。
据了解，此次新动物化石的发现，充分证明了在埃迪卡拉纪，就已出现了具有运动能力、并且身体分节的两侧对称后生动物。9月4日，中国科学院南京地质古生物研究所早期生命团队陈哲研究员等人将该成果的相关论文以“分节的三叶形两侧对称动物及其遗迹揭示早期动物的演化”为题在国际性科技期刊《自然》杂志发表。
9月5日，南都记者从中国科学院南京地质古生物研究所早期生命团队陈哲研究员处获悉，关于全新动物化石的研究或将更加深入，现阶段新动物化石标本的特征仍不足以区分其究竟属于环节动物还是节肢动物。
新发现：寒武纪大爆发前夕的动物演化
身体两侧对称和分节现象的产生是动物演化史上极为重要的事件，分节的出现意味着身体的结构有了分区，功能上也就有了分工。但是，这类体型复杂的动物何时出现？自达尔文以来，一直是古生物学家和演化生物学家关注的焦点。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所早期生命团队陈哲研究员、周传明研究员、袁训来研究员和弗吉尼亚理工大学肖书海教授，在中国三峡地区大约5.5亿年前的地层中发现了一类特殊保存的新的动物化石，该动物的遗体和它最后行进的拖痕印迹同时保留在一块岩石上。这一新的化石证据表明在埃迪卡拉纪已出现了具有运动能力、并且身体分节的两侧对称后生动物。
据中国科学院南京地质古生物研究所介绍，在“寒武纪大爆发”中出现了大量的以三叶虫为代表的具分节的两侧对称动物，因此，寒武纪常被称为“三叶虫时代”，长期以来，大家推测在寒武纪之前的埃迪卡拉纪，它们应该有更加古老的祖先，但是一直没有找到可靠的化石证据。
对此，中国科学院南京地质古生物研究所陈哲研究员告诉南都记者，近70年间，科学家们的确发现了很多前寒武纪的埃及卡拉生物群的化石标本，但埃及卡拉生物群与显生宙没有相似的生物，所以虽然在埃迪卡拉纪也发现了许多生物运动产生的遗迹化石，但是很难确定其是不是动物，而现在存在争议比较大的就是造迹生物到底是什么生物。
陈哲介绍，实际上，科学家此前就曾发现埃及卡拉生物群的实体化石与遗迹化石，但被发现的遗迹化石通常都是较为简单的遗迹，无法完全确认造迹生物，甚至可能猜测遗迹是由无机物体的滚动造成。但此次研究采集到的48块化石标本中，有标本恰好将一条虫子在死亡前一刻的活动行迹与其死亡后的遗体印记同时保存在了岩石上，通过化石标本能直观的发现生物有主动运动的能力。
据了解，化石发现于湖北三峡地区埃迪卡拉系灯影组的石板滩生物群中。自2013年开始，科研人员用了近5年的时间对新发现的化石进行详细的研究，并将其命名为夷陵虫（Yilingia，新属）。夷陵虫身体长条形，两侧对称，呈三叶形，具有明显的身体分节，也具有了前后和背腹的区别。更加奇特的是，部分标本中动物的实体与它的遗迹同时保存在一起，再现了一条行进中的虫子的“最后时刻”。这是一类全新的动物化石，在地质历史时期和现代都没有发现形态相同的动物，研究者以它的发现地点湖北省宜昌市夷陵区给它取了一个新名字“夷陵虫”，推测可能是环节动物或节肢动物。
夷陵虫的实体化石，显示生物体已经有前、后的区分（图片来源：南京古生物所）。
陈哲向南都记者介绍，接下来，关于“夷陵虫”的研究也许会更加深入，关于为何会出现遗迹化石和实体化石同时保存的现象，是否发生了特殊事件等都有待进一步的探索。目前采集的化石证据虽然已有48块，但化石标本保存的特征仍不足以区分其究竟更接近于环节动物，亦或节肢动物。
深耕三峡9年，探索5.5亿年前地层中的生命起源
这已经是中国科学院南京地质古生物研究所早期生命团队深耕三峡地区研究埃迪卡拉生物群的第9个年头。2011年，中国科学院南京地质古生物研究所早期生命团队首次在湖北三峡地区发现了埃迪卡拉生物群化石标本，根据当地不同的保存环境，将其命名为石板滩生物群。这是国内首次发现典型的埃迪卡拉生物群。自此，科研人员便在三峡地区扎根，开始了大规模的挖掘和系统采集工作。
夷陵虫实体（左）、遗迹（右）和化石复原（中）（图片来源：南京古生物所）。
2013年，科研人员首次在三峡地区石板滩生物群中发现“夷陵虫”动物化石，“当时感觉这是一个新的化石，但由于保存的差，所以不能确定是什么样的情况。”即使保存情况不乐观，但第一块新化石的发现无疑为接下来的科研工作寻到了另一个突破口。在后续的采集中，科研团队开始有意识的在相似层位寻找同类化石，至今已采集到48块“夷陵虫”化石，其中35块实体化石与13块遗迹化石，更有一块特殊的标本，保留下了5.5亿年前一条虫子的遗体与它最后时刻行进的拖痕印迹，为科研人员研究早期动物的演化留下了至关重要的线索。
“发现这种新的化石，实际上还是比较困难的，尤其是需要进行挖掘的石灰岩特别坚硬。期间，我们对化石的形态特征，化石标本的分类，都经过了长时间讨论。”陈哲说，“研究过程中，最基本的是要进行化石形态恢复，研究化石的分类与层级构造，探讨环境，最后恢复整个生物群的生态，研究生物的演化进程。”
据陈哲介绍，目前科研团队采集到的化石标本多数是不完整的，因此采集时需要标本的数量足够大，以通过大量不同部位的化石碎块，恢复完整的生物形态，确定生物结构。然而挖掘坚硬的石灰岩却成了化石采集工作中最困难的一环。为此，科研团队请来了当地老乡，与老乡们一起敲起了化石。
老乡们没有专业的知识储备，刚开始时对化石标本也是一头雾水。陈哲将世界各地已发现的化石印成图片，教老乡们识别同类的化石，偶尔采集到新化石，便将大家召集起来，现场给老乡们实物授课。“我就和他们说，这就是化石，要怎么看，它有什么特征就都给大家讲一讲。”
“大概我们工作两三年，还有些老乡不认识化石，这也主要是在最开始的那么几年。我那时候在野外的工作的时间也非常长，基本上说有看到可疑的化石结构都是我来负责看看是不是化石。”陈哲说，“像现在他们也和我一起工作了近十年，有些老乡们认化石的能力也很强。有好几个已经是认化石的老手，说我们有一个老乡就化石特别感兴趣，最开始我找到他说要找化石，他就满山遍野的找，也是找到不少的化石。”
采写：南都见习记者 敖银雪
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