达尔文的“猜想”被中国科学家证实

        1859年，达尔文的《物种起源》发表后，就不断受到学者的质疑和神学家的猛烈攻击。其中最令达尔文及追随者头疼的是：在地球上没有发现任何寒武纪之前的生物化石，但到寒武纪却突然出现了三叶虫等复杂生命。这里没有生物的演化过程。神学家据此宣传上帝在寒武纪创造了生命。达尔文猜想：前寒武纪的生物化石不是没有，而是还没有被发现。

　　今天上午，中科院南京地质古生物研究所研究员陈均远宣布：他所领导的研究小组“圆了达尔文的梦”，他们找到了前寒武纪生物演化的有力证据。这一成果刊登在了今天出版的《科学》杂志上。

　　据了解，陈均远联合我国台湾和美国、欧洲的科学家，使用同步辐射相衬成像方法，对贵州瓮安1998年发现的、属前寒武纪地质时代的、具极叶结构的磷酸盐岩化胚胎化石，开展了三维无损伤研究，成功获得了古化石样品细小的（0.1—0.7毫米）内部空间的高分辨结构，证明所观察到的颈状构造的极叶身份。由此不仅为两侧对称动物在瓮安动物群的存在提供新的重要证据，而且也表明两侧对称动物早在5亿8千万年前就已经出现。

　　值得一提的是，中科院高能所研究员冼鼎昌院士提出了用同步辐射成像方法对古生物化石进行三维无损伤研究的设想。他与陈均远研究员领导的小组合作，开展了对所选胚胎化石的研究。研究中，同步辐射相位衬度成像方法起了关键的作用。陈均远及合作者在北京和台湾的同步辐射装置上用这个方法做过具极叶胚胎的三维成像，最后在欧洲同步辐射装置上得到了理想的图像。而如果使用传统方法根本不可能使古生物化石完好无损。

　　据冼鼎昌院士介绍，此项研究获得成功表明，古生物学和同步辐射应用的结合可以为人们打开一个广阔的研究新视野。

　　名词解释

　　寒武纪：寒武纪是距今5亿7千万年前至5亿1千万年前的一个地质时代。在这一时期，大约50个门的大量多细胞生物（包括几乎所有现生生物的祖先）快速出现，被称为“寒武纪生命大爆炸”。

　　这一时期，最繁荣的生物是节肢动物三叶虫，其次是腕足动物、古杯动物、棘皮动物和腹足动物。寒武纪的生物形态奇特，和地球上的现生生物极不相同。三叶虫是无脊椎动物，约占当时寒武纪全部生物的60％，是古生代早期一类比较高级的无脊椎动物。

　　极叶：动物胚胎在受精后开始进入卵裂及随后的发育阶段。两侧对称动物（如蜘蛛、蝴蝶、恐龙、人类等都是两侧对称动物）的胚胎卵裂有两种类型：辐射状卵裂和螺旋状卵裂，而后者又分为蠕形和真螺旋两类，其中，真螺旋卵裂胚胎中有一类名为“具极叶胚胎”。所谓“极叶”是胚胎在卵裂中形成的一个形似卵裂球的特殊区域，其中没有细胞核，只有来自植物极的某些细胞质。确认“具极叶胚胎”的存在对进一步证实早在5．8亿年前地球上就出现了两侧对称动物具有重要意义。

将动物化石“年龄”向前推进5千万年  佐证了达尔文进化论

昨天，美国著名学术刊物《科学》杂志上发表了中国科学家陈均远的一篇论文《中国西南部前寒武纪具极叶磷酸盐岩化胚胎化石研究》，把世界上目前发现的最早的动物化石从5.3亿年前上溯了5千万年，推到了5.8亿年前，从而有力地消解了达尔文进化论中留有的“为什么动物一夜之间突然诞生”的疑惑。

进化论缺少古化石佐证

达尔文1859年发表《物种起源》以后，直至今天仍有神学家对进化论中不能自圆其说的部分进行质疑，其中有一条理由是“为什么三叶虫等复杂生命突然在寒武纪出现”。这令达尔文和他的支持者一直困惑，也给神学家“上帝造物”的说法制造了口实。

因为在达尔文生活的时代，寒武纪是有化石记录的最古老的地质年代，在寒武纪之前的地层化石记录为零！三叶虫几乎是在寒武纪突然“一夜之间”冒了出来，而没有达尔文所预测的演化过程，这就是“寒武纪大爆发”。如果找不到更早的化石记录，就只能承认有一种“超自然”的力量创造了动物。

贵州瓮安发现“小春虫”

到了上世纪80年代中期，在中国云南澄江等地5亿3千万年前的地层中发现了大量保存的软体组织化石，它将包括脊椎动物在内的几乎所有现代动物的祖先前推到了寒武纪早期。但澄江动物群的发现与研究并没有回答困惑达尔文的问题。

1998年2月5日，中科院南京地质古生物研究所陈均远研究员及合作者在《科学》杂志发表了来自贵州省瓮安5.8亿年前的多细胞动物化石发现。这一化石群所代表的时间比寒武纪早4千万年，比澄江动物群早5千万年。当时，瓮安动物化石群的发现被国外知名演化生物学家誉为20世纪演化论最重大成就之一。《科学》杂志在评论中称：“来自中国的化石的发现……将有可能向我们展现动物历史黎明时期的全景。”

2003年，他们再次来到瓮安采集化石，终于找到了10块保存精美的两侧对称动物成体化石，陈均远把这种瓮安动物化石群中两侧对称动物取名为“贵州小春虫”，以纪念这种在地球走出漫漫严冬、动物生命春光乍现时刻诞生的小东西。这种“贵州小春虫”是迄今为止人类发现的最早的动物化石。

小春虫是现代动物祖先

由于绝大多数的瓮安化石是卵和胚胎，其中保存了大量当时的生命信息，所以分析胚胎化石意义更为重大。中国科学院高能所同步辐射专家冼鼎昌院士和他的合作者通过同步辐射研究了动物胚胎化石内部结构发现，包括“贵州小春虫”这些化石在内的瓮安动物化石群与现代一些生物的亲缘性可以得到证实，就是说，证明了现代动物的最早祖先就是这种“贵州小春虫”。从而打破了“寒武纪动物突然出现”的说法，为达尔文的进化论提供了一个非常有力的证据。

中科院高能物理所专家评价说，陈均远等人的发现不仅为前寒武纪两侧对称动物演化史提供了新的可靠证据，同时暗示了两侧对称动物已经进一步分化为辐射和螺旋卵裂两大类群，“这是由古生物学和高能物理中同步辐射技术相结合的典范。”

        今天出版的《科学》杂志报道了我国科学家和美国、法国等国科学家具极叶胚胎化石研究的新发现。这一发现证明5.8亿年前两侧对称动物就已经存在,并开始分化。研究的主要参与者之一,中科院南京地质古生物研究所陈均远研究员把这项成果喻为“揭开了动物世界的‘黎明第一刻

’”。

　　三叶虫等复杂生命为什么会在5亿多年前的寒武纪突然“冒”出来?生命为什么会在“寒武纪大爆发”?这些问题不仅困扰了达尔文本人,也在150多年中困扰着达尔文的追随者。

　　1998年,我国科学家在贵州瓮安发现了5.8亿年前的多细胞化石。然而这些生命仍然处于动物演化的初级阶段,当时是否出现了更复杂的两侧对称动物,是科学家们一直探索的奥秘。

　　两侧对称动物是多细胞动物的一个高级发展阶段,蜘蛛、恐龙等包括人类都属于两侧对称动物。两侧对称动物的胚胎卵裂有辐射状和螺旋状两种,后者又分为蠕形和真螺旋两类,而真螺旋卵裂胚胎中有一类名为“具极叶胚胎”。

　　陈均远和高能所同步辐射装置的有关专家,联合我国台湾和美国、欧洲的科学家,使用同步辐射相衬成像方法,成功获得胚胎化石内部空间的高分辨结构,并证明观察到的颈状构造为极叶。因此这一发现说明寒武纪前4000万年两侧对称动物不仅存在,而且已经使用复杂的发育机制进行胚胎分裂和分化。

　　此次研究的另一个特别之处就是物理学家首次参与了古生物化石研究。研究参与者之一、中科院高能物理所冼鼎昌院士介绍说,研究中首次采用了同步辐射相衬成像方法,两者的成功结合为同步辐射古生物学开拓了一个新的、后续宽广的研究视野。

　　冼鼎昌说,这只是个阶段性成果。在其他一些胚胎化石的三维复原像中,科学家发现很多神秘的“通道”。这些“通道”有几种直径,并且相互交叉呈螺旋结构，是其他生物的入侵,还是胚胎内部结构?这些谜题还都有待于深入研究。

现代鸟类祖先是水鸟

　　据新华社电中美科学家15日在华盛顿宣布，在甘肃省玉门附近的昌马镇发现了生活在约1．1亿年前的“甘肃鸟”的较完整化石，分析显示这种有翅的鸟能像鸭子一样潜水。这一发现填补了鸟类进化树的空白，也为现代鸟类水栖起源的观点提供了有力佐证。

　　完整化石来自昌马附近远古湖址

　　即将于16日出版的《科学》杂志刊登了有关论文。论文第一作者、中国地质科学院的尤海鲁15日在这里举行的新闻发布会上介绍说，在昌马附近的远古湖址共发现数十具鸟类化石，虽然无头，但骨骼较完整，未碎裂，有些还残存趾间蹼和其他软组织。

　　论文分析了5具“甘肃鸟”化石：其身体上半部结构表明它能从水面起飞；后腿和蹼足的细节显示，它可能是靠足推进的潜水鸟，很像现代的鸭子，但能力稍逊。另外，“甘肃鸟”骨骼中空程度低，因此较重也较笨拙。

　　科学家说，“甘肃鸟”所处环境要更温暖湿润，它们可能以鱼、昆虫为食，偶尔也吃植物，其饮食结构只有找到头部化石后才能确定。

　　“甘肃鸟”为今鸟类已知最老成员

　　“甘肃鸟”是今鸟类已知最古老成员。今鸟类包括所有现代鸟类及其直接化石祖先，出现于1．4亿年到1．1亿年前的白垩纪早期，它与肩部骨骼结构相反的反鸟类是鸟类进化中两大分支，都源于“始祖鸟”。

　　据介绍，“甘肃鸟”之外的几种原始今鸟类也显示出对水生环境的适应。科学家确定进化树上“甘肃鸟”的位置时发现一个明显模式：“过渡到现代鸟的物种多为水栖”。不过，现代鸟的某些早期成员也许很快转移到陆地，如鸵鸟和鸡的祖先也可上溯到白垩纪早期。

　　参与研究的美国卡内基自然历史博物馆的马修·拉曼纳说，今鸟类化石“在白垩纪早期相对罕见，这是‘甘肃鸟’令人激动的原因之一”。尤海鲁在接受新华社记者采访时指出，这次的化石发现将已知今鸟类的进化研究提前上千万年到白垩纪早期，昌马也成为以今鸟类为主的最古老鸟化石遗址，而10年前曾发现“长羽毛的恐龙”的中国辽宁西部多出土反鸟类化石。

　　“甘肃鸟”化石发现于1981年，那时只找到鸟类的部分后腿化石。 (责任编辑：泉水)

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