再论寒武纪大爆发与动物树成型

显动宙(也译为显生宙)创新大爆发导致了动物门类的幕式出现,并非"瞬间"或"同时发生"。狭义寒武纪大爆发代表三胚层动物的首次大辐射,包括2大幕(不宜定义为"序幕"和"主幕"):第一幕为"小壳幕",规模较大,基本完成了原口动物亚界中触手担轮类和蜕皮类两大谱系的轮廓构建;第二幕以澄江动物群为代表,它既延续并扩展了前期海绵类、双胚层动物和原口动物的兴旺,更诞生了后口动物亚界完整的"5+1类群":即全部五大现生类群(棘皮类、半索类、头索类、尾索类、脊椎类)的原始代表和"遗失了"的古虫动物门。至此,随着多数动物门类的陆续面世,大爆发宣告基本终结。该爆发的前奏即"埃迪卡拉幕","试验性"地创造了各种成功的和不成功的基础动物和原口动物的少数先驱。寒武纪爆发与其前奏之间并无实质性间断,可合称为显动宙早期创新大爆发,它导致了整棵动物形态树的框架成型。

澄江动物群的核心价值:动物界成型和人类基础器官诞生

澄江动物群以富含多门类精美软躯体构造化石享誉学界,是寒武纪大爆发主幕的见证者;它亲眼目睹了地球动物树上几乎所有主要门类祖先的首次大聚会。对该动物群30多年的大规模调查研究大体上可以划分为3个阶段。始自1984年的第一个10年(1984—1994年),早期动物树上的基础动物亚界和原口动物亚界的大量门类被发现,然而对后口动物亚界全然无知。第二个10年研究(1995—2005年),基础动物亚界和原口动物亚界中的更多门类被发现;而最重要的进展,是西北大学团队主导的早期后口动物大发现使后口动物亚界的基本框架被构建,由此地球三分动物树首次成型。第三个10年及其以后时期(2005年之后),3个动物亚界中进一步添加了一些新的门类认知;综合20世纪40年代以来对埃迪卡拉生物群、寒武纪第一世和第二世的珍稀动物群研究成果,学界开始思考三分动物树分步成型与多幕式寒武纪大爆发事件的内在关联,提出了三幕式寒武纪大爆发新假说。澄江动物群研究具有多方面的科学价值,包括动物群结构研究,生态环境研究等,然其核心学术价值主要集中在如下两个方面:(1)作为寒武纪大爆发的主幕见证者,澄江动物群首次创建了地球上三分动物树的完整谱系框架。三幕式寒武纪大爆发假说揭示了地球上动物门类由低等到高等、分阶段爆发创造的本质内涵,即历时约0.4亿年的三幕式寒武纪大爆发与动物树阶段性快速成型的内在耦合性。第一幕发生于埃迪卡拉纪晚期,它诞生了众多基础动物亚界门类(包括大量绝灭门类),也可能出现了少量原口动物的先驱分子;第二幕发生于寒武纪的第一世,除了延续基础动物门类的繁盛外,更创生了原口动物亚界里的主要门类(包括蜕皮类和触手担轮类);第三幕发生于寒武纪第二世(以澄江动物群为代表),不仅延续了基础动物和原口动物门类的兴盛,更重要的是诞生了后口动物亚界里的所有门类。至此,整个三分动物树的框架成型,寒武纪大爆发创新事件宣告基本结束。文章还对几个重要动物类群的生物学属性进行了评述。第一鱼昆明鱼目是已知唯一的最古老脊椎动物,而云南虫、海口虫既不是脊椎动物(即高等脊索动物),也不属于低等脊索动物,而是一类特殊的低等后口动物;长江海鞘是可信的始祖尾索动物,它支持了经典的尾索动物起源假说;古虫动物门首创鳃裂构造,对后口动物亚界的起源探索提供了关键信息。(2)澄江动物群具有深刻的人文哲学意义,所发现的古虫动物门创造的“第一鳃裂”,昆明鱼目创造的“第一头脑”“第一脊椎”“第一心脏”,为达尔文在《人类的由来》中关于人类的主要基础器官起源悬案的破解提供了关键证据。澄江动物群承上启下,其各种形态解剖学信息对解读埃迪卡拉生物群以及寒武纪相关化石库中绝大多数生物类型都具有重要的参考价值。

皱囊动物:巨口无肛的人类远祖

2017年1月30日,英国《自然》（Nature）杂志以封面文章形式发表了我国西北大学早期生命研究团队和英国剑桥大学、中国地质大学（北京）等单位在寒武纪早期动物化石中发现的微型后口动物——皱囊动物。这种帽状的、没有肛门的动物就是学术界期盼已久的后口动物的祖先,代表着目前已知的最早期的毫米级人类远祖的至亲。