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小春蟲背後的演化秘密


中國貴州的化石顯示，複雜動物的出現比寒武紀大爆發要早了至少5000萬年！

撰文╱巴其爾（David J. Bottjer）

翻譯／姚若潔




上圖的顯微攝影是保存得最好的小春蟲標本。兩側對稱動物的指標性特徵十分明顯：多胚層的身體，有一對體腔，一個口部及腸腔。


「這一車裡一定有兩側對稱動物。」當我們望著卡車在路的轉彎處消失時，陳均遠說了這麼一句話。陳均遠是南京中國科學院的古生物學家，他和當時任職於美國南加州大學的唐柏斯（Stephen Q. Dornbos）與我，剛剛才從中國貴州省6億到5億8000萬年前的沉積層中，採集了一卡車的黑色石頭。陳均遠非常肯定這些石頭中一定藏有重要的東西。


為了尋找地球上非常早期動物的微化石，我們在2002年來到貴州。說得更精確些，我們想要找的是兩側對稱動物。在地球生物的歷史中，兩側對稱（肢體與器官均呈鏡像對稱）代表了十分關鍵的一步。最早的多細胞動物並不是兩側對稱的，而是不對稱、無固定形狀的水生生物，例如海綿，牠們從自己製造的水流中攔截食物顆粒。稍微複雜一點的，則是輻射對稱的水生刺絲胞動物，牠們特化的刺絲胞可使獵物無法動彈。兩側對稱動物則構成了其餘所有的動物，從蟲子到人類，在生命週期的某個階段中，都會出現重要的左右對稱特徵，以及通常具有口、腸腔以及肛門的多胚層結構。


直到數年前，人們還認為，化石記錄中兩側對稱動物首次出現在地球上的時間，約在5億5500萬年前，儘管牠們絕大多數出現在稍晚的5億4200萬年前，也就是許多新形式的生命出現、所謂的「寒武紀大爆發」時。「大爆發」是如何啟動的？這是真有其事，或只是因為更早的動物很少留下可追蹤痕跡？這些問題都因為缺乏更早的化石而無法驗證。不過，過去幾年的研究（包括我們在貴州的研究）改變了這些長久以來的看法，複雜動物誕生的時間，比起寒武紀大爆發早了至少5000萬年。