追寻5亿年前的人类远祖(开卷知新)

光山新闻网 采集侠 2024-04-11 23:20:01
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追寻5亿年前的人类远祖(开卷知新)

 

  凤姣昆明鱼化石及其复原图。

 

追寻5亿年前的人类远祖(开卷知新)

 

  寒武纪早期海洋中的“第一鱼”及其左邻右舍复原图。
  以上图片均为舒德干提供

 

  在浩瀚无垠的宇宙中,像地球这样“好运气”的星球少之又少:她连续40亿年维持“恰到好处”的液态水圈和含氧大气圈,并最终进化出人类。在漫长历史中,人类一直在努力探寻自己的源头,产生了很多神话与传说。19世纪中晚期,达尔文的进化论改变了人类的自然观和世界观,在之后的150多年时间里,学术界依据进化论继续追踪人类的由来。其中,狭义上人类祖先由猿到人的完整化石序列已经在非洲和亚洲初步确定并被认可。再之前呢?人类祖先的祖先是什么样子的?作为古生物学家,我们希望根据化石的“蛛丝马迹”,继续向前探源。

  从“同源构造”追溯生命进化过程

  1859年,达尔文《物种起源》的问世改变了人们对人与自然关系的认知。12年后达尔文发表了《人类的由来及性选择》,详细解析了人类与较低等脊椎动物的形态解剖学特征和比较胚胎发育学证据等,最终得出结论:人类与所有其他脊椎动物(如鱼类、两栖类、爬行类和哺乳类等)的许多器官都存在共同的来源即“同源构造”,因而人类与低等脊椎动物具有共同的祖先。当然,彼时达尔文并不知晓,那些最基础的同源构造是何时、由哪些早期祖先所显现的。可喜的是,我国学者透过澄江动物群这个独特的科学窗口,经过长期探索,找到了关键证据。

  本世纪初,生物学家依据分子遗传学信息,由近及远地追溯人类与地球上所有生物类群共享的各代祖先,可以确定下来的已有40代。根据DNA信息,人类与现代黑猩猩亲缘关系最近,运用分子钟技术可以计算出人类与黑猩猩在600万年前拥有共同祖先,即第1会合点;再继续向前寻祖,在800万年前抵达第2会合点,即遇见倒数第2代共祖。以此类推,人类与包括七鳃鳗在内的近亲物种抵达5.2亿年前的第22会合点,在那里可以遇见澄江动物群的重要发现——“第一鱼”凤姣昆明鱼。最终人类与地球所有生物能够共同追溯至40亿年前的终极祖先,抵达第40会合点,那是所有生命共同的祖先——原始真细菌。这个寻祖故事听起来很有趣,但大多缺乏真实的化石记录。

  然而,在距今5.6亿—5.18亿年前的大约4200万年间,发生了整个生命史上最为壮观的生物创新事件——寒武纪大爆发,即在不到地球历史1%的时间内诞生了90%的动物门类。大量的动物化石为追溯动物进化和人类远祖提供了重要标本。前面提到的凤姣昆明鱼,就生活在寒武纪大爆发巅峰时期。

  寒武纪大爆发后地球进入“三极生态系统”

  全球广布的前寒武纪末期的埃迪卡拉生物群(约5.6亿—5.4亿年前)和寒武纪初期的小壳动物群(约5.4亿—5.2亿年前),以及时代稍后的我国云南澄江动物群(约5.2亿—5.18亿年前),构成世界三大早期珍稀化石宝库,为破解寒武纪的生命大爆发提供了关键证据。寒武纪大爆发构成了地球生态系统演化的分水岭:在5.4亿年之前,地球生命基本维持在二极生态系统上,也就是只有生产者藻类和分解者细菌,几乎见不到真正的消费者动物;而经历寒武纪大爆发短短的几千万年后,便在澄江动物群时期快速产生了完整的三分动物界,从此地球便进入了三极生态系统,并一直延续至今。