追寻5亿年前的人类远祖（开卷知新）(2)

　　寒武纪大爆发的本质是动物门类创新大爆发，并非过去人们以为的“物种大爆发”。我们都知道，地球动物界包括数百万个现存物种，可以归属于近40个门类。所有这些门类通常归并为3个亚界：低等的基础动物亚界，包括水母和珊瑚；较为高等的原口动物亚界，包括节肢动物门、软体动物门等大多数动物门类；更高等的后口动物亚界，包括大家熟悉的棘皮动物门和脊椎动物。根据研究，在寒武纪大爆发期间，20多个主要动物门类分3批快速诞生，由量变到质变形成了3个亚界，构成了完整的“第一动物树”框架。这就是我国学者提出并在古生物学界取得基本共识的“三幕式寒武纪爆发假说”。

　　动物门类爆发的驱动力包括内因和外因。内因主要是基因的进化创新，尤其是同源基因串快速分步成型。每个动物门类的同源基因串中包含的基因数互不相同。在基础动物亚界的各门类中，同源基因串的基因数目较少；在原口动物亚界的各门类中可增加到10个左右；而在后口动物亚界的各门类中可多达14个。同源基因串是控制动物胚胎发育的一串总调控基因，它决定了各个动物门类形态构造的基本特征。此外，动物界内部各种捕食等级快速形成，“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”，越来越激烈的捕食竞争也会加快动物演化的速率。动物门类大爆发的外因主要得益于约5.2亿年前的地球第二次大氧化事件，它使海洋含氧量大幅提升，满足了大量动物生存和繁殖的需要；另外，海洋里的磷和钙等生命元素大量富集，也进一步加剧了动物门类爆发的强度。

　　具有里程碑意义的“逮住第一鱼”

　　早在达尔文创立进化论半个世纪前，进化论早期奠基者拉马克就提出，动物可划分为脊椎动物和无脊椎动物两个超级大家族，而且最低等脊椎动物是由无脊椎动物逐步进化而来。200多年来，科学家一直在苦苦探寻这个进化过程的真实证据。

　　在澄江动物群化石宝库中，科学家获得了可靠的进化证据：古虫动物门首创了原始鳃裂，开启了通向棘皮动物、半索动物、云南虫和脊索动物四大“具鳃裂门类”的呼吸系统革命；紧接着低等脊索动物华夏鳗和长江海鞘，首创了原始脊索及相关肌肉节，从而启动了运动系统革命；最后，“第一鱼”海口鱼和凤姣昆明鱼的头脑眼、脊椎骨和心脏构造显示，它们实现了神经系统和循环系统革命，成功完成了新陈代谢大升级。上述几次关键器官创造为5亿年后的人类躯体构型奠定了坚实基础。特别是“第一鱼”的发现，解决了学术界长期悬而未决的两大难题：一是宣告地球“第一动物树”在寒武纪大爆发高潮时已然诞生；二是实证解决了脊椎动物的分步起源问题，并认识到了首创头脑眼和脊椎骨的人类始祖真实样貌。

　　寒武纪大爆发之后，到人类诞生，中间又经历了5次器官改造或改良：第一次，鳃裂的改造，使无颌类演进到有颌类，从而可以主动取食；第二次，从偶鳍游泳平衡到四足登陆行走；第三次，从无羊膜卵到有羊膜卵；第四次，从卵生到胎生、哺乳，长出毛发；第五次，从四条腿到两条腿，从哺乳动物脑到人脑。5次器官改造是从低等脊椎动物进化到人的主要阶段，但显然，从0到1、从无到有的根本性进化，则体现在从无头无脊椎到有头有脊椎的飞跃。因此，“第一鱼”的发现具有重大里程碑意义。“第一鱼”成为年度“国家自然科学奖一等奖”的重要成果，发现“第一鱼”及其相关类群的论文多次在《自然》《科学》等国际顶尖学术刊物发表，《自然》杂志以“逮住第一鱼”为题对发现给予高度肯定。当前，海口鱼、凤姣昆明鱼等“第一鱼”相关材料已广泛入选各国教科书、百科全书和博物馆。