中國三峽地區首次發現典型埃迪卡拉化石——狄更遜蟲_風聞

1946年，地質學家斯普里格（Sprigg）被派往澳大利亞內陸評估一個荒廢已久的礦場。一天，他在山頭吃午餐時，不經意間翻動了一塊石頭，驚訝地發現石頭的背面有一個奇特的痕跡，應該是一枚指紋形狀的化石。他仔細研究了化石的地層，認為其所在之處應當遠在最早的寒武紀化石之下。可按照當時的認知，此處是不可能出現如此複雜的宏體生物化石。最終，斯普里格的發現改變了人們對生命演化歷程的認識。也因此將斯普里格吃飯的山頭用來命名了一個全新的地質年代單位——埃迪卡拉紀（Ediacaran Period; 距今6.35-5.41億年前），而那塊指紋狀的化石就是埃迪卡拉生物羣最具代表性的物種之一：狄更遜蟲 Dickinsonia。

斯普里格記於1946年的野外筆記，左下角為狄更遜蟲的草繪（Gehling and Vickers-Rich, 2007）

埃迪卡拉生物羣是什麼？

埃迪卡拉生物羣的發現很大程度上填補了達爾文進化理論難以解釋寒武紀之前沒有複雜生物的漏洞，但卻帶來了更多的謎團。因為按照達爾文的理論，生命演化是個循序漸進的過程，但是埃迪卡拉生物的形態實在太怪異了，以至於完全看不出它們和現生生物門類之間明顯的傳承關係。

埃迪卡拉生物大多具有光滑而堅韌的表皮，沒有礦化的骨骼，表皮又被有規律地分隔成凸出的多邊形或具有分形的分支。早年的研究者把這些結構形象地稱為“充氣牀”。不同的研究者曾把它們分別歸入植物、地衣、真菌、水母、環節動物、扁盤動物等門類，甚至為之設立了獨立於已知分類系統的界或門。現在人們認為其中大多數種類是動物的基幹類羣（主要動物門類誕生前的原始動物類型），但是始終沒有決定性證據支持這些分類。

它們曾經統治着埃迪卡拉紀晚期（距今約5.74–5.41億年前）的海洋，但是在進入寒武紀之前又突然全部消失，只留下令人費解的化石。

澳大利亞弗林德斯山脈產出的狄更遜蟲化石（攝於南澳州立博物館）

研究最深入的埃迪卡拉生物

在這些難以歸類的埃迪卡拉生物中，狄更遜蟲當屬典型代表。雖然名字裏有個“蟲”字，但它們並不像如今地球上我們熟悉的各類蟲子一樣，它們的體型從幾毫米到一米長不等，身體像是一片橢圓形的薄膜，被分隔成大量的橫向“體節”，“體節”的寬度從一端向另一端變大，形成一個三角形區域，有一根縱向的中脊將它們的身體分為幾乎對稱的左右兩部分。

作為最早被發現、也是數量最多（僅在南澳大利亞博物館就藏有一萬多塊標本）的埃迪卡拉化石之一，狄更遜蟲的研究程度也是最高的。研究發現，和動物類比，它們的生長模式是在接近身體末端的地方添加新的體節；可能的遺蹟化石證明它們也許有運動能力；化石中殘存的有機物中提取出只存在於動物中的生物標誌化合物。綜上，狄更遜蟲似乎的確是動物，但該將它放在動物的哪個分支上，一直未有定論。

狄更遜蟲與後生動物體節增長方式的對比（Dunn et al., 2016）

狄更遜蟲和其可能的遺蹟化石

（http://www.ediacaran.org/dickinsonia.html）

保存黑色有機質的狄更遜蟲化石（左）和從化石上剝離的有機質碎片（右）（Bobrovskiy et al., 2018）

首次現身中國

雖然狄更遜蟲是埃迪卡拉生物羣最常見的化石之一，但之前也僅發現於澳大利亞和波羅的板塊（俄羅斯白海和東歐一些地區），直到近期中國科學院南京地質古生物研究所的研究人員才在我國三峽地區埃迪卡拉系燈影組的石板灘生物羣找到了它的蹤跡。

石板灘生物羣中的狄更遜蟲，（A），（B）為正副模，（C）是（A）中方框的放大（Wang et al., 2021）

狄更遜蟲化石在石板灘生物羣中非常稀少，經過多年不間斷的挖掘，至今也只獲得一塊不完整的標本。且由於狄更遜蟲種一級分類目前較為混亂，曾先後建立了9個種（D. brachina、D. costata、D. elongata、D. lissa、D. menneri、D. minima、D. spriggi、D. tenuis），還包括大部分的同物異名，加之標本的不完整性，暫時只能將其定為狄更遜蟲屬未命名物種Dickinsonia sp.。

埃迪卡拉生物羣根據其生物面貌可分為三個組合：阿瓦隆組合、白海組合和納瑪組合，代表了從老到新的演化順序。狄更遜蟲是白海組合的代表性化石，甚至有成為標準化石（可以被用來推知所處地層的年代的化石）的潛力。之前普遍認為，石板灘生物羣是屬於納瑪組合，此次狄更遜蟲出現在石板灘段的最底部，低於遺蹟化石等納瑪組合的典型化石。因此，石板灘生物羣從下至上可能反映出從白海組合向納瑪組合的過渡過程，這在全球數十處埃迪卡拉化石產地中是罕見的。

同時，這也是第一次在碳酸鹽巖中發現狄更遜蟲，這説明它們具有較強的環境耐受力，且可能具有能遠洋擴散的幼蟲。相關研究成果發表在《遠古世界》（Palaeoworld）上。

參考文獻：

1. Bobrovskiy, Ilya, Janet M. Hope, Andrey Ivantsov, Benjamin J. Nettersheim, Christian Hallmann, Jochen J. Brocks. 2018. Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals. Science 361: 1246–1249.

2. Dunn, Frances S., Alexander G. Liu, and Philip CJ Donoghue.  2016. Ediacaran developmental biology. Biological Reviews 93: 914–932.

3. Gehling J G and Vickers-Rich P. The Ediacara Hills. In: Fedonkin, M A, Gehling, J G, Grey, K, Narbonne, G M, Vickers-Rich, P (eds.). The Rise of Animals: Evolution and Diversification of the Kingdom Animalia. Baltimore,MD: Johns Hopkins University Press; 2007. 89–114.

4. Wang, Xiaopeng; Chen, Zhe; Pang, Ke; Zhou, Chuanming; Xiao, Shuhai; Wan, Bin; Yuan, Xunlai. 2021. Dickinsonia from the Ediacaran Dengying Formation in the Yangtze Gorges area, South China. Palaeoworld. doi: 10.1016/j.palwor.2021.01.002.

來源：中國科學院南京地質古生物研究所