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云南大学古生物研究院丛培允团队

为破解“达尔文的困惑”提供关键实证

2026-04-03  

北京时间2026年4月3日凌晨,国际著名学术期刊《Science》以article形式在线发表了古生物研究院丛培允团队关于后生动物门类起源与早期演化的最新研究成果,系统报道了云南东部埃迪卡拉纪江川生物群丰富的后生动物化石,包括多种两侧对称动物,首次实证了埃迪卡拉纪末期海洋生态系统中已出现了与寒武纪相似的动物组合(图1),为理解后生动物门类的起源及海洋生态系统的早期演化提供了关键线索和证据。

1.江川生物群艺术复原图(王晓东绘)

寒武纪(5.388-4.868亿年)早期“突然”出现的动物化石记录了后生动物门类起源与早期辐射演化事件,被称为“寒武纪生命大爆发”。这是地球生命历史上最重要的演化事件之一,深刻改变了地球生命的面貌和海洋物质循环过程。但令人奇怪的是,在寒武纪之前的地层中几乎找不到现代动物门类的化石记录。达尔文在其巨著《物种起源》中将寒武纪之前动物化石的缺失视为对生物演化理论的最大挑战之一,因此这一现象又被称为“达尔文的困惑”(Darwin’s dilemma)。一个多世纪以来,寻找寒武纪之前的两侧对称动物化石是生物演化领域最基础的重大科学命题之一,也是破解“达尔文的困惑”所缺失的最关键证据环节。

云南东部是全球范围内研究埃迪卡拉纪-寒武纪地层古生物的热点区域,其地层记录的完整程度与化石保存的精美程度皆举世罕见。

2017年以来,丛培允团队开始对江川生物群开展了一系列的野外调查。经过近十年的野外工作,研究团队先后发现多个新的化石剖面并采集了大量的化石标本。

2.江川生物群中的典型埃迪卡拉型动物和后生动物基部类群化石

A. Radialomorph化石;B. Mackenzid-like化石;C. 栉水母动物(ctenophore)化石。比例尺:2mm(A);5mm(B, C)。

在本项研究中,由云南大学领衔的国际研究团队对采自江川生物群数百件保存精美的软躯体动物化石进行了多技术手段成像,鉴定出包括典型埃迪卡拉动物(图2 A-B)和后生动物基部类群(图2 C)以及两侧对称动物(即身体具有前后、左右及背腹轴的分化,又称为三胚层动物)等多门类化石。其中两侧对称动物占据了绝大多数,数量最多的是一类保存有固着器、翻吻和肠道的蠕虫状生物(图3 A);另一类蠕虫状生物具有显著的头部分化,身体能弯曲成S型(图3 B),表明该蠕虫动物具有运动能力。这两类蠕虫状化石可以明确归属到两侧对称动物总群,弥补了两侧对称动物类群早期实体化石记录的空白。

令人惊奇的是,研究团队在江川生物群中还发现了后口动物(由脊索动物、棘皮动物和半索动物三个动物门组成的支系)的化石(图3 C-D),主要为步带类(半索动物和棘皮动物的统称)。这一发现指示,步带类的姊妹类群——脊索动物(我们人类所属的动物门)在埃迪卡拉纪可能已经出现,为研究脊索动物起源与演化打开了全新的视角。

3.江川生物群中保存的两侧对称动物化石

A. 具有翻吻和固着器的蠕虫状化石;B. 具有头部分化的蠕虫状化石;C. 寒武岐须虫类(cambroernids)化石;D. Margaretia外部管状结构。比例尺:5mm(A, D);2mm(B, C)。

云南大学植被结构功能与建造全国重点实验室为第一完成单位,云南大学生态学2025届博士生李高榕为论文第一作者,古生物研究院魏凡、丛培允及牛津大学Frances Dunn和Luke Parry为共同通讯作者。参与研究的还有云南师范大学温雯雯,云南大学艺术与设计学院王晓东和生命科学学院脊椎动物研究中心雷向通,英国牛津大学Ross Anderson以及瑞士苏黎世大学赵阳。本研究得到云南省科技领军人才项目、云南大学-云南省科技厅重大联合项目、云岭学者项目和国家自然科学基金项目的支持。

论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.adu2291


来源:古生物研究院

编辑:张懿淼 责任编辑:李哲 审核:宁莉

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