5月18日，中國科學院南京地質古生物研究所研究員朱茂炎課題組在《自然·通訊》（Nature Communications）發(fā)表論文，報道了距今15.6億年前的、個體長達30 厘米以上的大型多細胞生物化石群。這是關于地球早期生命演化研究領域中一項新的重大科學發(fā)現(xiàn)，將地球上大型多細胞生物的出現(xiàn)時間提前了將近10億年。
此次報道的大型多細胞化石群發(fā)現(xiàn)于河北遷西縣和寬城縣境內，地處燕山山脈南麓。該地區(qū)大面積出露距今15億年前后的“中元古代”沉積巖石地層，使之成為全球揭示該時期地球演化奧秘的經(jīng)典研究地區(qū)之一。該化石群最早由中國地質科學院天津地質礦產研究所研究員朱士興及其同事發(fā)現(xiàn)，含化石的地層稱之為“高于莊組”，因而可稱為“高于莊化石群”�；曰液稚挠袡C碳質膜的形式保存在巖石中。發(fā)現(xiàn)的化石包括帶狀、舌狀、楔形和長卵形等多種形態(tài)類型。其中一種最大的舌形化石長達28.6厘米，寬度近8厘米；另一種帶狀化石長度可達30 厘米以上，寬度可達4.5厘米；部分標本可見明顯的底部固著器官。同時，在含大化石群的巖石中，還發(fā)現(xiàn)了保存精美的生物多細胞組織碎片。綜合分析化石形態(tài)、多細胞組織結構等生物學特征，并與現(xiàn)代海洋帶狀藻類生物進行比較，研究者認為這些化石是一類具有形態(tài)分異的多細胞藻類生物，它們可能通過光合作用固著生活在距今15.6億年前的淺海中。
生命大約自40億年前在地球上出現(xiàn)以來，之后差不多30多億年的演化過程被認為非常緩慢，直到距今6億年前都一直以肉眼不可見的微型、簡單的微生物形式存在。迄今為止，已知全球發(fā)現(xiàn)最早的、個體達到肉眼可辨的生物化石是一種生活在距今18—14億年前海洋中的絲狀體化石，且生物學屬性不明，稱之為“卷曲藻”（Grypania），絲狀體的直徑小于2mm。而目前全球發(fā)現(xiàn)最早的、個體大小可與高于莊化石群比擬的大型多細胞生物化石均發(fā)現(xiàn)于距今6億年前后的地層中。由此可見，高于莊化石群的發(fā)現(xiàn)將地球上大型復雜多細胞生物的出現(xiàn)時間提前了將近10億年，徹底顛覆了以往的認識。盡管與6億年前的“埃迪卡拉紀”多細胞生物化石相比較，高于莊化石群的形態(tài)多樣性和復雜性要小許多。
這一新的發(fā)現(xiàn)具有非常重要的科學意義。當今地球科學研究表明，距今18—8億年前的地球表層巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈維持在近乎不變的“穩(wěn)定”狀態(tài)。因而，這個長達10億年的地球時期被學術界稱之為“枯燥的10億年”（Boring Billion），或者“地球的中世紀”（Earth’s Middle Age）。高于莊化石群的發(fā)現(xiàn)則表明，所謂的“枯燥的10億年”地球可能并不枯燥，當時的海洋生物出現(xiàn)了高可達30厘米、寬可達8厘米的、類型多樣的多細胞藻類生物，據(jù)此可推測伴隨生物這種演化水平的地球環(huán)境同樣應該發(fā)生了明顯的改變。因而，這一新的發(fā)現(xiàn)不僅改變了以前關于地球生命早期演化的既有認識，也為重新從不同角度探索距今18—8億年前地球系統(tǒng)演化的奧秘提供了新的思考。
該項研究得到國家自然科學基金和國家重點基礎研究發(fā)展計劃（“973”計劃）等項目的資助。
論文相關信息: Zhu, S., Zhu, M.*, Knoll, A.H., Yin, Z., Zhao, F., Sun, S., Qu, Y., Shi, M., Liu, H. 2016. Decimetre-scale multicellular eukaryotes from the 1.56-billion-year-old Gaoyuzhuang Formation in North China. Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms11500.
發(fā)現(xiàn)于燕山山脈的大型碳質膜化石（中元古代，距今15.6億年）
發(fā)現(xiàn)于燕山山脈的大型碳質膜化石（中元古代，距今15.6億年）
與大型碳質膜化石共生的、保存精美多細胞結構的生物碎片化石（中元古代，距今15.6億年）
