澄江化石地
中國澄江化石地
澄江化石地(Chengjiang fossil site )位於中國雲南澄江帽天山附近,是保存極其完整的寒武紀早期古生物化石群,化石群生動地再現了5.3億年前海洋生命壯麗景觀和現生物的原始特徵,為研究地球早期生命起源、演化、生態等理論提供了珍貴證據,澄江化石的研究和發現,不僅為寒武紀生命大爆發提供了科學證據,同時對達爾文漸變式進化理論產生了重大挑戰。澄江化石地於1984年被發現,截止2012年澄江化石地發現化石共涵蓋16個門類、200餘個物種化石。 2012年7月1日第36屆世界遺產委員會會議宣布,澄江化石地正式被列入世界遺產名錄。
澄江化石地(Chengjiang fossil site) 位於中國雲南澄江帽天山地區,是早寒武紀(5.3億年)共涵蓋16個門類、200餘個物種 珍稀動物化石的發現地,其中有無脊椎動物化石,也有原始脊索動物化石。澄江化石地發現所有門類生物的遠祖代表,有硬體也有軟體印模,為研究寒武紀早期生物大爆發過程中生理結構、生物習性、系統演化和生態環境等提供證據。不僅為寒武紀早期生物大爆發這一非線性突發性演化提供了科學事實,同時對達爾文漸變式進化論也提出了挑戰。
澄江化石地,亦稱澄江動物化石群、澄江動物群和澄江生物群。 2012年7月1日第36屆世界遺產委員會會議宣布,澄江化石地正式被列入世界遺產名錄。使中國擁有首個化石類世界遺產,填補了中國化石類自然遺產的空白。
澄江化石地化石分佈廣泛,位於雲南省玉溪市澄江縣(鳳麓鎮)城東6公里帽天山附近。距昆明市56公里,距玉溪市87公里。澄江化石地為寒武紀早期,埋藏著距今5.3億年的澄江生物化石群,帽天山化石帶,呈帶狀蜿蜒分佈,這條分佈帶長20公里,寬4.5公里,埋藏深度在50米以上。澄江化石地核心區面積512公頃,緩衝區面積220公頃。
1985年和1986年,侯先光繼續來澄江進行艱苦細緻的考察、發掘和採集。根據侯先光採集的大量化石標本、研究成果及研究價值。
1987年4月17日,中國科學院南京地質古生物研究所在南京舉行新聞發布會,發布會上宣布,中國雲南發現的澄江動物化石,距今已5.3億年,其化石之精美,門類之繁多,為世界近代古生物研究史上所罕見。
1987年起,中科院南京地質古生物研究所的陳均遠研究員領導的研究小組對澄江古生物化石群進行了發掘和研究,發現現今世界上所有動物的門類都在這一時期同時出現,而之後再沒有產生新的門類,這一時期出現的生命形狀同今天的生物已很相近,從星形對稱的海星到左右對稱的甲殼綱動物,以及具備脊椎雛形的動物等。這說明,在寒武紀早期,動物多樣性的基本體系就已經建立了。研究成果發表后,在國際上引起了巨大轟動。
澄江化石最為獨特之處就是5億年前生物的軟軀體構造居然成為化石陳存在岩層中。這些古生物化石不僅保存了生物的骨骼,還保存了表皮、纖毛、眼睛、腸胃、消化道、口腔、神經等各種軟組織。澄江古生物化石群生動地再現了5.3億年前海洋生命的壯麗景觀和現生動物的原始特徵,並證明了寒武紀生物大爆炸的存在,打破了達爾文進化理論的局限性,被譽為“20世紀最驚人的科學發現之一”。
澄江古生物化石群
澄江動物化石群從實物上補充了達爾文進化論的不足,引出帶有初始條件的進化論。澄江動物化石群是化石家族中的特殊成員。澄江動物化石群的研究,糾正了許多前人研究的錯誤。研究表明,人類認識生命的演化過程又產生了一次大的飛躍,對達爾文的進化論提出了重要的補充,就是地球生命在“漸變”過程中也有“突變”。
古生物學家研究發現,地球在形成后的30多億年中,僅僅出現過藍藻、綠藻等低等生命。可是在距今5億年到4.9億年前的一千萬年的時間內,地球突然出現多門類、多細胞的高等生命。在生命演化史上這一突發事件,科學家們稱之為“寒武紀生命大爆發”。
澄江古生物化石群
據地質學家和古生物學家們對雲南及澄江的地層取樣研究后認為:在寒武紀早期,滇東、滇中、黔 西、兩廣一帶是海域,澄江為海域在滇中隆起的揚子江淺海區,靠海岸較近,因此容易聚集泥質的沉積物。這時期氣候溫暖,海水礦物質變得豐富,海綿、蠕蟲、節肢動物、腕足動物等底棲動物,水母狀動物等浮遊動物,多門類的游泳動物與藻類植物大量出現。後來這些海棲動物和植物突然被洪水或其他意外性湧來的泥質沉積物埋藏,隔絕了空氣,不易腐爛,若不再遭遇外界破壞的條件下,軟體就容易保存下來,天長日久變成為化石。
澄江動物化石埋藏地為古淺海水區域。就是這種極其特殊的自然條件和特殊的環境,把5.3億年前生活的各類海生動物栩栩如生地保存下來,成為稀世珍寶,成了保存有軟體的動物化石群。
1909年科學家在加拿大不列顛哥倫比亞省發現了寒武紀中期的布爾吉斯頁岩動物群,被加拿大稱之為加拿大五大國際奇迹之一,還被地質界讚譽為古生物學的聖地,並作為國際重要的科學遺址,現已由聯合國教科文組織出面列入國際重點保護。但加拿大布爾吉斯頁岩動物群比澄江化石群至少晚1500萬年以上,澄江動物群是世界最古老、保存最好的惟一一個多門類動物群,它處在地球歷史上隱生宙最早期,在這之前,地球上從沒發現過這樣的動物群。澄江動物化石群的發現,填補了地球早期生命演化的一個空白,為揭開寒武紀早期動物爆發性出現的奧秘提供了極為寶貴的科學依據。又由於澄江動物化石群保存的完善程度、分異度、層次之多及分佈地區之廣,均在加拿大布爾吉斯頁岩生物群之上,為世界古生物之最。
科學家們已經陸續採集到130餘種化石。幾乎所有的現生動物的門類和已滅絕的生物,都出現在寒武紀地層,而更古老的地層中卻沒有其祖先的化石被發現。澄江生物群以軟軀體化石的罕見保存為特色,已發現的澄江生物群化石分屬海綿動物、腔腸動物、鰓曳動物、葉足動物、腕足動物、軟體動物、節肢動物等多個動物門以及一些分類位置不明的奇異類群。此外,還有多種共生的海藻。動物化石群中的水母化石填補了中國古生物研究的空白。寒武紀早期水母化石的發現,在國際上也屬首次。
澄江古生物化石群
澄江帽天山動物化石群由於保存完整,門類多、層次分明、分佈廣泛等,均在加拿大布爾吉斯頁岩動物化石群之上,為世界古生物之最,與澳大利亞埃迪卡拉動物群、加拿大布爾吉期頁岩動物群被世界古生物學列為地球早期生命起源和演化實例的三大奇迹。
雲南蟲是人類的遠祖,屬脊索動物門。脊索動物是脊椎動物的祖先。脊椎動物包括魚類、兩棲類、爬行類、哺乳類(人類屬於哺乳類)。脊椎動物類是現代生物群的重要組成部分。帽天山的第一塊雲南蟲化石是侯先光研究員1991年發現的。侯先光發現這塊化石后,由於對某些性質難以解釋,就把它作為分類位置不明確的動物。1995年陳均遠教授等專家學者經過研究,在英國《自然》雜誌上發表文章,提出雲南蟲是脊索動物的論證。這個觀點把脊索動物起源從布爾吉斯頁岩的“皮凱亞蟲”向前推進了1500萬年。1997年《奧秘》雜誌第一期專門為雲南蟲配了連環畫。1999年昆明海口地區的澄江化石群地層中發現的海口魚、昆明魚化石、使脊椎動物的起源又推進了30萬年。
澄江古生物化石群
澄江古生物化石群
1996年陳均遠等專家經過反覆研究認為,它是直蝦類的祖先。直蝦類就是現在昆蟲的祖先,間接表明撫仙湖蟲就是昆蟲的遠祖。
納羅蟲是海底爬行泥食性動物。
納羅蟲化石是侯先光1984年7月1日在帽天山上發現的第一塊納羅蟲化石,從此揭開了帽天山神秘的面紗。1985年,侯先光與導師張文堂合作,在《古生物學報》上發表論文《納羅蟲在亞洲大陸的新發現》正式命名為“澄江動物群”。
澄江古生物化石群
怪誕蟲是英國古生物學家莫瑞斯命名的。他解釋說,形狀奇異,用刺行走,用觸手游泳,與現今生物對比有天壤之別,真是夢幻動物,給它取名“怪誕蟲”。
化石是侯先光等人1989年採集命名的。
專家們說,這種動物可能是食肉或者食腐類動物。
澄江古生物化石群
奇蝦是寒武紀海洋的霸主,是古生物中的強盜。
跨馬是一個村名,在澄江壩子的東邊,從縣城走小路上帽天山的必經之路。
灰姑娘蟲是1996年由陳均遠、周桂瓊等人隨意命名的。
中華月亮蟲是侯先光命名的。
節肢動物門是動物界最大的一門,包括蝦、蟹、蜘蛛、蚊、蠅、蛤等。現在生存種類已知的有10萬種,占現在生物種數的75%。
1984,中國雲南撫仙湖畔帽天山動物化石群被發現;
1987年,中科院正式對外公布了澄江動物化石群發現的消息,不久澄江縣組建了“澄江動物化石群”保護管理小組,由專人進行現場管理;
1992年,在世界地質遺址工作組特別會議上,經過中國地質博物館研究員潘江推介,澄江動物化石群被列入《全球地質遺址預選名錄》東亞優先一等第4號古生物遺址;
1997年5月,雲南省人民政府將帽天山及其周邊18平方公里的範圍列為省級自然保護區;
2001年,澄江動物化石群保護區被批准為首批國家地質公園;
2011年1月14日,中國政府向聯合國教科文組織世界自然遺產委員會提交了雲南澄江化石地申報世界自然遺產的申報材料,正式提出申遺請求。
2011年2月,澄江化石地申報材料通過了世界遺產中心的技術性審查。同年3月1日,聯合國教科文組織世界遺產中心主任弗蘭西斯科·班達蘭致函中國聯合國教科文衛組織全國委員會秘書長,正式受理了中國政府提名“澄江化石地”列入《世界遺產名錄》的申請。
2011年9月24日至26日,世界自然保護聯盟專家對澄江化石地進行世界自然遺產實地考察評估,考查內容主要為澄江化石地在全球範圍內突出的普遍價值及其完整性以及提名地的保護管理能力。
2012年5月11日,世界自然保護聯盟正式公布了2012年申報世界自然遺產項目的最終評估報告,建議將澄江化石地列入《世界遺產名錄》。
2012年6月24日至7月6日,在俄羅斯聖彼得堡,考察報告提交世界遺產大會審議,決定是否申遺成功。
2012年7月1日,在俄羅斯聖彼得堡召開的第36屆世界遺產委員會會議宣布,將中國澄江化石地列入《世界遺產名錄》。澄江化石地申遺成功使中國擁有首個化石類世界遺產。
地球歷史早期生物演化的實例迄今為止全世界僅有3處,分別是澳大利亞的“埃迪卡拉動物化石群”,加拿大的“布爾吉斯動物群”以及“中國澄江動物化石群”。
澳大利亞埃迪卡拉生物是地球生命最早登台的演員,它於1947年在澳大利亞南部被發現,但埃迪卡拉生物的出現是偶然的,它與之後出現的生物沒有聯繫,它至多透露出生命大爆發即將到來的信息;
1909年在加拿大布爾吉斯山發現了距今約5.15億年的化石。“布爾吉斯動物群”表現出了寒武紀中晚期多細胞、多門類生物的蓬勃發展,由於此前還沒有發現過如此大規模反映寒武紀生命突變的證據,在科學界引起轟動,但目前 “布爾吉斯動物群”大部分化石標本已經變質,動物體壓得扁平,許多信息丟失,觀察不到構造細節,看不到生命大爆發的真實面貌;距今5.3億年的澄江動物化石群,晚於埃迪卡拉動物群,早於“布爾吉斯動物群”,填補了兩者之間古生物化石的資料。
澄江化石是寒武紀早期生命大爆發的最好例證,代表了早寒武紀時期後生動物迅速多樣化的一個獨一無二的重要化石記錄;澄江化石具有顯著的物種多樣性,共有16個門類的200餘個物種被記錄 ,這在世界上同類化石地中極為罕見;澄江化石屬於特異保存的化石,不僅保存了生物的硬體組織,而且保存了大量軟體生物化石,化石的保存極為精美,屬世界罕見;澄江化石展示了完整的寒武紀早期海洋生物群落和生態系統,是了解寒武紀早期生物群落結構的最好窗口,世界上尚沒有其他的化石地能夠與其媲美。
澄江生物群是以全景式寫照,生動地再現了5.3億年前的“寒武紀大爆發”發生的真實過程,充分顯示了寒武紀早期生物多樣性。澄江生物群如實地再現地球海洋中最古老的動物原貌,自寒武紀生物大爆發時,地球海洋中就生活著紛繁眾多,生態各異的動物。幾乎所有現生動物的門類和許多滅絕的生物,在完全沒有祖先痕迹可尋的前提下,奇迹般地突然出現在寒武紀的原始海洋中,將大多數現生動物門類的演化歷史,追溯到了寒武紀的開始階段。
雖經5億多年的滄桑巨變,這些最原始的各種不同類型的海洋動物軟體構造保存完好,千姿百態,栩栩如生,是世界上所發現的最古老、保存最好的一個多門類動物化石群;生動如實地再現了當時海洋生命壯麗景觀和現生動物的原始特徵,為研究地球早期生命起源、演化、生態等理論提供了珍貴證據。
寒武紀大爆發證據
澄江化石地是早寒武紀(5.3億年前)共涵蓋16個門類、200餘個物種 化石。幾乎所有的現生動物的門類和已滅絕的生物,都突然地出現在寒武紀地層,而更古老的地層中卻沒有其祖先的化石被發現。澄江生物群以軟軀體化石的罕見保存為特色,現已發現描述的澄江化石分屬海綿動物、腔腸動物、鰓曳動物、葉足動物、腕足動物、軟體動物、節肢動物等多個動物門以及一些分類位置不明的奇異類群。此外,還有多種共生的海藻。動物化石群中的水母化石填補了我國古生物研究的空白。寒武紀早期水母化石的發現,在國際上也屬首次。
除水母化石外,還有海綿、蠕蟲、腕足類、腹足類,軟舌螺,金碧蟲和其他類型的節肢動物等,其軟體結構及骨骼保存得非常完善,並以種類之多,保存之完整、生動可與世界著名的澳大利亞晚前寒武紀的埃迪卡拉動物群、加拿大中寒武紀的布爾吉斯頁岩動物群相媲美。而且這一發現,填補了布爾吉斯、埃迪卡拉這兩個動物群之間演化的一個重要環節。
地球生命的“寒武紀大爆發”指的就是這裡。澄江生物群再現了寒武紀早期海洋生物的真實面貌,為揭示地球早期生命演化的奧秘提供了極其珍貴的證據。澄江化石保存在細膩的泥岩中,動物的軟體附肢構造保存精美,且呈立體保存。構造細節能比較容易地在顯微鏡下用針尖揭露出來。
生命多樣性是一切複雜系的基本特徵,是生命存在的基本形式,因而成為當今世界的一個最為關切的議題。發生於距今5.4億年到5.3億年期間的“寒武紀大爆發”事件是現代多樣性基本框架形成的一次最重要事件。我國雲南早寒武世早期的澄江生物群不僅保存極為完整,而且十分古老,所代表時間非常貼近“寒武紀大爆發”事件,為揭示“寒武紀大爆發”生命突發性事件進而為回答人類所關注的多樣性的起源和演化這一重要科學問題提供了一個最佳的“窗口”和豐富的科學依據。
澄江動物化石群的發現,引起世界科學界的轟動,被稱為“20世紀最驚人的發現之一。澄江生物群精確記錄寒武紀早期生物大爆發的史實。不僅為“寒武紀大爆發”這一非線性突發性演化提供了科學事實,同時對達爾文漸變式進化論產生了重大的挑戰。
修正生物進化史
快速演化的證據
在澄江動物化石群發現以前,最早的保存軟體的生物群是中寒武世的加拿大布爾吉斯頁岩生物群,它比早寒武世寒武紀大爆發要晚1000多萬年。因此,加拿大布爾吉斯頁岩生物群不可能指出地球上最老的動物都是些什麼。在此之前對寒武紀生物大爆發所產生的生物及生物群落結構所知甚微。
在現代的海洋中,70%以上的動物種和個體實際上都是由軟組織構成的,因而極少有形成化石的可能。那麼寒武紀生物大爆發時是不是也會產生如此眾多的軟軀體動物?
通過澄江化石的研究,完全能夠修正某些同類生物群原先的研究錯誤觀點。如動物門的大型奇蝦類動物,具有100餘年的研究歷史,過去一直把此類動物認為是無腿的巨大怪物。澄江生物群不但存在著這類動物,而且保存保存的好處多,從根本上改變了原來的觀點。加拿大布爾吉斯頁岩葉足動物門的怪誕蟲的研究,科學界一直把它作為不可思議的奇形怪物。通過對澄江同類化石的研究,證明原來的研究成果是背、腹倒倒置的如果沒有澄江生物群,我們對這些動物的認識永遠是一個謎。
生命起源證據
生命起源
節肢動物是動物界中最龐大的一類,但是關於節肢動物的原始特徵以及各類群之間的關係,科學界對其了解很少。以往所發現的化石,多是節肢動物的外骨骼,而解決節肢動物的分類,論述其演化關係,關鍵構造是腿肢。保存好的腿肢在化石中很少發現。因此關於寒武紀節肢動物的系統分類處於一個混亂狀態。
通過澄江節肢動物的研究,對節肢動物分類關係和原始特徵有了一個清楚的認識。澄江節肢動物具有一個非常原始的體軀分化,例如現代蝦大約有18個不同類型的體節,而澄江節肢動物僅僅有3或4個。這充分展示了隨著漫長時間的推移,節肢動物體節特化而行使不同功能的演化趨勢。
澄江生物群中,雙瓣殼節肢動物多種多樣,小者1mm左右,大者可達100mm以上,許多種類保存有完美的軟體附肢。研究證實,相似的殼瓣卻包裹著十分不同的軟體和附肢。因此它們的殼瓣不能作為分類和相互關係的依據,殼是趨同演化的結果。同是雙瓣殼節肢動物,它們可以分屬於不同的超綱。因此,澄江生物群為我們研究早期生命起源、演化提供了寶貴證據。
快速演化證據
澄江生物群向人們展示了各種各樣的動物在寒武紀大爆發時立即出現,現在生活在地球上的各個動物門類幾乎都已存在,而且都處於一個非常原始的等級,只是在後來的演化中,各個不同類群才演化為一個固定模式。如現在所有昆蟲的頭部體節數量都是一樣的,而原始的節肢動物類群頭部體節的數量變化則相當大(從1節到7節)。從形態學的觀點來講,早寒武世動物的演化要比今天快得多。新的構造模式或許能在“一夜間”產生,門和綱一級的分類單元特徵所產生的速度或許就如我們認為種所產生的速度一樣地快。
而達爾文認為,較高級的分類範疇是生物種級水平演化變化慢慢堆積的結果,依次達到屬、科、目、綱和門級水平。這並不意味著達爾文是不正確的,由於受當時科學條件束縛,但是其理論是不全面的。自然選擇很大程度上是一個穩定選擇,這種選擇有可能阻礙著演化。另外,正如在現生的昆蟲和植物中所遇到的情況,新種或許通過單個或少數幾個突變就可以形成,實際上雜交種卻難於產生。
在寒武紀,新門(例如腕足動物門)通過不同器官在成長速度中,通過簡單的轉換就可以產生,以致於成年個體能夠保存祖先幼蟲的濾食生活方式。這個過程在幾百年或幾千年內就可以形成、產生新聞。澄江生物群給我 們提供的生物高級分類單元快速演化的證據(突變)是我們在教科書中所讀不到的。