要在古生物學(xué)上進(jìn)行有效的脊椎動(dòng)物起源研究,應(yīng)該以現(xiàn)代動(dòng)物學(xué)信息為重要線索,在盡可能靠近脊椎動(dòng)物起源的“源頭”時(shí)段探尋時(shí)做好兩件工作:首先是力求發(fā)現(xiàn)最古老、最原始的脊椎動(dòng)物,接著便是以這些脊椎動(dòng)物始祖為起點(diǎn),向前逐步追溯它們?cè)跓o脊椎后口動(dòng)物中的完善的祖先序列。我國(guó)保存了五億三千萬年前的眾多精美后口動(dòng)物軟軀體構(gòu)造化石的澄江化石庫(kù),恰好靠近這樣的“源頭”。為中國(guó)學(xué)者揭開這一謎團(tuán)提供了一個(gè)難得的機(jī)遇。
1999年昆明魚和?隰~的發(fā)現(xiàn)被英國(guó)《自然》雜志評(píng)論為“逮住第一魚”,為難題的破解投進(jìn)了一縷曙光。2003年初,舒德干等人再度在《自然》雜志著文,他們通過對(duì)數(shù)百枚海口魚標(biāo)本的深入研究,揭示出它們一方面已經(jīng)開始演化出原始脊椎骨和眼睛等重要頭部感官,另一方面卻仍保留著無頭類的原始性器官,從而證實(shí)了它們不僅是已知最古老的脊椎動(dòng)物,而且還屬于地球上一類最原始的脊椎動(dòng)物。早期后口動(dòng)物的系列性發(fā)現(xiàn),不僅與現(xiàn)代動(dòng)物學(xué)關(guān)于脊椎動(dòng)物起源分“四步走”假說相一致,更重要的是添加了比這“四步走”更為原始的“第一步”,從而首次提出了脊椎動(dòng)物起源至少分“五步走”的新假說。這些始見于澄江化石庫(kù)地層最底部的“第一步”動(dòng)物群古蟲類和云南蟲類,是一些創(chuàng)生出咽腔型鰓系統(tǒng)的原始分節(jié)后口動(dòng)物,極可能代表著學(xué)術(shù)界期盼已久的原口動(dòng)物和后口動(dòng)物分節(jié)的共同祖先與由于軀體特化而喪失分節(jié)性的后口動(dòng)物(包括棘皮動(dòng)物和半索動(dòng)物)之間的過渡類型。十分有趣的是,盡管它們由于咽鰓的出現(xiàn)而引發(fā)了動(dòng)物體在取食、呼吸等新陳代謝方式的重大革新而成為真正的后口動(dòng)物,但其軀體卻仍保留著其祖先的分節(jié)性特征。舒德干解釋說:“實(shí)際上,既出現(xiàn)創(chuàng)新特征又繼承祖先某些原始性狀的鑲嵌演化是生物界一種十分常見的現(xiàn)象。”
在這分“五步走”的演化系列中,“第一步”的動(dòng)物類群十分奇特:對(duì)1400多枚?谙x標(biāo)本進(jìn)行比較解剖學(xué)研究表明,它們不僅缺少脊索構(gòu)造,而且在皮膚、肌肉、呼吸、循環(huán)、神經(jīng)等器官系統(tǒng)上與脊索動(dòng)物存在著根本區(qū)別;其中最為獨(dú)特的是其由6對(duì)外鰓組成的呼吸系統(tǒng),這與較為高等的后口動(dòng)物的內(nèi)鰓迥然有別。?谙x與同處“第一步”的古蟲動(dòng)物門在軀體構(gòu)型上卻相當(dāng)一致:兩者皆明顯分節(jié),而且軀體也都呈獨(dú)特的“雙重二分型”,即身體沿縱軸分為前體和后體兩大部分,而前體又被一個(gè)能自由擴(kuò)張的“中帶”構(gòu)造分為背、腹兩個(gè)單元。所不同的是,海口蟲兼具背神經(jīng)索和腹神經(jīng)索,這顯示出它比古蟲動(dòng)物門稍略進(jìn)步些,從而更靠近“第二步”中的半索動(dòng)物。
舒德干指出,盡管我們提出了脊椎動(dòng)物起源分“五步走”的新假說,但這仍只給出了一個(gè)演化輪廓,在其相鄰演化步驟之間仍缺乏中間環(huán)節(jié)的證據(jù)。
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