尹磊明

1980 年美國加州大學(xué)圣芭芭拉分校終生教授克勞德院士（前右二）及著名古植物學(xué)家阿克斯羅德（Axelrod）(前左二）訪問南古所

1978 年美國加州大學(xué)洛杉磯分校的前寒武紀(jì)化石專家簫夫（左二）訪問南古所

上世紀(jì)60 年代初，完成在南京大學(xué)地質(zhì)系古生物專業(yè)的學(xué)習(xí)，我徑直來到了古生物研究所。這個打小熟悉的研究單位給我的印象是世外桃源，特別寧靜，但缺乏生氣。"既來之，則安之"，……。我被分派到了孢粉化石研究室，在當(dāng)時該類微體化石門類被視為古生物學(xué)的新學(xué)科，而讓我著手開展對前寒武紀(jì)"啞地層"中的"古孢子"研究，更是"丈二和尚摸不著頭腦"，一頭霧水!但誰成想，這也因此成了我一生追尋的夢……。至60 年代后期，我迎來了首次去到我國西南地區(qū)觀察和收集'啞地層"樣品的機會。這讓我早先在校參加野外地質(zhì)實習(xí)和勤工儉學(xué)的鍛煉終于可以一展身手了。不過，通常"夢"是美好的，當(dāng)從實驗室首次獲得大多破損和嚴(yán)重碳化的"古孢子"化石標(biāo)本，猶如夢中乍醒，難道"啞地層"留存的生物遺跡竟是如此荒漠、慘淡嗎？！難怪達爾文在一個多世紀(jì)前止步于這些"啞地層"，僅給出了真知灼見的預(yù)言。在60-70 年代，研究工作中查閱的文獻多來自前蘇聯(lián)學(xué)者，他們在刊物中給出的簡要文字?jǐn)⑹龊蜕燥@粗糙的化石標(biāo)本圖像，似乎沒有激發(fā)既往的夢，只是把它們作為對比、劃分"啞地層"時代的參照讀物。

時光如梭，動蕩不安的"文化大革命"結(jié)束了，因為有幸接待來訪的國外知名學(xué)者，其中美國加州大學(xué)克勞德（P.Cloud）院士和簫夫（W.Schopf）教授的來訪，給自己很大觸動。他們很強調(diào)對前寒武紀(jì)"啞地層"開展調(diào)查研究的學(xué)術(shù)意義，與此同時，他們面對新發(fā)現(xiàn)的微體化石也顯躊躇。這表明回溯遠(yuǎn)古地質(zhì)時期的生命形態(tài)和生物群面貌，是國內(nèi)外學(xué)術(shù)界面臨的新課題。雖說我們起步較晚，但在新事物面前，還是'人人平等'吧！

另外，自從國門開放，終有機會隨同代表團去到澳大利亞考察前寒武紀(jì)地層及其國際知名的"埃迪卡拉后生動物化石"。當(dāng)親眼看到保存在龐德砂巖中栩栩如生的化石標(biāo)本時，抑制不住內(nèi)心的激動，似乎那一刻又找回了"夢"……。為此，在第二年做出了稍顯稚拙的舉動，我再次去到湖北宜昌開展野外工作時，禁不住花了半天時光，將出露在長江邊的"震旦系蓮沱砂巖"又一次細(xì)細(xì)的搜羅了一遍，癡想能從中找到類似的標(biāo)本，結(jié)果當(dāng)然一無所獲。

本文作者與簫夫教授于2008 年在美國加州大學(xué)召開的“國際前寒武紀(jì)微體化石峰會”上的合影

"功夫不負(fù)有心人"

經(jīng)過多次去到鄂、黔、滇、川、陜等西南地區(qū)考察，在我國南方廣泛出露的震旦系和上覆寒武系底部地層終于收集到了一些令人興奮的微體化石標(biāo)本。小小的收獲表明，想從前寒武紀(jì)"啞地層"獲取生命遺跡，僅僅依靠單一的常規(guī)酸浸泡化石孢粉收集方法是遠(yuǎn)不夠的。對前寒武系常出現(xiàn)的硅、磷質(zhì)或變質(zhì)巖石，應(yīng)用巖石切、磨薄片，從中獲得原位保存的微體化石，不僅更加栩栩如生，且增添了對埋葬環(huán)境的真切認(rèn)識。當(dāng)然，此決非易事。迄今為止，還很難從前寒武系硅質(zhì)結(jié)核獲取三維保存的化石標(biāo)本。就我個人而言，之前4 至5 次對湖北宜昌曉峰河剖面陡山沱組反復(fù)觀察和系統(tǒng)采集樣品，在獲取愈來愈多的微體化石中，似乎有微體動物化石的蹤跡。這對自己是一個很大的激勵，臆想從中獲取微體動物化石，豈知最終獲得滯育嚢胞中系列卵裂的微體化石，此為當(dāng)時也反駁了對貴州甕安陡山沱組出現(xiàn)和記述的"動物胚胎化石"是一類大型硫細(xì)菌遺存的質(zhì)疑？為有別于原核生物細(xì)胞的"動物胚胎"提供了確鑿無疑的化石證據(jù)。在如此古老地層中發(fā)現(xiàn)保存于滯育嚢胞中的系列動物卵裂的微體化石，遂成為當(dāng)年我國基礎(chǔ)科學(xué)研究的十大新聞之一。

當(dāng)然，在逐夢生涯中，肯定是有波瀾起伏和些許失望的時候。在70 年代初，為了履行國家和科學(xué)院下達在東北鞍山等地探尋"風(fēng)化淋濾型" 富鐵礦的課題，同時為證實" 生物成礦"的觀點，隨綜合學(xué)科的科研人員在鞍山、本溪等地，多日在零下數(shù)十度的寒冬天氣下開展野外工作。但是，讓人有些失望，從野外帶回的距今約25-30 億年前的條帶狀石英-磁鐵礦巖石，沒有獲取想象里的"鐵細(xì)菌"化石。更讓人揪心和難忘的是90 年代初，我有幸進駐新疆庫魯克塔格無人區(qū)，在臨時搭建的帳篷里露宿了一個月，結(jié)果除了從寒武系底部發(fā)現(xiàn)原位保存的微體化石外，從另外70 多件采自不同剖面中-上寒武世和奧陶紀(jì)的樣品，幾乎沒有獲取一粒保存完好的有機壁微體化石標(biāo)本。這可能就是逐夢的必經(jīng)之路吧！

在宜昌曉峰河剖面發(fā)現(xiàn)的滯育卵囊中的動物胚胎化石，此研究獲2007 年中國十大科技進展

地史早期地層蘊藏太多的奧秘

我國幅員遼闊，廣泛出露和分布寒武系及其下伏的前寒武紀(jì)地層。就目前從古老地層發(fā)現(xiàn)的微體化石來看，我國幾乎都有不同地質(zhì)時期代表性的化石標(biāo)本或化石組合。如6 億年前古老的陡山沱組"大型具刺疑源類"，約10 億年古老的" 劉老碑組- 土門群疑源類化石組合"，近17 億年古老的山西、河南等地汝陽群的有機壁微體化石，乃至山西五臺山地區(qū)更古老巖層中保存的微體化石遺跡等等。近些年來，隨著年青人的陸續(xù)加入、新技術(shù)方法的應(yīng)用和多學(xué)科綜合研究的開始，" 生命起源和早期生物演化"的研究變得更加深入和全面，日漸為清晰認(rèn)識前寒武紀(jì)的生命世界開創(chuàng)一個個鮮明和有意義的窗口。

為促進和維系自己追尋的夢，同時為摸清不同地質(zhì)時期海洋微體浮游生物的埋葬和保存狀況，及其與沉積環(huán)境的密切關(guān)系，我曾一度把眼光和興趣投向了上覆顯生宙早古生代的微體浮游生物化石。它們形態(tài)多樣，保存甚好的標(biāo)本增強了我逐夢的好奇心。原來在久遠(yuǎn)的地質(zhì)時期的海洋竟孕育和保存了如此絢麗多彩的微體浮游生物！它們就像沙漠里突現(xiàn)的涓涓清泉，沁入心扉，讓人不由自主的想象它們的祖先會是什么模樣??？

從上世紀(jì)80 年代初，我相繼對前寒武紀(jì)-寒武紀(jì)，寒武紀(jì)-奧陶紀(jì)界線，乃至早-中寒武系世等地層中保存的海洋有機壁微體化石開展了調(diào)查研究。從中獲得的成果證實"疑源類化石"作為研究不同地質(zhì)時期海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)食物鏈的新學(xué)科，不僅為同時期生態(tài)系統(tǒng)的其他生物群提供古生態(tài)、古環(huán)境和古地理分布等重要信息，同時為了解不同地質(zhì)時期發(fā)生的生物-地質(zhì)事件提供不可忽視的化石證據(jù)。這里不妨略舉幾例，在我國南方前寒武紀(jì)晚期（即新元古代的"埃迪卡拉紀(jì)"）陡山沱組普遍出現(xiàn)"大型具刺疑源類"，但是，往上至燈影組白云巖中夾含的同樣燧石結(jié)核或條帶，卻幾乎不再發(fā)現(xiàn)該類化石的蹤影。在臨近寒武系底部的硅、磷質(zhì)巖層，卻突現(xiàn)大量小膜殼的具刺疑源類化石，它們無疑是"寒武紀(jì)生物大爆發(fā)"海洋早期生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)食物鏈的遺存代表。又如在調(diào)查研究出露在貴州劍河地區(qū)早-中寒武世界線地層、吉林渾江地區(qū)寒武紀(jì)-奧陶紀(jì)界線地層、乃至湖北宜昌地區(qū)早-中奧陶世地層等的疑源類化石組合過程中，都顯現(xiàn)疑源類化石組合面貌的明顯變化是與伴存的其他無脊椎動物化石所標(biāo)識的"界線"大體一致。其中最耐人尋味的是從貴州劍河地區(qū)寒武系曾家崖剖面獲得第五階（現(xiàn)作為國際地科聯(lián)批核、命名的'苗嶺統(tǒng)'，'烏溜階'）底部的疑源類組合，其間類型分異度較高的具刺疑源類僅在厚度小于50 公分的地層突發(fā)性的出現(xiàn)，與常見三葉蟲化石帶所標(biāo)識的界線僅低約幾十公分；而關(guān)于同一剖面碳、氧同位素，及有機地球化學(xué)測試的結(jié)果皆與疑源類組合明顯變化的層位幾近一致，同樣顯示相應(yīng)顯著變化。這不應(yīng)該是巧合，應(yīng)是地質(zhì)-生物事件的有力證據(jù)。它表明海洋微體浮游生物作為基礎(chǔ)食物鏈對海洋物理-化學(xué)環(huán)境變化的敏感，其變化通常早于處于生態(tài)系統(tǒng)上端的食草動物。

在探尋地史早期生物演化行程中，真核生物的起源無疑是關(guān)鍵"里程碑"。目前依據(jù)分子鐘分析，并結(jié)合現(xiàn)有化石記錄，大體勾畫獲得直至古元古代晚期方出現(xiàn)真核生物，并且歸結(jié)認(rèn)為古元古代早期發(fā)生的，改變地球大氣和海洋化學(xué)作用的重大"氧化事件"仍是行光合作用的藍菌所為。顯然，該"氧化事件"驅(qū)使了真核生物的進化。因此，從古老地層尋找和認(rèn)定真核生物化石證據(jù)遂成為當(dāng)今前寒武紀(jì)古生物學(xué)的廹切課題。除后生動物和多細(xì)胞真核藻類外，通常單細(xì)胞的有機壁微體化石是古老地層最有可能保存和有望揭示地史早期生物演化" 脈絡(luò)"的重要化石記錄。至今，從老于25 億年的太古代地層獲取的微體化石，多限于小球形及絲狀的藍菌原核生物遺跡。在為數(shù)不多有機壁微體化石報道中，2010 年比利時列日大學(xué)的兆瓦柯西（Javaux）等從非洲南部約32 億年古老沉積地層發(fā)現(xiàn)膜殼直徑達300 微米的球形有機壁微體化石引人注目。但是，這些化石標(biāo)本缺少認(rèn)定"真核生物"的其他復(fù)雜形態(tài)結(jié)構(gòu)。劍橋大學(xué)的古生物學(xué)家巴特菲爾德（Butterfield）在2015 年提出只要具有復(fù)雜形態(tài)結(jié)構(gòu)，是凡膜殼大于5-10 微米直徑的，皆可視為冠群真核生物。我國北方廣泛分布輕微變質(zhì)或含磷、硅的古老沉積地層，多年來從中已獲得一些令人矚目的微體化石，古人云：" 只要功夫深，鐵柱磨成針"，相信從我國古老地層探尋真核有機壁微體化石是大有作為的。

再如近年來，我還相繼從我國南、北方的早-中寒武世地層發(fā)現(xiàn)"陸生隱孢子"。有趣的是，與先前報道自北美寒武紀(jì)的相同化石材料不同，它們與海洋微體浮游的具刺疑源類一起保存，此表明并非"陸生隱孢子"僅出自"非海相地層"。此不論是由"海泛"、"風(fēng)暴"或其它原因造就；顯然，從寒武紀(jì)地層探尋和研究有胚植物的起源及相關(guān)生態(tài)環(huán)境是不可忽視的課題。這意味著探尋和研究地球歷史早期的生物群演變及相關(guān)地質(zhì)環(huán)境變化還有許多未解之謎……，此是持之以恒追尋的夢。