中国三峡地区首次发现典型埃迪卡拉化石——狄更逊虫_风闻

1946年，地质学家斯普里格（Sprigg）被派往澳大利亚内陆评估一个荒废已久的矿场。一天，他在山头吃午餐时，不经意间翻动了一块石头，惊讶地发现石头的背面有一个奇特的痕迹，应该是一枚指纹形状的化石。他仔细研究了化石的地层，认为其所在之处应当远在最早的寒武纪化石之下。可按照当时的认知，此处是不可能出现如此复杂的宏体生物化石。最终，斯普里格的发现改变了人们对生命演化历程的认识。也因此将斯普里格吃饭的山头用来命名了一个全新的地质年代单位——埃迪卡拉纪（Ediacaran Period; 距今6.35-5.41亿年前），而那块指纹状的化石就是埃迪卡拉生物群最具代表性的物种之一：狄更逊虫 Dickinsonia。

斯普里格记于1946年的野外笔记，左下角为狄更逊虫的草绘（Gehling and Vickers-Rich, 2007）

埃迪卡拉生物群是什么？

埃迪卡拉生物群的发现很大程度上填补了达尔文进化理论难以解释寒武纪之前没有复杂生物的漏洞，但却带来了更多的谜团。因为按照达尔文的理论，生命演化是个循序渐进的过程，但是埃迪卡拉生物的形态实在太怪异了，以至于完全看不出它们和现生生物门类之间明显的传承关系。

埃迪卡拉生物大多具有光滑而坚韧的表皮，没有矿化的骨骼，表皮又被有规律地分隔成凸出的多边形或具有分形的分支。早年的研究者把这些结构形象地称为“充气床”。不同的研究者曾把它们分别归入植物、地衣、真菌、水母、环节动物、扁盘动物等门类，甚至为之设立了独立于已知分类系统的界或门。现在人们认为其中大多数种类是动物的基干类群（主要动物门类诞生前的原始动物类型），但是始终没有决定性证据支持这些分类。

它们曾经统治着埃迪卡拉纪晚期（距今约5.74–5.41亿年前）的海洋，但是在进入寒武纪之前又突然全部消失，只留下令人费解的化石。

澳大利亚弗林德斯山脉产出的狄更逊虫化石（摄于南澳州立博物馆）

研究最深入的埃迪卡拉生物

在这些难以归类的埃迪卡拉生物中，狄更逊虫当属典型代表。虽然名字里有个“虫”字，但它们并不像如今地球上我们熟悉的各类虫子一样，它们的体型从几毫米到一米长不等，身体像是一片椭圆形的薄膜，被分隔成大量的横向“体节”，“体节”的宽度从一端向另一端变大，形成一个三角形区域，有一根纵向的中脊将它们的身体分为几乎对称的左右两部分。

作为最早被发现、也是数量最多（仅在南澳大利亚博物馆就藏有一万多块标本）的埃迪卡拉化石之一，狄更逊虫的研究程度也是最高的。研究发现，和动物类比，它们的生长模式是在接近身体末端的地方添加新的体节；可能的遗迹化石证明它们也许有运动能力；化石中残存的有机物中提取出只存在于动物中的生物标志化合物。综上，狄更逊虫似乎的确是动物，但该将它放在动物的哪个分支上，一直未有定论。

狄更逊虫与后生动物体节增长方式的对比（Dunn et al., 2016）

狄更逊虫和其可能的遗迹化石

（http://www.ediacaran.org/dickinsonia.html）

保存黑色有机质的狄更逊虫化石（左）和从化石上剥离的有机质碎片（右）（Bobrovskiy et al., 2018）

首次现身中国

虽然狄更逊虫是埃迪卡拉生物群最常见的化石之一，但之前也仅发现于澳大利亚和波罗的板块（俄罗斯白海和东欧一些地区），直到近期中国科学院南京地质古生物研究所的研究人员才在我国三峡地区埃迪卡拉系灯影组的石板滩生物群找到了它的踪迹。

石板滩生物群中的狄更逊虫，（A），（B）为正副模，（C）是（A）中方框的放大（Wang et al., 2021）

狄更逊虫化石在石板滩生物群中非常稀少，经过多年不间断的挖掘，至今也只获得一块不完整的标本。且由于狄更逊虫种一级分类目前较为混乱，曾先后建立了9个种（D. brachina、D. costata、D. elongata、D. lissa、D. menneri、D. minima、D. spriggi、D. tenuis），还包括大部分的同物异名，加之标本的不完整性，暂时只能将其定为狄更逊虫属未命名物种Dickinsonia sp.。

埃迪卡拉生物群根据其生物面貌可分为三个组合：阿瓦隆组合、白海组合和纳玛组合，代表了从老到新的演化顺序。狄更逊虫是白海组合的代表性化石，甚至有成为标准化石（可以被用来推知所处地层的年代的化石）的潜力。之前普遍认为，石板滩生物群是属于纳玛组合，此次狄更逊虫出现在石板滩段的最底部，低于遗迹化石等纳玛组合的典型化石。因此，石板滩生物群从下至上可能反映出从白海组合向纳玛组合的过渡过程，这在全球数十处埃迪卡拉化石产地中是罕见的。

同时，这也是第一次在碳酸盐岩中发现狄更逊虫，这说明它们具有较强的环境耐受力，且可能具有能远洋扩散的幼虫。相关研究成果发表在《远古世界》（Palaeoworld）上。

参考文献：

1. Bobrovskiy, Ilya, Janet M. Hope, Andrey Ivantsov, Benjamin J. Nettersheim, Christian Hallmann, Jochen J. Brocks. 2018. Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals. Science 361: 1246–1249.

2. Dunn, Frances S., Alexander G. Liu, and Philip CJ Donoghue.  2016. Ediacaran developmental biology. Biological Reviews 93: 914–932.

3. Gehling J G and Vickers-Rich P. The Ediacara Hills. In: Fedonkin, M A, Gehling, J G, Grey, K, Narbonne, G M, Vickers-Rich, P (eds.). The Rise of Animals: Evolution and Diversification of the Kingdom Animalia. Baltimore,MD: Johns Hopkins University Press; 2007. 89–114.

4. Wang, Xiaopeng; Chen, Zhe; Pang, Ke; Zhou, Chuanming; Xiao, Shuhai; Wan, Bin; Yuan, Xunlai. 2021. Dickinsonia from the Ediacaran Dengying Formation in the Yangtze Gorges area, South China. Palaeoworld. doi: 10.1016/j.palwor.2021.01.002.

来源：中国科学院南京地质古生物研究所