远古动物化石记录（神奇动物大爆发）

现代快报讯（记者 阿里亚 储希豪）5亿多年前，地球上突然出现了大量新奇的物种，这一现象被人们称为“寒武纪大爆发”。在我国，大多数著名的寒武纪时期化石都分布在华南板块。近年来，中科院南京地质古生物研究所寒武纪大爆发研究团队，在华北板块收集了数千枚精美的寒武纪化石标本。这项研究填补了关键的空白，相关成果近日发表于综述性期刊《国家科学评论》上。

△临沂动物群化石

另辟蹊径，破译5亿年前“无字天书”

46亿岁的地球养育万物，自然成为了我们最好奇的星球之一。

“追溯地球46亿年的起源与演化史，距今约5亿年前的寒武纪大爆发是一个重要时间点。”中科院南京地质古生物研究所研究员赵方臣说，当时在短短几百万年时间内，地球上就诞生了绝大多数动物门类。这些新物种仿佛从天而降，如同“从石头里蹦出来的孙悟空”，让地球变得生机勃勃。

现在的我们无法穿越时空，亲眼看见这些神奇的史前生命和当时如此惊艳的世界。幸运的是，地球给我们留下了宝贵的自然遗产——化石。

△寒武纪大爆发：澄江生物群，距今5.18亿年的海洋生态景观复原

长着“兔耳朵”的三叶虫、身长2米的“巨无霸”奇虾、保龄球瓶状的蠕虫……上世纪80年代，中科院南京地质古生物研究所的科学家们在云南发现了澄江动物群。30余年来，他们对澄江动物群开展了持续的化石挖掘工作，发现了寒武纪早期动物300多个物种，归属20多个门类。

△5.18亿年前澄江生物群

“澄江动物群的发现开启了华南板块作为相关研究热点地区的历史，相比之下，华北板块一直不太受关注。”为了继续求解这部5亿年前的“无字天书”，研究团队将目光投向华北板块。

珍贵的软体动物化石，藏在泥岩里

“具体地点是山东。”赵方臣告诉了现代快报记者选择这里的理由。原来，研究团队中的博士研究生孙智新是山东人，大学本科时，他恰好就读于地质相关专业。在系统学习地质学理论知识后，寻找化石也不再是碰运气。每到假期，他就到处寻找合适的地质剖面。

△科考人员在临沂地区野外工作照片，从左到右曾晗、唐永刚、孙智新、赵方臣

“我一直对寒武纪兴趣浓厚，读大学期间利用所学知识，在老家及周边找了几个不错的剖面。”孙智新说，随后他申报大学生创新项目，在现导师赵方臣研究员指导下，开始对山东寒武纪地层的进一步工作。

“2017年起我们每年都去几趟山东，在这一地区展开大量野外工作，并选取代表性层位和剖面进行集中采集。”近五年来，研究团队总共收集到了数千枚精美的化石标本。

△临沂动物群中的代表性类群

这些化石距今有约5.04亿年前的历史，因来自山东省临沂市西郊一处寒武纪特异埋藏化石库，故被研究人员命名为“临沂动物群”。它们藏在泥岩里面，保存着5亿多年前那些动物比较容易腐烂的软组织结构，包括附肢、眼睛、消化系统和刚毛等。

△临沂动物群化石

“这类带软体结构的化石很少见，为进一步了解这些动物的解剖结构提供了新信息。”赵方臣说，已有超过35个化石类群在临沂动物群中被发现。组合中多样性最高的类群是非三叶虫节肢动物，而其中又以奇虾类和莫里森虫类最为引人注目，丰富了这一时期海洋生物与群落的多样性面貌。

5亿年前，华北板块和北美板块可能有联系

“寒武纪时，华南、华北之间还是‘隔海相望’。”赵方臣介绍，华北板块在寒武纪时是一个独立块体，具有独特的构造演化历史。大多数著名的寒武纪特异埋藏化石库都集中分布在华南板块和劳伦大陆，这些客观条件在很大程度上制约了我们对寒武纪演化动物群面貌和格局的全面认识。

△临沂动物群化石

“临沂动物群与同期的北美特异埋藏化石库之间有许多相同的生物类型，其中一些珍稀节肢动物，如迷音虫和莫里森虫，即使在原产地北美也十分少见。”赵方臣告诉现代快报记者，这暗示了华北与北美软躯体动物群在这一时期的密切联系。

通过聚类分析、非度量性多维标度变换和网络分析等定量分析手段进一步支持了华北与北美软躯体动物群之间的联系，这表明华北可能充当着东冈瓦纳与北美之间的生物地理纽带。不过，由于来自不同角度的古地理证据尚存在差异，这种联系的生物地理解释还需要进一步的研究评估。

“澄江动物群的发现揭开了华南板块一系列寒武纪特异埋藏化石库研究的序幕，而临沂动物群作为华北板块第一个被综合研究的寒武纪特异埋藏化石库，也有望为华北寒武纪特异埋藏化石库的研究开启新的篇章。”赵方臣说。