研究表明，多細胞動物的祖先由更古老的單細胞生物演化而來。但這一關鍵變化是如何發生的，卻一直沒有确鑿答案。中科院南京地質古生物研究所與英國、瑞典、瑞士學者合作，在中國貴州甕安生物群中發現一類6.1億年前的胚胎化石，被科學界普遍認為，或将成為解開這一謎團的鑰匙。

保存了囊包的籠脊球化石

相關科研人員是如何從貴州甕安發現這一胚胎化石，又是如何開展研究，并最終取得如此巨大成果的呢？消息發布當日，都市新聞記者采訪到曾經參與采集甕安古生物群化石的貴州大學古生物研究中心教授趙元龍、以及參與整個采集及研究過程的中科院南京地質古生物研究所副研究員殷宗軍，聽他們揭秘幕後故事及重要意義。

82歲的貴州教授，曾參與化石的采集

11月28日，此項發表在國際知名期刊《當代生物學》上的相關成果，一時引起多方關注。據介紹，此次成果為在貴州甕安生物群中發現的胚胎化石“籠脊球”，是迄今人類發現最古老的與動物相關的胚胎化石，為揭開動物起源之謎提供了重要新線索。

含有化石的岩石

得到消息後，記者通過介紹，系到貴州大學貴州省古生物研究中心教授、82歲的古生物學者趙元龍。沒想到，趙老不僅熟知古生物研究，更與甕安古生物群的此次成果頗頗有淵源。

他對都市新聞記者說，實際上早在1997年，研究澄江古生物化石群的科學家陳均遠，就邀台灣古生物學家李家維一道，到貴州尋找澄江古生物化石群的“老祖宗”。這樣，大家一起從貴陽，前往1993年已被命名、但上不算知名的甕安生物群，并在磷礦中部的磷塊岩中進行測樣。

殷宗軍（右）與英國科學家在甕安古生物群進行科考

“之後，李家維回台灣進行研究，并發現了胚胎化石，最後由他和陳均遠的名義，在《科學》雜志上發表研究成果，說找到了全世界動物的最早化石，從而引起轟動。之後，美國、英國的科學家也合作研究，并取得了很多成果，如殷宗軍發現6億年前的海綿始祖“貴州始杯海綿”等。

有趣的是，不久前的11月10日，趙元龍和李家維、陳均遠三個發現者，借參加在雲南澄江召開的寒武紀大爆發國際研讨會之機，還特意前往當初在發現化石的甕安古生物群，一起高興地回憶當時采集樣品的情形，并合影留念。但那時，他尚未想到，半個多月後，又出了如此巨大的成果。“這個成果很重要，因為牽涉到生命起源，并且走在全世界前列。” 趙元龍說。

籠脊球化石，a和b是裸露的标本，囊包已丢失，c和d是保存了囊包的标本，e和f是a和b的局部放大，顯示細胞結構細節

就像給病人拍CT，所得數據多達2.5T

經趙元龍介紹，記者聯系到參與此項研究的中科院南古所副研究員殷宗軍，并聽他介紹了此次科研成果出爐的前前後後。

他說，1998年，就有科學家在甕安找到了被認為是全世界最早的動物化石，并在國内外引起很大轟動。後來自己考取中科院南京地質古生物研究研究生，研究方向就是動物的起源和早期演化。此時，才知道當時參與的科學家之一陳均遠，是自己導師的導師。

“2006年夏天，我所在的團隊前往甕安磷礦北鬥山一個礦區的露天采坑，采集了很多含有化石的岩石，化石非常小，不到一粒沙子那麼大，用肉眼很難看見，隻能通過放大鏡觀察。我們憑經驗感覺裡面可能有化石的岩石，就大量采集，然後運到南京的研究所進行分類處理，并運用一些高科技手段研究。”殷宗軍說。他還記得，當時的甕安天氣很熱，交通也便，大家都很辛苦。

科研團隊在甕安古生物群合影留念

殷宗軍向都市新聞記者補充，其實早在2000年，就有科學家發現了這種化石的存在，并命名為“籠脊球”。但當時的化石保存不好，看不到太多的生物學結構，以緻長期被忽視。相反，2007年采集到的化石，通過電子掃描顯微鏡觀察後，發現保存得很好，甚至有清晰的細胞結構，以及完整的囊胞等，非常精美。而這，就是12年後引起轟動的化石樣品。

“為什麼2007年發現了化石，而且猜到可能具有很重要的意義，卻久久沒有研究，而且直到今天才出成果呢？其實，主要是技術上沒有得到突破。””殷宗軍解釋，因為直徑僅0.4-0.8毫米，而且由很多很小的細胞構成，這些細胞就更小了，一般的成像技術很難看清楚。之前用電子掃描鏡，但隻能看表面，不能看清内部結構。

籠脊球化石三維重構模型，内部切面顯示多細胞結構

他說，想了解這個化石到底屬于什麼生物，在演化生物學方面有怎樣的意義，這需要在三維的結構上來研究，這種生物是怎麼發育的，早期胚胎是如何一步步生長等。而這，則需要三維成像技術，重構出數百個籠脊球标本的立體結構。但當時盡管也有一些三維成像技術，但分辨率不夠，看不到那麼精細。直到2015年，這一成像技術在分辨率上才有突破，所以這時候才開始大規模地對這些化石進行掃描并進行分析。

殷宗軍介紹，此次研究在瑞士最大的研究單位保羅希爾研究所開展，那裡有一個大型的同步輻射裝置——瑞士光源，研究人員使用這種同步輻射X光，就像醫院裡，醫生給病人拍CT一樣。“我們給233顆化石拍了CT,并獲得了2.5T的數據。之後，團隊花了兩年的時間進行分析和處理，到今年才出成果，也才有發表在國際知名期刊《當代生物學》上的這篇論文。”他說。

籠脊球化石的掃描電鏡圖像

小小樣品，具有刷新曆史的意義

此次研究成果的意義究竟在哪裡呢？殷宗軍表示，已有的研究表明，地球上所有的動物都有一個共同的祖先，這個祖先出現大約在6-7億多年前。但這樣一個共同的祖先，其實是由一個單細胞生命演化出來的。從單細胞的祖先到多細胞的祖先，具有一些過渡階段，而胚胎化石“籠脊球”，就是其中一個過渡階段。

籠脊球的生命周期

他解釋說，此次發現的胚胎化石 “籠脊球”整體呈球形，單個直徑不足1毫米，保存了精美的多細胞結構。結果顯示，這些籠脊球在充滿營養物質的厚壁囊包中發育，發育過程既類似動物的單細胞近親，又更為複雜，顯示出有規律的細胞遷移、重組等動物胚胎特有的發育機制。這就是說，籠脊球化石記錄了動物由單細胞向多細胞演化的關鍵一步。正是這一步，為真正有細胞和組織分化的動物出現奠定了生物學基礎。 “現代多細胞動物包括30多個門類，有研究表明，多細胞動物的祖先由更古老的單細胞生物演化而來。然而這一關鍵變化如何發生，一直沒有确鑿答案。科學界普遍認為，對動物早期胚胎的研究或将成為解開這一謎團的鑰匙。”殷宗軍打比方說，如果把地球上出現的第一個動物比喻為一隻雞，那這隻雞是怎麼出來的呢？可以把“籠脊球”比喻為孵化出這隻雞的蛋。

“當然，想要真正理解這個事情，需要一些演化生物學的背景，一般人還不是很容易理解。”他補充說。

回想起來，這一成果并不容易。殷宗軍介紹，自研究開始，團隊每年都會到甕安一兩次，今年就來了4次，已經不得己一共來過多少次了。從坐40幾個小時火車再轉大巴，到今天便捷的交通，大家深深見證了貴州特别是甕安的巨大變化。20多年來，從甕安運到南京的化石樣品，也差不多有二三十噸。

都市新聞

殷宗軍 記者 趙毫

編輯 高琴

校對 黃盈瑩

編審 廖波 周密

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