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追寻人类的远祖

来源:作者:陈金凤时间:2012-11-01热度:0

                                      

    人类对于自身起源穷根究底的追寻与生俱来。现在,进化生命科学已经基本搞清,人类的远祖是数百万年前的非洲古猿系列。那么,这些智能脊椎动物最古老远祖的故乡在那里?这些始祖脊椎动物又何时何地源出于哪些无脊椎动物?近年来,53亿年前澄江化石宝宝库中的系列性重大发现向世人显示,我国南方不仅是包括人类在内的整个脊椎动物祖先的发祥地, 而且很可能是那些导引出早期脊椎动物的无脊椎动物始祖演化链条的起源中心。
    做出上述科学论断的是中国古生物学界的一位杰出科学家舒德干。

         “我现在所做的工作不过是在为达尔文进化论的进-步修正和发展提供一些重要实证。”

    舒德干教授现任西北大学早期生命科学研究所所长。在接受我来访的前几天,他刚从汕头大学参加首届长江学者论坛回到西安,还没等我提问,他便微笑着向我声明:“尽管现在不少人从不同方面向达尔文挑战,但我乃是个坚定的达尔文进化论者。我现在所做的工作不过是在为达尔文进化论的一步修正和发展提供一些重要实证。”
   谈起达尔文,舒德干眼神里流露出由衷的敬意。上高中时由于生物老师的引导,他开始对达尔文产生了浓厚的兴趣。在北京大学求学时,有一门叫“达尔文主义”的哲学性很强的课程深深地震撼着这位年轻学生的心。达尔文以近30年的心血完成的《物种起源》改变了人类的世界观,首次将自然科学从神学桎梏中解放出来,成为19世纪伟大的三大科学发现一。但由于历史的局限,他将重建地球生命演化真实历程这一更为艰巨的仼务留给了后人。一个半世纪以来,正是生命演化史上一些重大迷团,成了神创论者抵毁进化论者的主要口实。于是,揭开这些迷团,科学地解释其中的奥秘,从而不断地发展科学进化论便成为古生物学工作者的天职。在这种强烈的使命感驱使下,1978年,舒德干教授在以优异成绩完成了西北大学硕士学位、中国地质大学傅士学位、德国洪堡大学博士后学位后,义无反顾地投入古生物研究的行列。
在漫长的地球生命演化历史中,充滿了形形式式的生物变革亊件。其中,除生命起源之外,最神奇最令人难以理解的莫过于寒武纪生命大爆发了。显然,要揭示这一超级生命创新亊件,第一步就是尽可能全面地揭示出它的生物群貌,也就是说,首先要搞清这次大爆发到底产生了哪些基本生物类型,它们为探寻人类的远祖提供最有说服力的实证。
    探寻能反映早期生命本质特征的软体构造,这是一个半世纪以前达尔文创立以渐变论为基调的“物竞天择”进化论的笫一难题。我国极其丰富的早寒武世化石的大量发现,为这一难题的破解提供了诱人前景。尤其是分布面积达两万平方公里的云南澄江化石宝庫,是人们洞悉这次生命超级幅射事件奥秘的“笫-科学窗口”,更为中国学提供了有望在这一重大论题上作出较大贡献的绝好机遇。
   舒德干教授抓住了这一机遇。他带领一班人,野外工作艰苦奋斗,室内工作夜以继日,没有节假日,一干就是12年。艰辛的付出,终于迎来了收获。他在早期生命研究中取得的一系列成果,引起国际学术界的关注,世界著名科学<自然>连续发表了6篇以他为笫一作者的重要研究论文。其中两项重要成果被我国500名两院院士评为“1999年中国十大科技进展”和“2001年中国十大科技进展”,他本人也因此荣获笫三届“长江学者成就奖”唯一的一等奖,並被评选为“全国杰出专业技术人员”。

    舒德干等人的系列发现,填补了后口动物谱系中半索动物、头索动物、尾索动物以及高等脊索动物等几个最为重要的分支类别,首次全面勾勒出寒武生命爆发之初完整的动物演化“大树”的基本轮廓
   云南虫是一类十分奇特的疑难化石,起初报道时被置于生物学地位明的动物,后来—个中、瑞、澳四国联合的研究小组对其进行了再研究,认为它可能属于脊索动物。此时,舒德干等人提出,这类动物的基本特征恰好介于脊索动物、无脊索动物之间,应该相当于半脊索动物。<自然>杂志的编辑和评审员们经过几轮严格评审,终于接受了这一学术观点。不久,美国《古生物学百科全书》和英国-所大学的古生物学教科书正式将云南虫归列入半脊索动物门。这是舒德干教授笫一次在《自然》杂志撰文成功。不久,他与剑桥大学的康威莫里斯教授等人合作,在《自然》杂志上报道了真正的古老低等的脊索动物,並将它命名为华夏鳗。此后一发不可收拾,他先是报道了—种称做西大动物的奇特类型,接着发现並论证了世界上最古老的脊椎动物昆明魚和海口鱼。《自然》杂志特地为这篇文章以其最高规格“Amircle”形式发表的论文撰写了一篇评述文章,题目是《逮住天下第一鱼》。美国的《科学》、法国的《研究》很许多严肃科学杂志也都对此进行了肯定性评价。美国皇家学会的《科学年评》发表文章《世界上己知最古老的脊椎动物其科学意义最为重大》,对该发现进行了中肯的评价,指出:“跟兔子、老鹰、青蛙—样,我们人类也属于脊椎动物,所以我们都是从这两种鱼化而来的。”
    在整个动物界30多个门类中,包括我们人类在内的脊索动物门,是其中最进步的一个门类。过去—直认为它不大可能与其它较低等门类同时出现于早寒武世生命大爆发。有趣的是,2001年5月,舒德干等人笫五次叩开《自然》的大门,报道了他们发现脊索动物门中尾索动物亚门的最古老代表长江海鞘。这样连同他们于1996年和1999年发现的头索动物亚门代表华厦鳗和海口魚, 使人们对脊索动物门中三大基干分支的始祖类型的探寻, 画上了一个圆滿的句号。进化生物学的传统学派一直认为, 脊椎动物很可能是源出于早期尾索动物的。因此,《自然》杂志在互联网上对自己的“亮点论文” 作了专题评价:具有镶嵌构造特征的“始祖长江海鞘” 的发现, 将为长期困惑学术界的脊椎动物起源研究难题的破解带来希望。
    2001年11月22日,《自然》杂志再次以其最高研究论文规格“Amicle”形式发表了舒德干等人完成的早期动物演化研究领域又—突破性成果--《中国澄江化石庫中发现新的后口动物门》,他们把这一奇特频临灭绝类群命名为《古虫动物门》。在1995年以前的近一个半世纪,虽经数代古生物学家的不懈努力,在早寒武世动物爆发主幕中发现了形形式式的动物类别,然而他们几乎全部局限于原口动物。舒德干等人近年来的系列性发现,填补了后口动物谱系中半索动物、头索动物、尾索动物以及高等脊索动物(即脊椎动物)等几个最为重要的分支类别,从而突破了对早寒武世动物的认识长期囿于原口动物“半棵树”的局限,首次全面构勒出这次生命大爆发同时创生出了原口动物和后口动物两大支系的完整动物演化“大树”的基本轮廓。
    人们普遍认为,5.3亿年前生命爆发之初的动物“大树”在原种多样性上远不及现存的动物“大树”。然而,两者在门类多性上孰高孰低,却一直是学术界长期争论的—个悬案。现代生物学和分子生物学最新研究表明,现存的后口动物中只有半索动物门、辣皮动物门和脊索动物门三个门类。古虫动物门的发现,确证了寒武大爆发时至少还产生了现今已不复存在的第四个门,从而动摇了人们长期以来形成的“动物界在进化过程中其门类数不断增加”的传统进化理念,並为全面准确揭示寒武大爆发的属性和力度捉供了决定性的证据。因而被认为是自20世纪以来关于寒武大爆发全貌认识上的又一次重要突破。

    舒德干等人的系列成果,不仅明确地回答了地球上最古老的脊椎动物是昆明魚、海口鱼,而且还首次沟勒出脊椎动物起源演化的基本轮廓

   自然科学各主要分支学科的核心命题都是相关的起源研究。地球上最古老的脊椎动物是什么样子,它们到底起自何时何地?而这种未知的最古老最原始的脊椎动物又是何时何地源自何种无脊椎动物? 对于跨联脊椎动物学和无脊椎动物学两大基本分支学科的这两个起源命题,一直是困惑动物学家的重大难题。舒德干等人发表在《自然》杂志上的系列性成果,不仅相当明确地回答了前一个难题,即昆明鱼、海口鱼应该就是迄今已知最古老最原始的脊椎动物;而且还为后一更大难题的解决首次提出了一个五步走的演化系列,使我们能从“源头”的化石史料中初步沟勒出与现代谱系学、发育学和分子生物学的新资料相―致的脊椎动物起源演化的基本轮廓。即:形体简单的古虫动物门首先创生出鳃裂构造而脱胎于原口动物,向后口动物演化迈出了关键性的第一歩;接下来可能是云南虫类(含海口虫)、半索动物,它们兼有非脊索动物的腹神经索和脊索动物的背神经索这一独特鑲嵌构造特征。由非脊索动物迈向脊索动物的始点是尾索动物的出现,长江海鞘是其早期代表;再往前走,最接近脊椎动物的应该是似头动物华厦鳗了;头化作用的实现及脊椎组分的出现,使低等脊索类完成了向高等脊索类的跨越,从而产生了脊椎动物昆明鱼和海口鱼。
    于是,在脊椎动物与无脊椎动物间长期存在的巨大鸿沟上,人们依希看到由中国学者成功地架起的一座较完整的实证“大树”。也许在细节上还有待完善和发展,但它的五个“桥墩”基础扎实牢靠,因为它们都得到《自然》众多权威评变的认同,並被国际学术界广泛接受。

    舒德干教授说,科学研究的基本属性是它的先进牲和世界性。基础研究只有国际金牌,没有银牌和铜牌,当然也不存在孤立的国内金牌

    临近采访的尾声,我提出了一个可能使舒德干教授感到尴尬的问题:我国有那么多科学期刊,而您为什么偏偏让自己的科学发现在国外杂志上研究的基本属性是它的先进牲和世界性。基础研究只有国际金牌,没有银牌和铜牌,当然也不存在孤立的国内金牌。国际学术界己形一种风尚,学者们都希望自己最好的成果能在影响力最大的《自然》、《科学》等杂志上发表。实际上这些被西方学者称为大“大龙(Great Dragon)的杂志所以门槛高,就在于他们评审稿件十分严格,其稿件的平均录用率只有1/10。它们公开宣称他们发表的研究论文应该是具有科学研究中的重要或重大发现,或者取得重大或特别重大研究进展。我们大家都希望更多的中国学者在进化生命科学领域和其它科学领域能多留下一些不易被抺触的印记,甚至在科学史上树起一座又一座不倒的丰碑,为人类文明作出应有的贡献。若干年后,树碑的人可能被人们淡忘,但人们至少还能记得,那是中国人做得亊。我们积极参与国际学术舞台上的亮相和竞争,应该是爱国情怀的体现。”
    采访结朿前,我们很想知道舒德干教授现在和将来的工作进展和打算。他说,科学界有一个永恒的真理,就是认识无穷尽一个难题解决了,更多的难题在等着你。我们今后的工作将继续围绕寒武大爆发和脊椎动物起源两个相关论题进行。
   从眼神中我们看出舒德干教授的自信,我们衷心祝愿他再一次取得成功。

(编辑:作家网)