科技日報記者 張曄
5.5億年前，如今的中國宜昌三峽大壩地區，還是汪洋大海。一片柔軟的海底，有隻手指般粗細的“爬蟲”，正在悠哉悠哉、漫不經心地閒逛著。時而在鋪滿藻類的沉積物表面散步，時而快速爬行，時而又鑽入藻類下覓食或者獲取氧氣。
這個調皮的小傢伙當然無法預見數億年後，當一位人類科學家發現它留下的足跡時，內心按捺不住的狂喜。
近日，美國《科學》雜誌子刊《科學進展》在線報道了中國科學院南京地質古生物研究所與美國弗吉尼亞理工大學共同組成的早期生命科學研究團隊，在我國湖北宜昌發現的、保存於5.41億—5.51億年前的埃迪卡拉紀燈影組地層中的足跡化石，這也是迄今為止，地球上最古老的足跡化石。然而，關於這隻小“爬蟲”的身份，還有重重謎底待解。
最早腳印到底長啥樣
石頭上的幾串斷斷續續的小凹坑
在南京古生物所研究員陳哲的辦公室裡，記者看到幾片灰色的、不規則的“瓦片”。這幾塊不起眼的“瓦片”，其實是灰巖，來自5.4億—5.5億年前。
其中有一塊陳哲最愛不釋手。2013年初，當他帶領科研團隊在宜昌市三鬥坪霧河村一個廢棄的採石坑裡，小心翼翼地從亂石堆裡清理出一塊石頭時，發現表面有幾串斷斷續續的小凹坑，與其他天然裂隙似乎有所不同。
“這裡的地層是埃迪卡拉紀燈影組，是國內埃迪卡拉紀標準剖面，以前從沒有發現過雙側對稱且有附肢的生物化石。”陳哲告訴科技日報記者。
數十年研究經歷培養出的高度職業敏感告訴陳哲，眼前這塊石頭表面的小凹坑，絕不是那麼普通。隨後，他們又在這裡發現多塊相似的石頭。
回到南京，通過仔細地清理和觀察，陳哲發現這塊石頭上的小凹坑，呈雙側對稱，有著相近組成及結構，按一定的規律排列成線形，且和潛穴有兩次交叉。
“每一個小凹坑就是一隻腳踩下時留下的痕跡。”陳哲說，這些印痕應該是一隻雙側長腳的生物在行走過程中留下的，在一個運動過程中，所有參與的附肢運動一次，形成了一個系列，因此可以判斷這是一組腳印。
從化石上還可以看出，兩組足跡和三條潛穴相連，有過渡有穿插。這說明，該生物在爬行時軌跡較為複雜，一會兒在水底沉積物表面爬行，一會兒鑽入沉積物裡打洞。
“這組腳印與寒武紀大爆發後大量出現的節肢動物和環節動物典型足跡相比，稍顯不規律，但是仍然具有極高的相似度，說明它們之間存在著演化關係的可能性非常高。”陳哲告訴記者。
神秘足跡的主人是誰
可能是類似蝦或者沙蠶一樣的生物
那麼，留下這串神秘足跡的主人又是誰呢？
“腳印的主人，應該是身長約2釐米、寬1釐米，兩側對稱的且有附肢的節肢動物、環節動物，或者是它們的祖先。”陳哲說，單憑這些足跡化石，很難去判斷具體是哪一種動物留下來的。不過，他們推測，留下這些足跡化石的，很有可能是類似蝦或者沙蠶一樣的生物。而且這個小動物，身體已經比較大了，達到了釐米級。它具有附肢，附肢成對出現，大概4對或者6對以上，並且腳的末端是尖的。
為什麼僅憑一串小坑，就能勾勒出腳印主人的雛形？科研人員當然不是瞎蒙的。
“同一種生物由於不同的行為方式，可以形成不同的遺蹟，同一種生物相同的行為方式，沉積物底質不同也可以形成不同的遺蹟。”陳哲將此次足跡化石與幾乎所有已知動物門類的足跡進行了比較，並層層篩選。“從這些足跡可以看出，留下遺蹟的生物可以通過附肢支撐身體，脫離沉積物表面。也就是說，這個生物爬行時肚子是離地的。所以，遺蹟明顯是由兩側對稱的後生動物（除單細胞原生動物之外所有其它動物的總稱）形成，而且它們具有成對的附肢。”陳哲說。
此次發現有啥價值
打破埃迪卡拉紀“怪物”一統天下的觀點
過去，每當地質古生物學家發現一塊號稱“最早”的化石，其意義大多是把相關物種的年代向前推進了若干年。那麼，這次發現的地球最早腳印又意味著什麼呢？
“地史時期曾經被劃分為兩個階段：寒武紀以前稱為隱生宙，寒武紀迄今稱為顯生宙。因為隱生宙生命跡象如同隱藏了一般，鮮有留下來可見的化石，而顯生宙生物豐富，有較多化石保存，其劃時代的標誌就是寒武紀生命大爆發。達爾文撰寫《進化論》的時候，對寒武紀之前的地層中為什麼沒有找到化石深感困惑。”陳哲解釋說。
後來，隨著埃迪卡拉紀生物群化石在全球各處的發現，科學界逐漸承認，在寒武紀生命大爆發前夕，距今5.8億年前至5.4億年前，地球上曾經生活著埃迪卡拉紀生物群，並且一度統治地球。
但是，埃迪卡拉紀生物群化石卻有著一個讓人匪夷所思的現象：這群生物長相怪異，大多呈扁平狀，有的像個管子，有的像個肉餅，總之不像是現今生物的祖先。因此，許多科學家認為，埃迪卡拉紀生物群是地球生命演化史上一些走進死衚衕的“實驗品”。
埃迪卡拉紀（6.3億—5.4億年前）真的是被“怪物”一統天下嗎？這成為古生物學界的一個謎。
而陳哲團隊在宜昌市三鬥坪霧河村的一系列發現，似乎讓這個謎團撥雲見日了。
2011年，陳哲團隊在三鬥坪霧河村發現了第一塊典型的埃迪卡拉紀生物化石，並陸續發掘出400多塊典型的埃迪卡拉紀生物群化石，10多個類別，填補了埃迪卡拉紀化石拼圖的中國空白。
此次發現，又讓我們知道：在埃迪卡拉紀晚期，地球上有一種動物長出了附肢，這意味著它們可以四處活動，建造家園，爭鬥捕食，繁殖交配，並可以推斷出，它們與現生和地質歷史時期最為豐富多樣的動物門類——具有附肢（疣足）的兩側對稱動物高度相似，如節肢動物和環節動物。
更重要的是，陳哲團隊的成果將寒武紀生命大爆發的序幕再次向前推進。雖然還無法確認，這串腳印是哪一種動物留下的，但是對地球來說，動物附肢的出現是一個非常重要的事件，因為它們可以用來攪動沉積，改造地貌，對當時的地球化學循環和海洋環境產生重大影響。
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