生物究竟起于何時，人類究竟從何而來，這一問題一直困擾著中外的古生物專家。昨天，在南京召開的“寒武紀大爆發(fā)時期地球環(huán)境和生命過程”國際學術研討會上，中德雙方合作項目的中方**專家、科學院地質(zhì)古生物研究所朱茂炎研究員向記者介紹了雙方合作3年來的驚世發(fā)現(xiàn)：人類的遠祖有可能是在環(huán)境突變后，基因大爆發(fā)而產(chǎn)生的。

　　從冰到火的突變誕生生命

　　“生物在一種極端的環(huán)境變化中，從簡單的微生物變得復雜，變成了目前各種動物的遠祖?！敝烀籽芯繂T表示，中德專家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，依據(jù)微量、稀土和同位素地球化學的研究都表明，在距今大約7.5億至6.5億年左右的晚元古代末期之后至寒武紀早期，地球發(fā)生了3次明顯的地質(zhì)異常事件。它們可能代表了之一時期全球性的古海洋和古氣候曾經(jīng)發(fā)生過異常的突變———從一個極度寒冷的環(huán)境變成了另一種極端炎熱的環(huán)境，

　　研究表明，大約在7.5億至5.8億年前，地球表面曾4次幾乎全部被冰雪覆蓋（該時期被稱為雪球時期），就連集中在赤道附近的陸地，也都變成了冰天雪地。后來，由于大雨停止和火山不斷噴發(fā)，大氣中二氧化碳的濃度變高（比現(xiàn)在高350倍），產(chǎn)生了強烈的溫室效應，使全球的冰雪開始逐漸融化。在極冷的冰期極端環(huán)境中，各種幸存下來的簡單微生物被“封存”在了冰蓋下，生存下來的這些生命力較強的生物雖極少進行基因交換，但是卻都“憋足了一股勁”等待著“解凍”。隨著環(huán)境發(fā)生突變，全球各地氣溫都達到較高的溫度，*終就連地球兩極的冰雪也全部融化。冰雪下的微生物，隨即迅速爆發(fā)，各種基因進行迅速地相互交流、甚至發(fā)生了突變，從而誕生了各種各樣的新生物，包括目前世界上各種植物、動物的遠祖。

　　許多研究學者認為，火山和熱水（熱泉）活動頻繁的地區(qū)*適合這些動物遠祖?zhèn)儽l(fā)。這主要是因為現(xiàn)今所發(fā)現(xiàn)的古**，大多都生活在高溫、缺氧、含硫和偏酸的環(huán)境中，這種環(huán)境與火山和熱泉噴口附近的環(huán)境極其相似；火山和熱泉噴口附近不僅溫度非常高，而且又有大量的硫化物、甲烷、氫氣和二氧化碳等，與地球形成時的早期環(huán)境相似；火山和熱泉噴口附近的環(huán)境不僅可以為生命的出現(xiàn)以及其后的生命延續(xù)提供所需的能量和物質(zhì)，而且還可以避免地外物體撞擊地球時所造成的有害影響，因此火山和熱水活動頻繁地區(qū)是孕育動物遠祖的理想場所。

　　有關研究還表明，甕安生物群之前的超大陸形成和裂解與“雪球事件”、裂谷巖漿活動與水巖反應、發(fā)生于寒武紀生物礦化事件之前的全球海平面下降事件、大氣氧增加和二氧化碳的劇烈變化、以及相應的氣候和海洋條件的改變等等，都有可能加速了微生物進化的進程，或改變了進化的軌跡。

　　地球上曾經(jīng)出現(xiàn)“第三者”

　　簡單微生物進化成目前各種動物的遠祖，也走了不少“彎路”。研究表明，寒武紀大爆發(fā)到“小春蟲”出現(xiàn)之間，地球上還出現(xiàn)了一種奇特的生物群，它們既不像我們今天所認識的動物，也不像我們所認識的植物，科學家根據(jù)發(fā)現(xiàn)地———澳大利亞阿得雷德省的埃迪卡拉，把它們稱為埃迪卡拉生物群。這種奇特的生物群甚至沒有任何的骨骼結(jié)構(gòu)，只有柔軟的肉體，類似于現(xiàn)在的**、蘑菇。朱茂炎表示，這種生物只是動物起源過程中的一個“小插曲”———生物們“自我”感覺認為，發(fā)展成“埃迪卡拉生物群”類的生物沒有什么意義，所以就擯棄了這種不實用的形態(tài)，繼而選擇了其它的生命形式?！鞍５峡ɡ锶骸背蔀榱松莼l(fā)展多條路線中承先啟后的一個“夭折”的種群。

　　微生物進化為動物仍成謎

　　正是這種承先啟后的自然淘汰現(xiàn)象，有時候會使得一些大的生物種群發(fā)生衰竭，這種衰竭在地質(zhì)史和古生物史上有明顯的反映，地質(zhì)史就此作為兩個時代的分界。比如，三葉蟲、四放珊瑚等大的種群滅絕時，人們把它作為古生代結(jié)束的標志。而中生代的結(jié)束就以恐龍、菊石的滅絕為標志。換句話說，以6500萬年前中生代白堊紀地層為界，超過這個期限，恐龍等一大批生物就再也找不到了。而火山和熱水活動頻繁的華南地區(qū)，則出現(xiàn)了衍變后的生物體———澄江動物群、包括“小春蟲”在內(nèi)的甕安動物群等，適者*終生存了下來。

　　專家們表示，未來如果出現(xiàn)新的冰期，發(fā)生與之前類似的環(huán)境突變，可能會產(chǎn)生新的物種。不過根據(jù)研究，這種情況要等到百萬年之后。

　　雖然昨天中德合作組的科學成果為動物的起源提供了一種良好的解釋，但是其真正發(fā)生機制和過程仍有待進一步研究?？茖W院南京地質(zhì)古生物研究所的陳均遠研究員等專家20年磨一劍，通過對“澄江動物群化石”的發(fā)現(xiàn)和研究，在世界上**揭示了“寒武紀大爆發(fā)”的整體輪廓，證實幾乎所有的動物祖先———不管是人類、大象還是老虎……早在距今大約5.3億年的寒武紀，就曾經(jīng)站在同一“起跑線”上。這一可靠的事實也將目前生物多樣性的框架追溯到了寒武紀早期。6月3日，陳均遠又向世人展示了在“甕安動物群”中發(fā)現(xiàn)的全世界*古老的兩側(cè)對稱動物———“小春蟲”的化石，這也將*古老兩側(cè)對稱動物的歷史又向前推進了4000萬年（距今大約5.8億年）。除了“澄江動物群”、“甕安動物群”之外，華南地區(qū)還發(fā)現(xiàn)了“廟河生物群”、“高山生物群”、“高家山生物群”和“小殼動物群”等前寒武紀和寒武紀轉(zhuǎn)換時期的遺跡化石群或?qū)嶓w。

　　不過科學家們用放射性同位素的方法測定，我們居住的行星大約形成于46億年前，在距今大約38億至35億年左右，這顆毫無生氣的天體開始接納與巖石和水迥然不同的某些東西，氮和碳分子進化為DNA。數(shù)百萬年之后，原始的單細胞體誕生了，后來慢慢又出現(xiàn)了越來越復雜的水生生物，它們*終登陸陸地，從此各種生物在地球上大規(guī)模地繁衍并蔓延開來。動物就是在地球上生命經(jīng)過30億年演化之后，才出現(xiàn)的*復雜、**的生命形式。那么，地球上目前大約存在的數(shù)十萬種不同種類的動物，是否都發(fā)端于“小春蟲”呢？“小春蟲”之前有沒有更為簡單的生命形態(tài)呢？*簡單的微生物又是怎么進化成動物的？追根溯源，動物起源的發(fā)生機制和過程仍被列為目前全球自然科學十大謎題之一。

　　動物起源之謎明年望終解

　　為了解開以上的這些科學難題，研究古生物學的陳均遠、朱茂炎等許多中外科學專家們從地球化學、古生物學、生命科學等不同的角度開始了一次又一次的科學研究與探索。然而研究的事實表明，單一的某一學科的研究永遠無法得出一個科學的、合理的結(jié)論，相關的研究一定要通過多學科的交叉合作和國際合作才能完成。

　　鑒于華南地區(qū)古生物遺存保留超出了全球任何其它地區(qū)，由國家自然科學基金會和德國科學研究基金會支持的中德雙方合作項目“華南地區(qū)寒武紀大爆發(fā)時期的環(huán)境和生命過程的綜合研究”自2001年8月起正式實施。據(jù)悉，這也是中德目前開展的*大規(guī)模的生命科學項目。中德雙方地球化學、古生物學、沉積學、古地磁學、構(gòu)造、地理物理、生命科學等多個學科研究組的60余位專家，3年多來10多次在我國華南地區(qū)開展了聯(lián)合野外工作，中方成員也有20多人赴德國開展了實驗和合作研究，雙方還多次就課題召開研討會。不同背景的項目組相互之間，在課題所面臨的科學目標和科學問題方面的共識也越來越多，課題之間交叉和合作也使得項目發(fā)展態(tài)勢喜人，期間產(chǎn)生了一批高水平的研究成果。目前，30多篇相關的國際性論文已經(jīng)完成和發(fā)表，2部論文專輯在國際性學術刊物發(fā)表或即將出版。一些成果已經(jīng)受到了國際科學界的廣泛關注。

　　中科院南京地質(zhì)古生物研究所辦公室主任王海峰昨日還向記者透露，明年年內(nèi)，中德雙方合作項目組有望拿出*終的研究成果。生命的寒武紀大爆發(fā)之謎、甚至是動物的起源之謎屆時都將有可能被*終破解。

　　人類和其他動物到底是從何而來？這是自然科學十大謎題之一。昨天在南京國際會議中心，中德早期生命課題組的專家公布了一項*新重大研究，大約在5-6億年前，地球上發(fā)生了3次史上*大規(guī)模的異常事件。這可能導致了原始低級生命基因的突變、重組，繼而大規(guī)模的動物及人類的“祖先”才迅速繁殖起來。

　　生命大爆發(fā)留下大堆問號

　　科學院南京古生物研究所的朱茂炎研究員是“寒武紀大爆發(fā)時期地區(qū)環(huán)境和生命過程”的**科學家。他為記者描述了一幅多姿多采的圖畫：大約7.5-6.5億年前，地球上白雪皚皚，平均溫度在零下30攝氏度以下。這就是地球史上有名的“大冰期”。大量如微生物之類的原始生命，被冰封在地下，無法實現(xiàn)生命的進一步突破。奇怪的是，到了5.8億年前的“寒武紀”，動物生命毫無征兆的繁榮起來，一派生機勃勃的情景，三葉蟲、小春蟲等等動物都大量出現(xiàn)了。動物品種的豐富讓專家咋舌，于是科學家把這個時代定為“寒武紀大爆發(fā)”。但是，冰川是如何過度到生命突然繁榮的時代呢？歷史留下了一大堆的問號。

　　3次“浩劫”****

　　朱茂炎介紹，經(jīng)過研究確認，在6.3億年前、5.5億年前、5.4億年前地球上肯定發(fā)生了3次明顯的異常事件，其規(guī)模、強度是****的。朱茂炎描述，變化過程極其驚心動魄，南極北極磁極倒轉(zhuǎn)、地球大陸板塊裂解、火山呼嘯噴發(fā)，冰川開始溶解，滾燙的熔漿與冰碰撞后發(fā)生巨大的聲音，地球氣溫開始急速升高，全球海平面下降。類似磁極倒轉(zhuǎn)這樣的事件如果發(fā)生在現(xiàn)在，可以說是人類滅頂之災。但在那時，確使冰封許久的原始生命一下爆發(fā)，冰火的激情碰撞容易激發(fā)新的生命基因。雖然上面的這幅場景還有待進一步研究確認，但是在華南地區(qū)，已經(jīng)有研究表明那個時期火山和熱水活動非常頻繁。動物生命很可能起源于火山和熱水附近。

　　“生命怪胎”記錄進化失敗

　　前不久，中科院古生物所的陳均遠教授發(fā)現(xiàn)了“貴州小春蟲”。小春蟲生活在寒武紀大爆發(fā)時代，是目前發(fā)現(xiàn)的*早的動物。從3次異常事件到小春蟲，生命的進化果真“一帆風順”的嗎？專家說，它們也經(jīng)歷了“失敗”。目前，科學家們在南非和澳大利亞找到了“埃迪卡拉”生物群，有的化石長達幾米。這些生物生活在“小春蟲”之前，但從化石上分析，它們沒有植物的器官，也沒有動物特征，象棵“樹木”一樣挺立，存在生命的跡象。專家推測，這可能異常事件之后，生命進化的一次“失敗嘗試”。

　　人類身世之謎有望解開

　　朱茂炎坦承，現(xiàn)在動物生命起源之謎還只是個初步發(fā)現(xiàn)，除三次異常事件能肯定外，很多事情還有沒有完全研究透徹，比如動物的共同祖先到底是誰？可能是“小家伙”，結(jié)構(gòu)比較簡單，但究竟是個什么東西還得研究。目前，整個課題組已經(jīng)吸納了德國、法國等40多位中外科學家，他們將分別從古生物、地球化學、地球構(gòu)造不同角度入手，相信不久可以逐步解開生命起源之謎。

　　《后天》可能再次降臨

　　地球的年齡已經(jīng)46億年了，在人及動物出現(xiàn)之前，是否還會有高智商的生物出現(xiàn)，繼而又被異常事件毀滅？朱教授稱，**不可能，生命的進化漫漫長路，不可能一蹴而就。有證據(jù)表明，35-38億年地球上還只有一些單細胞生物，并沒有高智商的生物。地球已經(jīng)經(jīng)歷了數(shù)次異常事件，其過程與電影《后天》中的描述有很大的相似之處。那么未來人類會不會遭遇異常事件？專家說，從現(xiàn)在看還是完全有可能的。不過，寒武紀后盡管也發(fā)生了幾次異常事件，但是威力已呈下降趨勢。