生命演化的真谛在于化石

沈树忠

重建地球历史，探索生命演化之谜，是人类永恒的主题。生命什么时候开始出现？恐龙为什么会灭绝？人类从什么动物演化而来？这些都属于《科学》杂志遴选的当今125个重大科学问题。如果我们把地球表面层层叠叠的岩石比喻成一本书，那么保存在这些岩石中的化石就像是书中的文字。由于后期地质作用的改造，这本书变得残缺不全。地球表面曾经生活过的生物，只有不到1%能够保存为化石。而古生物学家们就是通过这些保存在岩层中的稀有化石来恢复地球生命演化史、重建生命演化树的，他们的工作就像福尔摩斯探案一样神奇。

通过对化石的研究，我们知道地球上最早的生命出现于大约37.7亿年前，是一种微生物。它的出现与地球海底热泉有关，需要通过一系列化学分析手段才能识别。此后，地球生命经历了30多亿年的漫长历程才出现真正的动物，现今生活在地球上的生物都是由此演化而来的。

通过对化石的研究，我们知道地球上生物的演化是不均衡的，其中在6亿年前至5亿年前期间，各种不同类型的生物才爆发式出现。现代地球生物中几乎所有的门类，都是在5.3亿年前的寒武纪生命大爆发期间突然出现的。而这一重大生命演化事件的证据，得益于中国云南省澄江县的化石宝库—澄江化石群的发现。在云南省澄江县的帽天山，保存了各种稀奇古怪的精美化石，绝大部分我们从来都没有见过。澄江动物群化石宝库的发现，被誉为“20世纪最惊人的科学发现”。

通过对化石的研究，我们也知道地球在大约2.52亿年前的二叠纪末，曾遭受了一次灭顶之灾。那时，地球上到处都是火山喷发，大量甲烷、二氧化碳、硫化氢等温室气体释放到大气中，造成地表温度快速升高、海水缺氧等现象，环境快速恶化。这一事件造成当时生活在地球上约95%的海洋生物和约75%的陆地生物瞬间灭绝，地球生物界一度回到与6亿年前相似的萧条景象。

通过对化石的研究，我们还认识到地球在2亿年前到6500万年前是恐龙的时代。当时，地球的海、陸、空都被各种恐龙占领，就像电影《侏罗纪公园》一样。地上跑的既有凶猛的霸王龙，也有食草的马门溪龙，它们都是陆地上的巨无霸，重达几十吨。还有水里游的鱼龙，天上飞的翼龙等。然而，不可一世的恐龙世界在6500万年前，随着一颗小行星撞击地球和大规模火山喷发造成的环境恶化而迅速崩溃，只有一小部分恐龙演化成现代的鸟类。中国地大物博，在辽宁、新疆、内蒙古、四川、浙江等地，均保存了大量精美的恐龙化石以及与恐龙一起生活的各类生物化石，包括成千上万的昆虫、植物、鱼类和鸟类化石等。其中，辽宁的热河生物群被誉为朝圣中生代生命演化的圣地。

通过化石，我们不但能够了解当时地球上生活着什么样的生物、它们的生活习性以及地球生命演化的过程，而且还能知道当时地球上的生活环境以及环境变化对生命演变的影响。化石是唯一开启地球生命历史进程的窗口！保护生命环境，保护我们的家园—地球，这是人类得以生存的根本。endprint