【科學史沙龍】再看寒武紀大爆發

■所謂寒武紀大爆發,是指絕大多數的動物「」化石,幾乎都密集出現在大約 5 億 4,200 萬年前的寒武紀時期,短短不到 2,000 萬年期間的現象。對於這個無比熱鬧精彩的年代,深深著迷的李家維教授,為我們帶來他站在田野研究第一線的寶貴見聞。

講者|清華大學生命科學系 李家維教授
撰文|高英哲

寒武紀大爆發是個難倒達爾文的現象。由於從寒武紀再往下挖掘更古老的岩層,幾乎找不到任何動物化石,這樣的化石證據與漸變式的演化論,似乎有些搭不起來。達爾文自己就在《物種源始》中寫道,如果日後有人想要駁斥演化論,他可以就這點來質疑,演化論無法對動物起源提出合理的解釋。

寒武紀大爆發最著名的化石地,是位於加拿大的伯吉斯頁岩。後來在中國雲南澂江帽天山的頁岩中,也發現了大量跟伯吉斯頁岩類似的古生物化石,而且非常難得地保留了軟體動物的印痕化石。第一位研究澂江帽天山化石地的,是台灣的何春蓀教授,他在 1942 年前往當地勘查磷礦時,找到了微型節肢動物的化石。至於真正確立澂江帽天山化石地地位的,則是當時還是研究生的侯先光教授,在 1984 年於當地發現納羅蟲化石。

中國科學院南京地質古生物研究所研究員陳均遠,在 1996 年帶著許多澂江帽天山的化石,在台中科博館舉辦了一場精彩的寒武紀大爆發特展。李教授跟他一拍即合,毅然辭去時任的科博館館長一職,前往雲南,自費僱用當地人,挖掘出豐富的化石樣本,並且以此還原出許多千奇百怪的動物樣貌。

當年在雲南澂江蒐集化石的工作雖然很有意思,但是隨著雲南省政府跟中國科學院對化石歸屬權的爭執,李教授也感覺到另起爐灶的需要。這時正好在貴州瓮安挖到了保存極佳的海藻化石,李教授想在年代為 5 億 8,000 萬年前,比寒武紀更為久遠的貴州岩層中,若能發現到動物的化石,在研究上就能夠有決定性的突破,於是就轉往貴州進行挖掘工作,果然挖掘到動物胚胎的化石。我們也就由此得之,寒武紀大爆發其實並不如表面上看起來如此有戲劇性,在這之前已經有一些具體而微的動物形貌,只是在地層中留存的化石證據很少,先前都沒有發現而已。

5 億 8,000 萬年前的動物都沒有眼, 5 億 3,000 萬年前的動物則是什麼眼都長出來了,在食物資源匱乏的環境中,幫助動物尋找獵物並躲避獵食。那麼動物究竟是在這中間的什麼時候,演化出眼這個構造呢?李教授為此遠赴澳洲跟俄國,在年代介於這兩者之間的岩層中尋尋覓覓,最後總算皇天不負苦心人,在非洲納米比亞沙漠的化石中,找到了可能是地球上的第一隻眼,但那是另外一段留待來日的故事了。

 

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