1882年4月,英国伦敦的一个雨夜。一位老人在弥留之际对身边的人说:“我一点也不怕死,我只是难过,我已经没有气力把我的研究进行下去了。”说完这句话不久,这位影响世界的老人——查尔斯·达尔文,在他的著作《物种起源》发表23年后,安详地离开了人世(图1)。
(1)影响世界的老人——查尔斯·达尔文
然而,在他身后有关他的进化学说的争论却一直没有停息过。而这些争论的根源,依然在于达尔文那颗尊重事实的心。他在《物种起源》一书的最后说:“今后如果有人对我的理论进行挑战,这很可能来自对寒武纪动物突然大量出现的理论解释。”即使在他人生的最后一封信中,达尔文还在讨论他心底那个无法消解的困惑——在他看来,像三叶虫这么复杂的动物突然出现在寒武纪地层中,是不可思议的(图2)。
(2)
2008 年10月,春城昆明,一个月朗风清的夜晚,云南大学的侯先光教授,还在实验室整理着一块让全世界古生物学家都着迷的化石。
侯先光(云南大学教授):拍下来也很精彩,这个分节的腹部,嵌在后一个动物的双幔壳前部之内,它和三叶虫是同时期的,属于寒武纪大爆发时期所产生的动物,都属于节肢动物。还有一块标本显示出20个动物个体,一个嵌着一个,形成一个很长的链状结构(图3)。
(3)侯先光教授在整理化石
这些5.3亿年前出现在大海里的动物行为,与今天我们经常看到的一些毛毛虫或鸟的行为大为相似。当侯先光教授从几千块化石中找出20块这样的化石时,他的心情,比第一次发现澄江动物群化石还要激动(图4)。
(4)有20个寒武纪节肢动物个体的化石
距昆明市东南方50多公里的地方有一座小城,境内有著名的抚仙湖,湖水清澈纯净,可直接饮用,小城也由此而得名澄江。在抚仙湖西北3公里有一座小山,当地人叫它帽子峰,地图上称帽天山。谁也料想不到,一部关于地球早期生命的秘密档案,就埋藏在这座不起眼的小山下(图5)……
(5)帽天山
对于侯先光教授而言,1984年在帽天山的那次重大发现,甚至改变了他的生活轨迹。每当说起他的那次发现,他都显得有些激动。
侯先光:软体化石是我们古生物研究者梦寐以求的。但是到哪里去找呢?它存在哪个时代呢?我连做梦都没有想到能轮到我的头上(图6)。
(6)
1984年6月,还是中科院南京地质古生物所研究生的侯先光,为了选择一个可靠的研究方向,第一次来到澄江采集化石。
侯先光:1903年法国人就在这里划分地层,已经确定了下寒武统地层,并且有化石,发现了三叶虫,高肌虫化石……后来许多人在那里做仔细的工作,发现的仍然是这些化石……所以也形成了一个根深蒂固的思想,西南地区就是那些化石了。我1984年来的惟一目的就是找高肌虫。
作为寒武纪在我国的标准比对区,澄江地层更像是一把刻度鲜明的尺子,然而,就是在这个被默认、已经被研究得清清楚楚的区域里,侯先光又是怎样搜寻到隐匿了5亿多年的生命秘密呢?
“寒武纪”是地质史上的一个年代,期间大约是5.4亿年前～5. 1亿年前。它因英国的一座小山而得名,名称并不含有特殊的意义,却是一个特殊的时代。就好像生命史书在此划了一条分界线,之前不过是简单的热身运动,之后,到了寒武纪,一切突然开始,生命的形式不知为什么变得多姿多彩生机盎然了。这一突发性的生命创新事件,通常被称为寒武纪生命大爆发。
侯先光:寒武纪一开始,三叶虫就大量出现了,很快地广泛分布于世界各地,后来整个寒武纪发现最多的绝大部分还是三叶虫,所以寒武纪被称为三叶虫时代。尽管在后来也发现零星的软体类动物化石,但是保存都非常不好,类型也很贫乏,不足以推翻寒武纪是三叶虫时代这个理论。
种种迹象表明,寒武纪时期生命的形式曾经丰富多彩过,但是来自化石的证据却只能证明寒武纪是三叶虫的时代,这样的尴尬持续了几十年,甚至开始有人怀疑寒武纪生命大爆发只是一个假象。然而,所有的猜测和争论,都随着1984年侯先光的澄江之行,而变得微不足道了。
第一次来澄江,侯先光遭遇的是一个很差的开端,他在洪家冲选择了一个地质剖面,整整工作了一个星期,却什么都没得到。
侯老师:从洪家村回来,那一夜几乎没睡着觉,工作的失败,让我心情非常沉重。第二天是星期天,下着毛毛雨,我当机立断,到帽天山去。然后民工披着一块塑料布,我撑一把伞到帽天山去了。从早上8点钟,我们就沿着这个剖面线往上,一层一层地采(图7)。
(7)最早发现软体化石的地方
民工的镐头不停地敲击着岩层,侯先光也毫不松懈地劈开石块寻找着化石的踪迹。此时,34岁的侯先光浑然不知,一个完全超乎他想像的惊人秘密正一步一步向他走来。
侯先光:下午3点多钟,很突然,一榔头砸下来,很简单,半个五分硬币大的一个半圆形的化石出现了,灰白色的。我很清楚这套地层所含有的化石,打了一块标本,它是不是新的动物,非常清楚。所以我当时就想,哎呀,这是一个从来没有发现过的,从来没有报道过的新的物种。
我就告诉民工,我们不再往前推进了,就在这里挖。他挖了一个坑,过了半个小时,突然又发现一个半长椭圆形轮廓的化石。
时间不长,竟然发现了两块代表新的动物的化石!收获的喜悦让侯先光几乎飘了起来,也冲走了他在泥水里工作一天的疲劳。尽管已经发现了两块新化石,但是,当第三块化石出现时,侯先光还是震惊了!
侯先光:一榔头砸下来,一块栩栩如生的化石一下子映入眼帘,一刹那间,好像空气都凝固了,整个世界都静止了,我呆呆地看着这个标本。
整个泥岩湿漉漉的,有些油渍光泽,虫子在水底下。
侯先光:我的手真的是抖,抖动,那个挖石头的民工觉得不正常,他就叫我,他说你怎么了,怎么了?我这才缓过神来,赶快用棉花把化石包起来,非常珍贵地放到包里。
1984年7月的一个夜晚,侯先光在日记中写下了这样的话: 7月1日,星期天,小雨,在帽天山采到叶虾类化石。
简简单单的20个字,帽天山下埋藏了5.3亿年的秘密,从这些文字的缝隙间,像抚仙湖的水一样,清清澈澈地向世人涌来,成为“20世纪最惊人的发现之一”。然而,对于侯先光而言,这20个字的意义早已超出了文字本身,在写下日记的16年后,50岁的侯先光,在知天命之年,又作出了一个出乎所有人意料的决定!
1992年,澄江帽天山北坡修筑公路,推土机推出了一个巨大的断面,最完整的奇虾化石终于显形了。
奇虾的第一块化石最早发现于1892年,其实那只是奇虾的一个前肢,当时被人们错误地认为是某种“虾状动物”的身体。但令人困惑的是,始终找不见虾头。于是,10年后,一位古生物学家又将“虾状动物”的前端接上了一个假想的虾头。1909年在加拿大布尔吉斯又发现了奇虾的带有环状牙齿的口部,但又被错当成水母状生物,而其它部位又错当成了别的生物。
直到候先光在澄江帽天山发掘出3块最完整的奇虾化石,才使古生物学上这个长达一个世纪的误解终于被彻底澄清(图8)。
(8)图组:(8-1)奇虾化石;
(8-2)奇虾复原图
奇虾是巨型肉食动物,头背部有一对茎状眼,口腔前侧有一对强壮的用于捕捉猎物的巨形前肢。根据其化石碎片推测,奇虾体长可达2米以上,而当时动物的平均大小只有几毫米到几厘米而已。
在澄江发现的数万块化石,分属大约150个动物门类,大多数都是以前从没有发现过的。科学家就用采集地、采集人来命名,如云南虫、抚仙湖虫、帽天山虫、灰姑娘虫,先光海葵等。
侯先光:澄江动物群的发现,从本质上改变了我们对寒武纪化石传统的认识。
澄江寒武纪动物群化石是如此的精美,它们深深地吸引着侯先光,以至于在2000年,50岁的他作出了一个惊人的决定,举家迁居昆明。
侯先光:这里一年四季都能进行野外工作,昆明的老百姓很愿意帮助干事,都很淳朴。
刘青(侯先光夫人):在南京的时候路程比较远,一出来就几个月,在山上挺辛苦的,他年纪越来越大了,再这么辛苦人也有点吃不消了,所以他说把家安到昆明吧,这样到野外去工作一段时间,回家休整一下,如果需要的时候再去。
1949年,侯先光出生在江苏省丰城县。在徐州市读完中学后,到江苏生产建设兵团下放劳动; 1973年进入南京大学古生物专业学习;1977年进中科院南京地质古生物所读研究生,期间在澄江发现了寒武纪动物群化石,并最终让他做出迁居的决定。
迁居昆明,对于侯先光来说,还仅仅是一个开始,在近水楼台先得月的便利中,侯先光教授悉心呵护着他的澄江化石。这期间,他又把夫人这位数学老师变成了一个高高兴兴砸石头的人,因为这些石头中留存的化石,是侯先光教授一生中最为精美的收藏品。
侯先光:这个节肢动物分离了,只保存一个节,有些刺的构造,如果它(化石)是一个体节的话,动物应该很大,(比现在那个龙虾要大得多),这需要研究它是什么节肢动物。
刘青:以前我工作的时候,他忙他的,我忙我的,互不相干;现在我退休了,经常跟在他后头,帮帮忙,打打下手,跑跑腿。有的时候跑野外的路上,还能帮他开开车,让他休息一下。到了野外也能帮他敲两片石头,我觉得能帮他做点事挺高兴的。
侯先光教授非常珍惜这样的机会,他要求年轻的同事们工作起来一定要仔细,再仔细!
侯先光:其实我们搞地质工作,比如像这个剖面,大约50到100米,1个小时可以做完,两个小时也可以,一天可以,也可以呆一个星期……我们这个工作必须要非常仔细,一层一层地采,采的时候,敲化石的时候还要注意哪是上哪是下……
冯卓(云南大学博士):侯老师1984年发现这么珍贵的化石,就好像自己养了个孩子,不要让采矿给破坏掉,那种心情,那种急切的心情,我们都能体会到。
2008年10月,在发现澄江化石24年后,侯先光教授对寒武纪动物集体行为化石的研究成果,在美国《科学》杂志上发表了。
……
侯先光:前面就是抚仙湖,这个地区的风景十分秀丽,基本上保持着20年前的样子,我的脚下就是最早发现澄江动物群化石的地方,我也非常高兴,因为我的后半生能够在风景如此秀丽的地方工作……
