5月18日，中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎課題組在《自然·通訊》（Nature Communications）發(fā)表論文，報(bào)道了距今15.6億年前的、個(gè)體長(zhǎng)達(dá)30 厘米以上的大型多細(xì)胞生物化石群。這是關(guān)于地球早期生命演化研究領(lǐng)域中一項(xiàng)新的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，將地球上大型多細(xì)胞生物的出現(xiàn)時(shí)間提前了將近10億年。
此次報(bào)道的大型多細(xì)胞化石群發(fā)現(xiàn)于河北遷西縣和寬城縣境內(nèi)，地處燕山山脈南麓。該地區(qū)大面積出露距今15億年前后的“中元古代”沉積巖石地層，使之成為全球揭示該時(shí)期地球演化奧秘的經(jīng)典研究地區(qū)之一。該化石群最早由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所研究員朱士興及其同事發(fā)現(xiàn)，含化石的地層稱之為“高于莊組”，因而可稱為“高于莊化石群”。化石以灰褐色的有機(jī)碳質(zhì)膜的形式保存在巖石中。發(fā)現(xiàn)的化石包括帶狀、舌狀、楔形和長(zhǎng)卵形等多種形態(tài)類型。其中一種最大的舌形化石長(zhǎng)達(dá)28.6厘米，寬度近8厘米；另一種帶狀化石長(zhǎng)度可達(dá)30 厘米以上，寬度可達(dá)4.5厘米；部分標(biāo)本可見明顯的底部固著器官。同時(shí)，在含大化石群的巖石中，還發(fā)現(xiàn)了保存精美的生物多細(xì)胞組織碎片。綜合分析化石形態(tài)、多細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)等生物學(xué)特征，并與現(xiàn)代海洋帶狀藻類生物進(jìn)行比較，研究者認(rèn)為這些化石是一類具有形態(tài)分異的多細(xì)胞藻類生物，它們可能通過光合作用固著生活在距今15.6億年前的淺海中。
生命大約自40億年前在地球上出現(xiàn)以來，之后差不多30多億年的演化過程被認(rèn)為非常緩慢，直到距今6億年前都一直以肉眼不可見的微型、簡(jiǎn)單的微生物形式存在。迄今為止，已知全球發(fā)現(xiàn)最早的、個(gè)體達(dá)到肉眼可辨的生物化石是一種生活在距今18—14億年前海洋中的絲狀體化石，且生物學(xué)屬性不明，稱之為“卷曲藻”（Grypania），絲狀體的直徑小于2mm。而目前全球發(fā)現(xiàn)最早的、個(gè)體大小可與高于莊化石群比擬的大型多細(xì)胞生物化石均發(fā)現(xiàn)于距今6億年前后的地層中。由此可見，高于莊化石群的發(fā)現(xiàn)將地球上大型復(fù)雜多細(xì)胞生物的出現(xiàn)時(shí)間提前了將近10億年，徹底顛覆了以往的認(rèn)識(shí)。盡管與6億年前的“埃迪卡拉紀(jì)”多細(xì)胞生物化石相比較，高于莊化石群的形態(tài)多樣性和復(fù)雜性要小許多。
這一新的發(fā)現(xiàn)具有非常重要的科學(xué)意義。當(dāng)今地球科學(xué)研究表明，距今18—8億年前的地球表層巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈維持在近乎不變的“穩(wěn)定”狀態(tài)。因而，這個(gè)長(zhǎng)達(dá)10億年的地球時(shí)期被學(xué)術(shù)界稱之為“枯燥的10億年”（Boring Billion），或者“地球的中世紀(jì)”（Earth’s Middle Age）。高于莊化石群的發(fā)現(xiàn)則表明，所謂的“枯燥的10億年”地球可能并不枯燥，當(dāng)時(shí)的海洋生物出現(xiàn)了高可達(dá)30厘米、寬可達(dá)8厘米的、類型多樣的多細(xì)胞藻類生物，據(jù)此可推測(cè)伴隨生物這種演化水平的地球環(huán)境同樣應(yīng)該發(fā)生了明顯的改變。因而，這一新的發(fā)現(xiàn)不僅改變了以前關(guān)于地球生命早期演化的既有認(rèn)識(shí)，也為重新從不同角度探索距今18—8億年前地球系統(tǒng)演化的奧秘提供了新的思考。
該項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（“973”計(jì)劃）等項(xiàng)目的資助。
論文相關(guān)信息: Zhu, S., Zhu, M.*, Knoll, A.H., Yin, Z., Zhao, F., Sun, S., Qu, Y., Shi, M., Liu, H. 2016. Decimetre-scale multicellular eukaryotes from the 1.56-billion-year-old Gaoyuzhuang Formation in North China. Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms11500.
發(fā)現(xiàn)于燕山山脈的大型碳質(zhì)膜化石（中元古代，距今15.6億年）
發(fā)現(xiàn)于燕山山脈的大型碳質(zhì)膜化石（中元古代，距今15.6億年）
與大型碳質(zhì)膜化石共生的、保存精美多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物碎片化石（中元古代，距今15.6億年）
