這片成精的“芭蕉葉”，竟是地球上最古老的動物？

要是哪個電影導演為設計外星生物形象而發愁，那不妨從埃迪卡拉生物群（Ediacaran biota）的化石上找找靈感。這群史前生物存活於5.7~5.4億年前的海底，而論奇形怪狀的程度，它們可能比許多電影還“科幻”得多。

埃迪卡拉生物群想象複原圖，頗有一番“異球風情”。圖片來源：Ryan Somma|Wikimedia

　　為了給埃迪卡拉動物群的諸多奇異生物化石分類、認種，科學家們已經用上了半個多世紀的光陰。其中，給一種像芭蕉葉子一樣、圓圓扁扁的生物進行分類最傷腦筋。它的名字，叫做狄更遜水母（Dickinsonia）。

　　科學家對狄更遜水母的分門別類一直在爭論，人們甚至搞不清楚它到底是真菌還是動物。直到近期，一項發表在《科學》（Science）上的最新研究通過分子化石證據表明：這片“芭蕉葉”，竟然是目前人類已知的、最古老的動物之一[1]。

這片“芭蕉葉”就是狄更遜水母的化石，內含有機分子，寬度約5.5cm。 圖片來源：參考文獻[1]

　　充滿“異球風情”的埃迪卡拉生物群

　　如果把生物進化比作演出，那麽第一個盛大開場的節目肯定要數 “寒武紀生命大爆發”了。5億年前的寒武紀生物能為人熟知，是因為絕大多數動物的祖先就是那時候誕生的。其實，早在寒武紀之前，地球上就已經出現了年代更加古老的埃迪卡拉生物群（距今5.7~5.4億年前）。

　　埃迪卡拉生物群最初被發現於上世紀六十年代，澳大利亞南部的埃迪卡拉山石英砂岩中[2]。其包含的生物種類極其豐富，從細菌、真菌，到動物全都有。只可惜，這些生物很多是“曇花一現”，出現得快，滅絕得也快，只有極少的生物門類演化至今。所以，它就像是寒武紀節目開演之前的一場排練。

　　雖是排練，但它們在進化史上依然具有非凡的意義。對科學家而言，如果可以清楚辨識該生物群的成員分類，那我們就能知道，寒武紀生物的祖先是不是早在埃迪卡拉生物群中就已經“粉墨登場”了？

　　起先，該生物群中的一些化石被想當然地鑒定成各種動物，但是越來越精細的研究卻發現，想給它們分門別類真的是太難了！

　　一方面，埃迪卡拉生物群都是軟體生物，所以化石保存至今大多殘缺不全。另一方面，這些生物的形態實在“離譜”，猶如一個個外星來客。它們有的像肉嘟嘟的羽毛，有的像飛碟，甚至還有種狀如披薩餅的金伯拉蟲（Kimberella）。面對它們，科學家很難將其與後來的生物進行對比，更別提把它們歸入現有的生物分類體系中去了。

　　埃迪卡拉動物群一瞥，分別是金伯拉蟲、環輪水母和斯普裡格蠕蟲。圖片來源：Nobu Tamura；Matteo De Stefano；Verisimilus | Wikimedia

　　狄更遜水母之謎：我叫水母，但絕對不是拌涼菜的那種

　　正如我們前文所說，埃迪卡拉生物群中的狄更遜水母也遇到了著同樣的難題。有人認為它們是一種真菌，或是單細胞原生生物，也有科學家將其視為一種極其古老的海洋動物。

　　對此，你可能會感覺疑惑：既然這些家夥都已經被稱為水母了，那肯定是刺胞動物的一種呀，怎麽科學家還不知道如何給它們分類呢？

　　其實，“水母”只是它在國內常用的漢語名稱而已，它們和今天能涼拌黃瓜、吃起來咯吱脆的水母可不是一回事！在其拉丁文學名Dickinsonia中並無“水母”之含義，並且也有學者主張將它翻譯為狄更遜蠕蟲。就形態而言，目前我們只知道它兩側對稱，有著分節的身體和一條縱貫軀體的中心軸，形似一個表面紋理呈肋狀的橢圓盤。僅憑這些資訊，科學家們只能對其分類位置進行有限的推測，並且還陷入了曠日持久的爭論之中。

幾種常見的狄更遜水母背部輪廓圖。圖片來源：Aleksey Nagovitsyn |Wikimedia

　　主張狄更遜水母是動物的人提出證據說，這些生物的外形特徵與後來出現的扁盤動物（Placozoa）非常類似，並且體型也比較大，所以應當是一種多細胞的海洋動物。

　　可是，反對者們也提出了不少證據：狄更遜水母背面、腹面無區別，從化石印痕上看，沒有嘴巴和消化道，更像是現代的原生生物（簡單的單細胞真核生物，比如一些藻類）。至於體型，現代的原生生物可以長到25厘米大，完全能比得上動物。並且，狄更遜水母體型變異範圍很大，最小的只有4毫米，最大的能達到1.4米長，這一點就和原生生物更像了。

　　看來，光靠有限的形態資訊很難給狄更遜水母一個妥當的“名分”。那我們能否在其他方面做些突破呢？這時候，分子證據就派上了用場。

　　分子化石如何為我們解答問題

　　所謂分子化石，是指化石中殘存的DNA、蛋白質等肉眼看不到的化學物質，它們往往能給古生物研究提供意想不到的珍貴資訊。而這一次，來自澳大利亞、俄羅斯等國的科學家團隊則把目光瞄準了狄更遜水母的脂質殘存物。

　　研究者分析了俄羅斯白海地區出土的狄更遜水母化石，它有著穩定的沉積環境，保存狀況良好。即使歷經5億余年滄桑之變，仍然能讓我們捕捉到其中殘存的油脂物質特異信號。不過，科學家究竟要如何利用這些古老的分子證據，來把狄更遜水母放進生物演化樹上呢？

　　原來，真核生物與其他類型的生命形式（如細菌）相比，最大的不同就在於細胞膜的結構。真核細胞膜受到一種稱為固醇的高油酸酯強化，從而增強了細胞膜的剛性，使之在極端條件下，依舊能保持細胞的完整性[3]。在地球上，只有真核生物能製造這種含固醇的油脂分子。所以，只要是在岩石中發現了這樣的化學信號，就能證明真核生物曾經活生生地存在過。

　　果不其然，研究者在狄更遜水母的化石中檢測到了固醇殘留物的信號，說明其確實是一種真核生物。但僅僅如此還不夠，我們還得說明狄更遜水母是動物還是原生生物。

　　接下來，就要看固醇的具體成分了。即使同是真核生物，不同類別生物所產生的固醇種類及比例都不同。這些分子信號就像是生物門類的特徵指紋，而通過分析化石中不同脂質分子的含量和比例，我們就可以知道生物所屬的大致種類。

左圖中的黑塊是用酸處理過的狄更遜水母化石。右圖鑷子夾起的就是一小片狄更遜水母有機質。圖片來源：參考文獻[1]

　　動物細胞膜包含的固醇主要是膽固醇，而原生生物（如一些真菌、藻類）主要產生的則是麥角固醇。實驗結果則顯示，狄更遜水母化石中提取到的膽固醇含量十分豐富，居然高達99.7%。其麥角固醇的佔比，最多只有0.23%。也就是說，依據固醇含量的標準來判別，狄更遜水母是如假包換的動物，而非更原始的原生生物。

　　考慮到狄更遜水母的久遠年代（距今至少有5.58億年），人們在一番比較後認為，狄更遜水母是迄今為止有記錄的、地球上最古老的動物之一。

　　不過，狄更遜水母的故事到這裡還是沒有講完。分子化石能告知的資訊仍然有限，我們依舊不知它們究竟該放到哪一個動物門類中，又是否應當新建立一個門類。和大多數埃迪卡拉生物群的動物一樣，狄更遜水母在繁盛了上千萬年後最終滅絕。而在走向滅絕之前，這種美妙又奇異的生物有無可能進化出了新的形態，繼續存留世間，而今天地球的某個角落有無可能繁衍著它們的遙遠後代呢？

　　就姑且留著這些問題，繼續讓科學家們去繼續探秘吧。