破解达尔文世纪悬案

    达尔文凭借《物种起源》和《人类由来及性选择》构建了进化论大厦。然而，其中两大难题至今仍是自然科学的世纪悬案：寒武纪大爆发如何缔造地球动物树？人类远祖的众多基础代谢器官在何时、由何种低等动物创造并传承而来？近40年来，舒德干院士一直在“沿着达尔文的足迹前行”，终于在破解达尔文世纪悬案上取得了实质性进展。

    “天下第一鱼”

    在距今5.4亿年的寒武纪初期，地球生命演化史上出现了一次规模最大、影响最深远的生命创新事件，即在不到地球历史1%的“瞬间”，爆发式产生了90%以上的动物门类，俗称“寒武纪大爆发”。这一奇特现象至今仍是进化生物学的一大悬案。

    主张渐变论的达尔文坚持认为“自然界不存在飞跃”，大爆发不过是化石记录保存不全造成的假象。100多年后，化石记录越来越多，“动物大爆发”景观越来越清晰，于是美国科学院院士古尔德提出“一幕式爆发”猜想，许多人附和“几乎所有的动物都站在同一起跑线”。对此说辞，神创论者喜笑颜开：能够发动如此非凡爆发者，岂非上帝莫属？

    1998年12月底，舒德干带着博士生张兴亮去拜访云南省地质研究所的老朋友罗惠麟、胡世学。在显微镜下，舒德干对他们的一块标本看了不到一分钟，他欣喜若狂，“这是世界上最早的脊椎动物”！

    他们立即返回西北大学，在标本箱翻捡从云南采集的标本。次年元旦假期，竟发现了类似但保存更完整的鱼化石。1999年11月4日，《自然》以长文形式发表了这一寒武纪生命大爆发的重大突破性成果，将已知最古老脊椎动物起源向前推进了五千万年！该杂志以《逮住天下第一鱼》为题的专题评论认为，“舒德干等人发现的两条鱼——是学术界期盼已久的早寒武世脊椎动物，填补了寒武纪生命大爆发的重要空缺”。三年后，他们又发现大量保存更好的第一鱼化石，创建了“昆明鱼目”。

    2001年，舒德干在云南澄江动物群发现了后口动物亚界的一个新门类，命名为古虫动物门。2004年，《自然》发表了舒德干等人成果，报道了棘皮动物门祖先古囊虫，并首次创建最古老后口动物亚界谱系图。2006年，《科学》报道了他在寒武纪地层发现的“文德动物”。传统认为该类动物仅限于前寒武纪。他首次提出寒武纪与前寒武纪生命连续演化的新理念，有力驳斥了神创论。

    揭示远祖创造基础器官的历史

    2008年，舒德干在著名英文杂志《冈瓦纳研究》发表长文，将寒武纪大爆发的本质内涵与地球动物树起源及演化成型紧密联系在一起，创新性提出“三幕式寒武纪大爆发”新假说，实证了三幕式爆发依次诞生了动物界的三个亚界，从而首次完成了早期完整动物树框架的构建：前寒武纪晚期的第一幕爆发形成了多门类基础动物；5.4亿年前的寒武纪初期开始的第二幕爆发，不仅延续了基础动物亚界的繁荣升级，而且还诞生了原口动物亚界的大多数门类；约5.2亿年前的澄江动物群启动第三幕爆发，其间不仅基础动物亚界和原口动物亚界各门类继续繁荣昌盛，而且首次出现了后口动物亚界中几乎所有门类的始祖代表，甚至还创造了初具鳃裂构造的绝灭动物门“古虫动物门”。正是鳃裂的出现，引发了所有后口动物在取食和呼吸上的新陈代谢革命。团队以三幕式爆发假说为基础的“地球动物树成型研究”项目，荣获2016年国家自然科学奖二等奖。

    在《人类由来》结尾处，达尔文留下另一悬案：“人类的器官构造永远打上了低等生命创造的印记。”舒德干解释说：“就是说，要论证这一伟大猜想的正确性，科学亟待发现真实的化石证据，以确证到底是哪些人类远祖在何时、以何种方式创造了他们的基础器官系统？”

    舒德干团队基于他们在早期生命研究上的系列性发现，提出“广义人类由来”新概念（即相对于人类源自古猿的“狭义人类由来”概念），深层次揭示了人类更为远古的由来。其核心内容揭示了远祖创造一系列基础器官系统的真实历史。

    2017年初，团队成员韩健等人在《自然》发表封面论文（舒德干为通讯作者），报道了寒武纪初期的微型动物皱囊虫。这个有口无肛的初级两侧对称动物开始实现了“口吃食物”功能，开启了新陈代谢的第一次形态学创新。（注：前寒武纪大多数“动物”都没有口，只能靠表皮渗透汲取营养）

    舒德干等人发现的“第一鱼”创造了第一头、第一脊椎和第一心脏，完成了新陈代谢的第三次大创新。至此，包括人类在内的高等动物的基础器官系统构建基本完成。

    （《文汇报》6.23 韩宏）