古生物研究院张喜光团队在Science发文质疑澄江动物群云南虫的纳米级超微结构

2023年7月21日，国际顶级科学杂志《Science》在线发表了云南大学古生物研究院张喜光团队与加拿大萨斯喀彻温大学Brian R. Pratt撰写的技术评论(Technical Comments)，题为：“对‘超微结构揭示云南虫具有远祖脊椎动物咽骨’的论评”（Comment on “Ultrastructure reveals ancestral vertebrate pharyngeal skeleton in yunnanozoans”）。

作为特异保存化石库（fossil Lagerstätten）的典型代表，布尔吉斯页岩型的澄江、凯里、小石坝等生物群，以及磷酸盐化奥斯坦型化石为我们研究寒武纪生物类群及其早期演化提供了许许多多带软体附肢的珍贵标本。上世纪九十年代当寒武纪胚胎分别在贵州都匀和陕西宁强先后发现，剑桥大学S. Conway Morris欣然宣称：“来自中国可能的三叶虫具卵裂球的胚胎证实，化石的精细保存尚未抵达终极”，明确提出了化石极限精度的概念。在昆明小石坝生物群中，抚仙湖虫类的腹神经索（VNC）被看作具有微米级（千分之几毫米）高精度的化石典范之一（图1）。同样，奥斯坦型保存的卵裂球，包括一些保留了细胞核的，显现的精度非常高，却依然局限于微米级范畴。然而这一精度似乎被Tian et al. (2022) Science论文中云南虫鳃弓上具纳米级精度（百万分之几毫米）的“微纤丝”(microfibrils)打破，不过该鉴定与论断得有前提：如果微纤丝鉴定属实，且真是鳃弓的一部分。

如此超乎寻常的保存,细思量可归纳出如下5疑点：

1，    从Tian et al.（2022）论文中报道的云南虫鳃弓看，无一例外至多只能达到微米级精度。为何仅在鳃弓表面极微小处出现纳米级保存？浏览以往的报道，同一化石个体从未得见保存精度如此悬殊的先例。

2，    石化的澄江生物在5亿多年地质演变历程中必然遭受高温高压、置换矿化等理化作用，原本的有机体被分解破坏更是常态。软组织的“微纤丝”竟然能保留纳米级超微结构，无从解释。

3，    澄江化石全都见于用锤子砸开的岩石破裂面；被图示的云南虫微纤丝都裸露在鳃丝表面，不同于现生的由软组织包裹。如果这些微纤丝被解释为恰好在砸开的断面，那要何等的精准才能破开这些百万分之几毫米的超微构造！

4，    埋藏于泥质沉积物中的澄江生物遗体，随着成岩作用将沉积物纵向压实，必然趋于平面化。然而这些显现了纳米精度、搭载微纤丝的微粒表面存在局部褶曲并具一定的凸度，不见任何遭受垂向挤压的痕迹。

5，    地化元素分析表明，这些含微纤丝的部位就像现生有机体一样（图2），具有明显含量的碳和氧元素。

若将具有微纤丝的微粒理解为现代有机物的混入，无需多言以上疑点全都迎刃而解。诚然，如果要否认“外来污染”的推断，微纤丝与其所在鳃弓的接触关系将是解决疑团的关键：至少应有形态学和地球化学的证据表明前者是后者的一部分。理性关注化石极限精度理念，收集更多的实证，旨在判定该类化石纳米级超微结构的真伪—如此的再研究值得一试。

【注：《Science》还同期刊登了西北大学舒德干院士团队的“技术评论”，他们从科学逻辑和进化生物学视域剖析否定了云南虫是干群脊椎动物的论证[D1] 。《Science》的“技术评论”专栏发表对3月之内刊登在该杂志论文的核心论点和方法提出批评与评议的精简短文（字数不超1000，2插图或表格，15篇引用文献，不带附件），稿件亦需匿名专家评审。撰稿者需事先与被评论文章的作者联系，让其作答被问及的问题】

图1. 寒武纪第三世保存有腹神经索的真节肢动物昆明澄江虾。A，埋藏前澄江虾的头甲已向前方掀开，部分背甲与围岩随后被人工去除，露出腹神经索（红箭头所示）。B，位于A中方框区域的高倍放大，显现了腹神经索（VNC）的神经节（ga）与纵向的神经结缔（cn），以及下方微米级的周边神经（白箭头所示）。

图2. 寒武纪乌溜世胚胎与现生甲壳动物。 A，矿化的Markuelia qianensis保存了卵裂细胞的化石胚胎。B，C，EDS能谱结果，检测于A中的b，c点，呈现相对较低的氧含量和难于测定极低的碳含量。D，在处理收集胚胎化石过程中混入的现生甲壳类的残留背甲。E，F，EDS能谱结果，检测于D中的e，f点，显示了相对较高的氧和碳含量。 

本研究得到了国家自然科学基金项目（批准号：41730318，42162002）和云南大学“双一流建设”经费的资助。 

    论文链接：DOI: 10.1126/science.adf1472