澄江化石地

澄江生物群位于我国云南澄江帽天山附近，是保存完整的寒武纪早期古生物化石群。她生动地再现了5.3亿年前海洋生命壮丽景观和现生动物的原始特征，为研究地球早期延续时间为5370万年的生命起源、演化、生态等理论提供了珍贵证据，澄江生物群的研究和发现，不仅为寒武纪生命大爆发这一非线性突发性演化提供了科学事实，同时对达尔文渐变式进化理论产生了重大的挑战。澄江生物群共涵盖16个门类、200余个物种化石（截止2012年）。2012年7月1日，澄江化石地正式被列入《世界遗产名录》。

1、外形特征

澄江生物群共涵盖16个门类、200余个物种珍稀动物化石的发现地，其中有无脊椎动物化石，也有原始脊索动物化石。特别可贵的是，现今生物所有门类的远祖代表都有发现，有硬体也有软体印模，为人们研究寒武纪早期生物大爆发过程中生理结构、生物习性、系统演化和生态环境等提供了证据。以上发现不仅为“寒武纪大爆发”这一非线性突发性演化提供了科学事实，同时对达尔文渐变式进化理论来说的确是个极大的难题及挑战。

澄江化石地这在世界同类化石地中极为罕见，完整展示了寒武纪早期海洋生物群落和生态系统。

云南东部寒武纪早期的澄江动物群，以多门类动物软驱体化石的特殊保存为特征，是一个举世罕见的化石宝库。现已发现的澄江动物群化石共120余种，分属海绵动物、腔肠动物、线形动物、鳃曳动物、动吻动物、叶足动物、腕足动物、软体动物、节肢动物、脊索动物等10多个动物门以及一些分类位置不明的奇异类群；此外，还有多种共生的藻类；澄江动物群生动再现了距今五亿二千万年前海洋生物世界的真实面貌，将包括脊索动物在内的大多数现生动物门类的最早化石记录追溯到寒武纪初期，充分展示出寒武纪早期生物的多样性，为揭示生物演化“寒武纪大爆发”的奥秘提供了极珍贵的直接证据，因此被誉为20世纪最惊人的科学发现之一

2、分布范围

澄江生物群化石分布广泛，位于云南省玉溪市澄江县（凤麓镇）城东6公里帽天山附近。距昆明市56公里，距玉溪市87公里。

帽天山化石带，呈带状蜿蜒分布，这条分布带长20公里，宽4.5公里，埋藏深度在50米以上。

3、首次发现

1984年6月中旬，从中国科学院南京古生物所硕士毕业的侯先光，来到云南澄江县的帽天山，寻找曾经生存于寒武纪的高肌虫化石。他天天早出晚归，爬过崎岖的山路，到选点搜寻古生物化石，每日劈下的石头两三吨重，然而，艰苦的工作并没有得来想要的收获，工作了一个多星期，却依然两手空空，侯先光不免有些失望。

7月1日下午3点左右，正在紧张发掘的侯先光一抬脚，鞋跟不慎剐落了一片松动的岩层，一块形状奇特却又保存完整的化石露了出来，欣喜若狂的他用自己所学的知识判断，这是一块寒武纪早期的无脊椎动物化石。他再接再厉，当天就发现了三块重要化石，后来进一步鉴定发现，发现的分别是纳罗虫、腮虾虫和尖峰虫化石。

如同打开了一扇古生物宝藏的大门，此后的数天里，侯先光陆续发现了节肢动物、水母、蠕虫等许许多多同时期的古生物化石。返回南京后，他与导师张文堂教授，撰写了《纳罗虫在亚洲大陆的发现》，并在论文中将澄江的动物化石定名为“澄江生物群”。

从1984年7月1日发现澄江动物化石群至今，侯先光博士和他的合作者——中外地质古生物学家进行了大量的科研工作，澄江动物群的基本内容已经基本清楚，已经发现了远古时代的17个生物类别近100多个属种，包括植物界的藻类，无脊椎动物中的海绵动物类、开腔骨类、腔肠动物类、栉水母类、叶足类、纤毛环虫类、水母状生物、节肢动物、云南虫，等等。要准确说明这些生物的性状那是专门研究者的事情。不过我们看了科学家根据研究成果绘制的澄江动物石群的生态复原图。立即就被远古时代浅水域的这些生物的奇异形状所吸引了。

这些生物小的只有几毫米大小，大的几十毫米甚至更大，它们有的像海绵，像今天的蠕虫，像水母，像海虾，或者像帽子，像花瓶，像花朵，像圆盘……真是千奇百怪，美不胜收。它们展示的是到Now5.3亿年前浅海水域中各种生物的奇异面貌。

4、保护级别

澄江生物群自是迄今世界上发现古生物门类最多的区域。这里不仅保存了生物的硬体组织，也保存了大量软体生物化石，展示出了完整的寒武纪早期海洋生物群落和生态系统。2011年1月14日，“澄江动物化石群”以“澄江化石地”为最终定名，正式被国务院确定为中国*2011年申报世界自然遗产唯一项目。

2012年7月1日，在俄罗斯圣彼得堡举行的世界遗产委员会第36届会议上，澄江化石地顺利通过表决，正式被列入《世界遗产名录》，成为中国第一个化石类世界遗产，填补了中国化石类自然遗产的空白。

5、种群现状

提供考古证据

地球生命的“寒武纪大爆发”指的就是这里。澄江生物群再现了寒武纪早期海洋生物的真实面貌，为揭示地球早期生命演化的奥秘提供了极其珍贵的证据。澄江生物群化石保存在细腻的泥岩里，动物软体附肢构造保存精美，且呈立体保存。构造细节能比较容易地在显微镜里用针尖揭露出来。

生命多样性是一切复杂系的基本特征，是生命存在的基本形式，因而成为当今世界的一个最为关切的议题。发生于距今5．4亿年到5．3亿年期间的“寒武纪大爆发”事件是现代多样性基本框架形成的一次最重要事件。我国云南早寒武世早期的澄江生物群不仅保存极为完整，而且十分古老，所代表时间非常贴近“寒武纪大爆发”事件，为揭示“寒武纪大爆发”生命突发性事件进而为回答人类所关注的多样性的起源和演化这一重要科学问题提供了一个最佳的“窗口”和丰富的科学依据。

科学家们已经陆续采集到130余种化石。几乎所有的现生动物的门类和已灭绝的生物，都突然地出现在寒武纪地层，而更古老的地层中却没有其祖先的化石被发现。澄江生物群以软躯体化石的罕见保存为特色，现已发现描述的澄江生物群化石分属海绵动物、腔肠动物、鳃曳动物、叶足动物、腕足动物、软体动物、节肢动物等多个动物门以及一些分类位置不明的奇异类群。此外，还有多种共生的海藻。动物化石群中的水母化石填补了我国古生物研究的空白。寒武纪早期水母化石的发现，在国际上也属首次。

除水母化石外，还有海绵、蠕虫、腕足类、腹足类，软舌螺，金碧虫和其他类型的节肢动物等，其软件结构及骨骼保存得非常完善，并以种类之多，保存之完整、生动可与世界著名的澳大利亚晚前寒武纪的埃迪卡拉动物群、加拿大中寒武纪的布尔吉斯页岩动物群相媲美。而且这一发现，填补了布尔吉斯、埃迪卡拉这两个动物群之间演化的一个重要环节。虽经5亿多年的沧桑巨变，这些最原始的各种不同类型的海洋动物软体构造保存完好，千姿百态，栩栩如生，是目前世界上所发现的最古老、保存最好的一个多门类动物化石群；生动如实地再现了当时海洋生命壮丽景观和现生动物的原始特征，为研究地球早期生命起源、演化、生态等理论提供了珍贵证据。

澄江动物化石群的发现，引起世界科学界的轰动，被称为“20世纪最惊人的发现之一。澄江生物群精确记录寒武纪早期生物大爆发的史实。不仅为“寒武纪大爆发”这一非线性突发性演化提供了科学事实，同时对达尔文渐变式进化理论产生了重大的挑战。

生命起源证据

节肢动物是动物界中最庞大一类，但是关于节肢动物原始特征以及各类群之间的关系，科学界对其了解很少。以往所发现化石，多是节肢动物的外骨骼，而解决节肢动物分类，论述其演化关系，关键构造为腿肢。保存好腿肢在化石中很少发现。所以关于寒武纪节肢动物的系统分类处于一个混乱状态。

通过澄江节肢动物研究，对节肢动物分类关系与原始特征有了一个清楚的认识。澄江节肢动物具有一个非常原始体躯分化，比如现代虾大约有18个不同类型的体节，而澄江节肢动物仅有3或4个。充分展示了随着漫长时间的推移，节肢动物体节特化而行使不同功能演化趋势。

澄江生物群里，双瓣壳节肢动物多种多样，小者1mm左右，大者可达100mm以上，许多种类保存有完美软体附肢。研究证实，相似壳瓣却包裹着十分不同的软体与附肢。因此它们壳瓣不能作为分类和相互关系的依据，壳是趋同演化结果。同是双瓣壳节肢动物，它们能分属于不同的超纲。因此，澄江生物群为科学家研究早期生命起源和演化提供了宝贵证据。

快速演化证据

澄江生物群向人们展示各种各样的动物在寒武纪大爆发时立即出现，Now生活在地球上各个动物门类几乎都已存在，而且都处于一个非常原始等级，只是在后来的演化中，各个不同类群才演化成一个固定模式。如Now所有昆虫的头部体节数量都是一样的，而原始节肢动物类群头部体节的数量变化则相当大(从1节到7节)。从形态学观点来讲，早寒武世动物的演化要比Now快得多。新的构造模式或许能在一夜间产生，门与纲一级的分类单元特征所产生的速度或许就如我们认为种所产生的速度一样地快。

达尔文指出，较高级分类范畴是生物种级水平演化变化慢慢堆积的结果，依次达到属和科、目、纲和门级水平。这并不意味着达尔文是不正确的，因为受当时科学条件束缚，但其理论是不全面的。自然选择很大程度上是一个稳定选择，这一种选择有可能阻碍着演化。另外，正如在现生的昆虫与植物中所遇到的情况，新种或着许通过单个或少数几个突变就可以形成，实际上杂交种却难于产生。

在寒武纪，新门(比如腕足动物门)通过不同器官在成长速度里，通过简单转换就可以产生，以致于成年个体能够保存祖先幼虫滤食生活方式。这一个过程在几百年或几千年内就可以形成、产生新门。澄江生物群给科学家提供的生物高级分类单元快速演化的证据(突变)是我们在教科书中所读不到的。

修正生物进化史

以前所知道的最老保存软体的生物群是中寒武世的加拿大布尔吉斯页岩生物群，它比早寒武世寒武纪大爆发要晚1000多万年。因此，加拿大布尔吉斯页岩生物群不可能指出地球上最老动物都是些什么。我们之前对寒武纪生物大爆发所产生的生物和生物群落结构所知甚微。

在现代的海洋中，70%以上动物种和个体实际上都是由软组织构成的，所以极少有形成化石的可能。那么寒武纪生物大爆发的时候是不是也会产生如此众多的软躯体动物？

通过澄江化石研究，完全能够修正某些同类生物群原先的研究错误观点。如动吻动物门大型奇虾类动物，具有100余年的研究历史，过去一直把此类动物认为是无腿巨大怪物。澄江生物群不但存在着这类动物，而且保存好且类型多，我们研究从根本上改变原来的观点。加拿大布尔吉斯页岩叶足动物门怪诞虫的研究，科学界一直把它作为不可思议奇形怪物。澄江同类化石研究，证明原来研究成果是背、腹倒置。如果没有澄江生物群，我们对这些动物认识永远是一个谜。

6、化石

1984年7月1日，南京地质古生物研究所的研究学者侯先光先生已在野外连续工作二十几天了，他持续寻找好的地层剖面，以采集当时他所专长早期寒武纪地层中的古介形虫化石（bradoriids；又称为高肌虫或金臂虫，是一种古老的小型双瓣壳节肢动物）。这天，他选择云南省澄江县帽天山西面山坡上的地层出露面开始系统采样工作；在发现两个不寻常化石之后，一种之前仅见于加拿大伯吉斯页岩（BurgessShale）中的节肢动物化石－纳罗虫（Naraoia），赫然出现在岩石的新噼开面上（至此明瞭之前二个奇特的化石，分别是纳罗虫的前、后背甲）；随后，又陆续发现了多个之前未曾发现并且保存软体的化石－包括林桥利虫（Leanchoilia；又称为始虫）、鳃虾虫（Branchiocaris）、日射水母贝（Heliomedusa），以及帽天山虫（Maotianshania）等。其后持续的调查与研究，又发现了许多新类别的化石，距今五亿三千万年前的「澄江生物群」就这样被意外地发掘出来了。

澄江生物群最早是在一种黄绿色细粒泥质岩中所发现，在岩石地层的划分被归属于筑竹寺组的玉桉山段；不过，也在泥岩地层之上的粉砂岩中发现丰富的澄江生物群化石，并且在地理上的分布也扩及云南的东部地区。随着更多学者的投入研究，逐渐发现不同地区的澄江生物群群聚组成，会因为沉积环境与埋藏条件的不同而有所差异；例如：在澄江帽天山地区的澄江生物群（超过100种），古介形虫类的小昆明虫（Kunmingella）在个体数量上便占绝对优势，甚至曾经有占了总数八成的纪录；而在昆明海口地区的澄江生物群（已描述过的化石超过14门，64属，85种），则以大附肢纲（Megacheira）中的林桥利虫与线形虫动物门中的环饰蠕虫（Cricocosmia）与帽天山虫较占优势。在古地理的重建研究上，认为在早期寒武纪时期的云南东部地区，当时是位于扬子地台的西南缘，而澄江生物群则可能是热带浅海的生物群聚；至于澄江生物群化石仍然保存细致软躯体构造的原因，有学者根据沉积学的观察认为是风暴所引起浊流的快速掩埋，有些则认为快速掩埋的大量泥质沉积物可能来自陆地的大风暴；则有学者依据地层中夹有数层火山灰沉积的现象，认为化石的快速掩埋可能与火山爆发提供大量沉积物有关。澄江生物群由于大多保存了软躯体构造，因此吸引了许多中外学者相继投入研究，以探讨各门类最早起源的问题。截至目前，澄江生物群除了藻类化石之外，已有包括多孔动物门（Porifera）、刺丝胞动物门（Cnidaria）、栉板动物门（Ctenophora）、线形虫动物门（Nematomorpha）、曳鳃动物门（Priapulida）、毛颚动物门（Chaetognatha）、软体动物门（Mollusca）、环节动物门（Annelida）、叶足动物门（Lobopodia）、动吻动物门（Kinorhyncha）、节肢动物门（Arthropoda）、腕足动物门（Brachiopoda）、帚形动物门（Phoronida）、棘皮动物门（Echinodermata）、嵴索动物门（Chordata）、古虫动物门（Vetulicolia）等16个动物门，以及十馀个仍然门类不明种属的化石（侯先光等，1999，Houetal.,2004）。古生物组成的多样性，加上在地质时代上要比着名的伯吉斯页岩至少要早上一千万年，使得澄江动物群成为目前已知大部份现代动物门起源最早的地质记录。在云南东部地区，寒武纪大爆发的始末罕见但完整地记录在渔户村组与其上的筑竹寺组地层之中（地层层序参考图四）：由小歪头山段底部出现最早的小壳动物群开始，揭开此一地区寒武纪大爆发的序幕，此一事件也是标示「有壳」生物开始发展的初期阶段；此后，依次是以小壳化石为主的梅树村动物群、石岩头段壳体纹饰较复杂的小壳化石群、玉桉山段底部最古老的三叶虫动物群与古介形虫动物群（此时相当于寒武纪大爆发的中晚期），而澄江生物群的出现则代表寒武纪大爆发的最终结果。基于这个时间序列的理由，除了澄江生物群的化石之外，我们也将地质时代较早的石岩头组及梅树村组与较晚沧浪铺组地质的几个珍贵标本一并纳入此一典藏数位单元的内容。

7、重要意义

澄江生物群是以全景式写照，生动的再现了5.3亿年前的“寒武纪大爆发”发生的真实过程，他充分显示了寒武纪早期生物多样性。几乎所有现生动物的门类和许多灭绝的生物在完全没有祖先痕迹可寻的前提下奇迹般地出现在寒武纪的原始海洋中，从而将大多数现生动物门类的眼花历史追溯到了寒武纪的开始阶段。

澄江生物群发现，使我们如实地看到地球海洋中最古老的动物原貌；才使的我们认识到，自寒武纪生物大爆发时，地球海洋里就生活着纷繁众多，生态各异动物；绝大多数地层中保存的硬骨骼化石误导我们对早期生命的认识。例如叶足动物门有爪动物，只生活在南半球少数陆地地区。澄江生物群告诉我们，有爪动物在寒武纪大爆发的时候不但存在，其形态还出乎意料地比现代有爪动物更加的丰富多彩。

以前所知道的最老的保存软体的生物群是中寒武世的加拿大布尔吉斯页岩生物群，它比早寒武世寒武纪大爆发要晚1000多万年。因此，加拿大布尔吉斯页岩生物群不可能指出地球上最老的动物都是些什么。我们对寒武纪生物大爆发所产生的生物及生物群落结构所知甚微。在现代的海洋中，70%以上的动物种和个体实际上都是由软组织构成的，因而极少有形成化石的可能。那么寒武纪生物大爆发时是不是也会产生如此众多的软躯体动物？澄江生物群的发现，使我们如实地看到了地球海洋中最古老的动物原貌；才使我们认识到，自寒武纪生物大爆发时，地球海洋中就生活着纷繁众多，生态各异的动物；绝大多数地层中保存的硬骨骼化石误导了我们对早期生命的认识。例如叶足动物门的有爪动物，Now只生活在南半球的少数陆地地区。澄江生物群告诉我们，有爪动物在寒武纪大爆发时不但存在，其形态还出乎意料地比现代有爪动物更加丰富多彩。

澄江生物群化石保存在细腻的泥岩中，动物的软体附肢构造保存精美，且呈立体保存。构造细节能比较容易地在显微镜下用针尖揭露出来。通过澄江化石的研究，我们完全能够修正某些同类生物群原先的研究错误观点。如动吻动物门的大型奇虾类动物，具有100余年的研究历史，过去一直把此类动物认为是无腿的巨大怪物。澄江生物群不但存在在这类动物，而且保存好，类型多，我们研究从根本上改变了原来的观点。加拿大布尔吉斯页岩叶足动物门的怪诞虫的研究，科学界一直把它作为不可思议的奇形怪物。澄江同类化石的研究，证明原来的研究成果是背、腹倒置。如果没有澄江生物群，我们对这些动物的认识永远是一个谜。

节肢动物是动物界中最庞大的一类，但是关于节肢动物的原始特征以及各类群之间的关系，科学界对其了解很少。以往所发现的化石，多是节肢动物的外骨骼，而解决节肢动物的分类，论述其演化关系，关键构造是腿肢。保存好的腿肢在化石中很少发现。因此关于寒武纪节肢动物的系统分类处于一个混乱状态。通过澄江节肢动物的研究，对节肢动物分类关系和原始特征有了一个清楚的认识。澄江节肢动物具有一个非常原始的体躯分化，例如现代虾大约有18个不同类型的体节，而澄江节肢动物仅仅有3或4个。这充分展示了随着漫长时间的推移，节肢动物体节特化而行使不同功能的演化趋势。澄江生物群中，双瓣壳节肢动物多种多样，小者1mm左右，大者可达100mm以上，许多种类保存有完美的软体附肢。研究证实，相似壳瓣却包裹着十分不同的软体和附肢。因此它们的壳瓣不能作为分类和相互关系的依据，壳是趋同演化的结果。同是双瓣壳节肢动物，它们可以分属于不同的超纲。因此，澄江生物群为我们研究早期生命起源、演化提供了宝贵证据。

澄江生物群向人们展示了各种各样的动物在寒武纪大爆发时立即出现，Now生活在地球上的各个动物门类几乎都已存在，而且都处于一个非常原始的等级，只是在后来的演化中，各个不同类群才演化为一个固定模式。如Now所有昆虫的头部体节数量都是一样的，而原始的节肢动物类群头部体节的数量变化则相当大(从1节到7节)。从形态学的观点来讲，早寒武世动物的演化要比今天快得多。新的构造模式或许能在“一夜间”产生，门和纲一级的分类单元特征所产生的速度或许就如我们认为种所产生的速度一样地快。而达尔文认为，较高级的分类范畴是生物种级水平演化变化慢慢堆积的结果，依次达到属、科、目、纲和门级水平。这并不意味着达尔文是不正确的，由于受当时科学条件束缚，但是其理论是不全面的。自然选择很大程度上是一个稳定选择，这种选择有可能阻碍着演化。另外，正如在现生的昆虫和植物中所遇到的情况，新种或许通过单个或少数几个突变就可以形成，实际上杂交种却难于产生。在寒武纪，新门(例如腕足动物门)通过不同器官在成长速度中，通过简单的转换就可以产生，以致于成年个体能够保存祖先幼虫的滤食生活方式。这个过程在几百年或几千年内就可以形成、产生新门。澄江生物群给我们提供的生物高级分类单元快速演化的证据(突变)是我们在教科书中所读不到的。

澄江生物群给我们提供了一个完整的最古老的海洋生态群落图，这种生态群落之前我们的认识几乎是一片空白。现在，我们不仅能知道在寒武纪大爆发时产生了哪些动物，我们还能初步了解不同动物的生活方式和食性。澄江生物群或许还能帮助我们了解寒武纪生物大爆发中生物演化的原因，以及诱发这种大爆发的理由。