2026年科普大赛优秀奖|寒武纪大爆发的前奏：

探寻海洋的“星空使者”—微小具刺疑源类

　　大约5.4亿年前，地球生命史翻开了最富戏剧性的一页。在短短两三千万年间，海洋中突然在短时间内出现了几乎现今所有动物门类的祖先：节肢动物、软体动物、生原始鱼类，以及大量难以归入具体属种的生命。这一事件被称为“寒武纪大爆发”。它如同生命演化历史长河中一场突如其来的烟火，在极短的地质时间内，点燃了复杂多细胞动物的多样性（图1）。

图1：寒武纪大爆发示意图（来源网络）

　　在华南、塔里木地区及全球许多地区的寒武纪最早期的地层中，保存着个体微小却意义非凡的化石类群——微小具刺疑源类。在华南和塔里木的地层中，它们硅化保存在燧石结核或者燧石条带中，通过对岩石样品进行切片才能够观察到它们的身影。

一、什么是疑源类？

　　“疑源类”这个名字，本身就容易让人联想。它并非一个严格的生物学分类，而是一个“收纳筐”，用来盛放那些亲缘关系不明、可能是多源的微体化石。研究者们发现了一些微小的有机质壁化石，却暂时无法确定它们究竟是哪种生物留下的。它们大多数被认为是不同门类的真核藻类，以浮游的方式生活在远古海洋中。

　　这些化石的形态各异，常见的形态是球形或椭球形，表面光滑或带有刺状、网状等精美的纹饰。它们的大小通常在几十微米到一百微米之间，肉眼通常无法准确看到，需要用显微镜才能观察清楚。

图2：寒武纪早期具刺疑源类微体化石。A–C: Asteridium; D–F: Heliosphaeridium; G–I: Comasphaeridium。（标本存放于中国地质科学院地质研究所）

二、埃迪卡拉纪的大型复杂疑源类与寒武纪早期小型且形态简单疑源类

　　在寒武纪之前，埃迪卡拉纪的地层中，生活着另一类疑源类，它们以个体尺寸较大且表面纹饰复杂为特征。然而，到了寒武纪最早期，海洋中的微体生物世界发生了一次显著的“画风突变”。这一时期的疑源类变得“小巧玲珑”，直径仅为几微米到几十微米，表面装饰也趋于简单。在这些个体微小的疑源类中，有一个非常常见的组合，被研究者们称为A-H-C化石组合。它是由三种常见的微小具刺疑源类组成的，它们分别是：

　　Asteridium：具有小型的球形膜壳，表面密布着短而实心的刺状突起，突起与内部膜壳不连通。外表如同一个个微缩的“海胆”或“小星星”（图2A–C）。

　　Heliosphaeridium：它的名字非常形象，“Helio”意为太阳。它的球体上长有中空细长、放射状的突起，突起与内部膜壳连通。看起来像一颗光芒四射的“小太阳”（图2D–F）。

　　Comasphaeridium：与前面两属不同，它浑身覆盖着密密麻麻、细如毛发且有时相互缠绕的丝状突起，整体给人一种毛茸茸的感觉，如同一个微小的“毛线球”（图2G–I）。

　　这三种微小具刺疑源类在寒武纪的海洋非常繁盛，成为当时浮游生物世界的重要成员。它们广泛出现在华南、塔里木、东欧地台、印度小喜马拉雅、澳大利亚南部、西班牙及阿瓦隆尼亚等地的地层中，广泛分布在全球各个古大陆。

三、为什么这些微小具刺疑源类如此重要？

　　这些微小的化石，不仅是远古海洋中一道独特的风景，更是地质学家们进行全球地层对比的“精密标尺”。在华南地区，科学家们发现，A-H-C组合在地层中首次大量出现的位置，恰好与一次全球性的碳同位素负漂移事件（简称BACE）的最低值相近。更关键的是，它的出现层位，略低于标志着寒武纪大爆发正式拉开序幕的最早小壳动物化石（Anabarites trisulcatus–Protohertzina anabarica组合带）的底界。这意味着，在那些长着硬壳的动物祖先开始大量出现、并在岩石中留下肉眼可见的痕迹之前，A-H-C化石组合这些微小的生物，早已先行一步，在全球海洋中拉开了生命演化的序幕。它们的存在，成为了界定埃迪卡拉系与寒武系界线的一个可靠且具有补充意义的生物地层标志，精确地标记了寒武纪大爆发前夜的关键时刻。

　　此外，从生态意义来说，寒武纪早期的具刺疑源类化石作为初级生产者能够吸收二氧化碳产生氧气，为海洋中的生命演化提供适合的环境。此外，作为食物链的基础，它们也能够为早期消费者的演化提供充足的营养。这些都能推动生态系统向更复杂的方向发展，因而促进即将到来的寒武纪大爆发。

　　这些渺小的化石，是生命长河中勇敢的探路者。在那场惊心动魄的生命大爆发前夜，它们用自己微小的身躯，拉开了新时代的帷幕，静静等待着那个属于动物们的伟大时代的降临。