哈嘍，大家好，今天小墨這篇評(píng)論，主要來(lái)分析為什么進(jìn)化的時(shí)鐘可能并不勻速，以及如何解開(kāi)寒武紀(jì)大爆發(fā)的謎團(tuán)。

5.38億年前的巖石開(kāi)始講述生命的故事。在那之前的地層里，復(fù)雜動(dòng)物化石幾乎看不到，從寒武紀(jì)開(kāi)始，各種各樣的生物遺骸像是接到集合令，同時(shí)涌現(xiàn)在化石記錄中。三葉蟲(chóng)在海底爬行，帶殼的軟體動(dòng)物開(kāi)始建造家園，節(jié)肢動(dòng)物發(fā)展出復(fù)雜的分節(jié)軀體，海星和海膽的遠(yuǎn)祖也加入了這場(chǎng)生命盛宴。

分子鐘技術(shù)讓情況變得更復(fù)雜。這種方法假設(shè)基因突變會(huì)以相對(duì)恒定的速率積累，就像時(shí)鐘滴答作響。通過(guò)比較不同物種之間的基因差異，可以推算它們的共同祖先生活在什么年代。早期分子鐘研究顯示復(fù)雜動(dòng)物的共同祖先可能生活在12億年前，遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于任何化石證據(jù)。后來(lái)的改進(jìn)分析將這個(gè)日期修正到5.7億年前左右，仍然比最早的動(dòng)物化石早了約3000萬(wàn)年。

2025年5月，烏普薩拉大學(xué)古生物學(xué)家格雷厄姆·巴德和利茲大學(xué)數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)家理查德·曼恩在《系統(tǒng)生物學(xué)》雜志發(fā)表了重磅研究。他們提出了協(xié)變進(jìn)化速率模型（Covariant Evolutionary Tempo model），指出進(jìn)化的分子鐘可能并非恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，在生物大規(guī)模輻射時(shí)期會(huì)明顯加快。

這個(gè)理論從根本上質(zhì)疑了分子鐘恒速運(yùn)轉(zhuǎn)的假設(shè)。當(dāng)一個(gè)生物類(lèi)群開(kāi)始大規(guī)模輻射演化時(shí)，基因突變的速率會(huì)顯著加快。這種加速不是隨機(jī)的，跟物種形成速率相關(guān)聯(lián)。當(dāng)一個(gè)物種分化成多個(gè)新物種時(shí)，每個(gè)新物種都面臨新的生態(tài)位和選擇壓力。適應(yīng)新環(huán)境需要基因組發(fā)生變化，這會(huì)加快分子進(jìn)化的速度。

在輻射演化的早期階段，物種形成速率最高，基因變化也最快，分子鐘就像被撥快了一樣。如果分子鐘在早期運(yùn)轉(zhuǎn)得更快，那么從基因差異推算的分化時(shí)間就會(huì)被高估。

真實(shí)的動(dòng)物起源時(shí)間可能只有5.4到5.5億年前，幾乎與最早的化石同時(shí)出現(xiàn)。加速的分子鐘也意味著加速的形態(tài)演化，這解釋了為什么寒武紀(jì)早期能在如此短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)如此多樣化的身體結(jié)構(gòu)。

值得注意的是，近年來(lái)一些新的化石發(fā)現(xiàn)正在填補(bǔ)寒武紀(jì)之前的空白。中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員陳哲與博士生劉雅榕對(duì)湖北宜昌石板灘生物群的遺跡化石進(jìn)行了系統(tǒng)研究。石板灘生物群距今約5.5億到5.43億年，處在埃迪卡拉紀(jì)向寒武紀(jì)過(guò)渡時(shí)期。

研究人員在生物群中發(fā)現(xiàn)了多個(gè)遺跡化石種，建立了一個(gè)新遺跡化石種。這些遺跡化石的發(fā)現(xiàn)代表著該時(shí)期動(dòng)物不僅在二維表面活動(dòng)，還開(kāi)始向更深的沉積物中推進(jìn)，顯示出高效、復(fù)雜的三維探索行為。這些發(fā)現(xiàn)將復(fù)雜的動(dòng)物行為對(duì)海底環(huán)境的改造時(shí)間提早了近一千萬(wàn)年。

在中國(guó)云南晉寧的梅樹(shù)村剖面，古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一系列介于埃迪卡拉生物群和寒武紀(jì)動(dòng)物群之間的化石，時(shí)代大約在5.4到5.5億年前。這些被稱(chēng)為小殼類(lèi)化石的生物，可能是后來(lái)主宰寒武紀(jì)海洋的三葉蟲(chóng)的直系祖先。澄江動(dòng)物群的發(fā)現(xiàn)更是將寒武紀(jì)生物多樣性展現(xiàn)得淋漓盡致。

這個(gè)距今約5.2億年的化石庫(kù)保存了大量軟體動(dòng)物的精美細(xì)節(jié)，包括肌肉、消化系統(tǒng)甚至神經(jīng)組織。

巴德和曼恩的協(xié)變進(jìn)化速率模型為寒武紀(jì)大爆發(fā)提供了新解釋。如果分子鐘在大輻射時(shí)期加速，動(dòng)物起源時(shí)間就不會(huì)比化石記錄早太多，加速的基因變化也能解釋形態(tài)的快速分化。

中國(guó)古生物學(xué)家在石板灘生物群等地的新發(fā)現(xiàn)，正在填補(bǔ)埃迪卡拉紀(jì)到寒武紀(jì)的化石空白，揭示寒武紀(jì)大爆發(fā)可能是一個(gè)持續(xù)數(shù)千萬(wàn)年的漸進(jìn)過(guò)程。