团队模拟的生活在寒武纪海洋里的苔藓动物。

■本报记者 李媛

在数年漫长且重复的采样、酸泡、筛选等工作后，一个平常的午后，西北大学地质学系博士生宋宝鹏突然在显微镜下看到蜂巢状群落。虫室呈规则的六边形，整体呈双叶状，隐约还能看到双层骨骼壁——这正是苔藓动物的典型特征。他心跳加速，调高显微镜倍数反复确认无误后，立即拍了显微镜图像发给导师张志飞。

这种骨骼标本，正是西北大学教授张志飞课题组在陕西汉中寒武纪早期地层开展长期系统采样所寻找的。宋宝鹏在显微镜下发现的微型苔藓动物化石，能够清晰看到矿化骨骼和原位软组织。

这一发现将具备矿化骨骼的苔藓动物化石记录从奥陶纪前推至寒武纪早期，提前了至少 5000 万年，确凿证明苔藓动物是寒武纪大爆发的原生类群，终结了国际学界延续百年的起源争议，进一步完善了寒武纪生命演化完整图景。相关成果近日发表于《自然》。

遭遇质疑

寒武纪大爆发是地球生命史上最宏大的创生事件。在数千万年的地质尺度中，现生动物几乎所有门类的祖先类型集中出现，奠定了现代海洋生态系统的演化基础。苔藓动物是当今海洋多样性最高的底栖动物门类之一，现存超过 6000 个物种。学界长期推测苔藓动物存在寒武纪祖先，却始终缺乏确凿化石证据，使得寒武纪大爆发 " 几乎涵盖所有现生动物门类 " 的经典认知存在明显缺口。

2021 年，张志飞团队曾在陕南镇巴及澳大利亚寒武纪地层发现原始蜂巢虫化石，首次将苔藓动物起源线索追溯至寒武纪，成果发表于《自然》。但受限于标本质量，这批材料缺失关键矿化骨骼结构，未能形成闭环证据链，引发持续学术争议。

中国科学院院士、西北大学教授舒德干介绍，在绝大多数门类化石证据就位的情况下，多样性极高的苔藓动物始终处于缺席状态，成为困扰学界的百年缺口。此前的化石争议，可以通俗理解为团队只看到模糊的生物痕迹，却找不到能够锁定物种身份的核心依据，如同只发现痕迹却无实体，无法排除其他生物干扰。团队曾面临巨大压力，" 但我们始终坚持追求真理。事实胜于雄辩，我们要依靠扎实的基础和清晰的成果展示回应同行 "。

张志飞解释说：" 我们此前发现的蜂巢状苔藓动物化石，就像只抓到了‘蜜蜂’，但缺少‘蜂巢结构’和‘分泌物’，被质疑可能是藻类或其他未知真后生动物。" 对此，团队始终坚信这一成果，并推测苔藓动物应出现在浅水礁体环境，特别是与古杯动物相关的生态位中，因此聚焦于寻找此类环境下的化石证据。

尘埃落定

2021 年后，团队开展密集式野外工作。宋宝鹏回忆，那时候团队沿着汉中大巴山和米苍山周边，一个剖面一个剖面推进，逐层敲石头、做记录、搬运。

" 基于之前的科研积累，我们团队有了更丰富的寻找经验、更明确的研究方向。" 张志飞介绍。

就在宋宝鹏发现第一枚化石的时候，仍有两篇来自国内同行的质疑文章发表。" 张老师态度很坚定，让我们不着急回应，继续找更好的化石，做好材料积累。" 宋宝鹏回忆，直到化石积累到 38 枚时，团队才开始搭建合作网络。

团队数年累计采集了海量灰岩样品，经过酸解、筛选、显微排查，从数十万枚微体化石中逐一甄别，最终仅筛选出 38 枚高质量的有效标本。这批珍稀化石同时保留两套关键证据，一是虫室、隔板、柱突等典型模块化矿化骨骼，呈现规则排布的方格状结构，是苔藓动物专属识别特征；二是罕见的软组织结构，完整保存囊膜和环状、纵向肌纤维，后者分别对应现代苔藓动物触手伸出与收回的具有运动功能的肌肉，软组织细节与现生类群高度一致。

为精细解构化石特征，团队综合运用多技术手段，完成微体化石的结构重构与成分解析。研究区分出直立双列和席状薄板两种不同生态形态的苔藓动物群体，证明寒武纪早期苔藓动物已经出现明显群落形态分化。成分分析同时揭示其特殊保存机制，骨骼以无定形二氧化硅交代形成，体表囊膜以磷酸盐化方式保存，印证了苔藓动物早期第一次骨骼矿化事件，厘清了该门类矿化演化的阶段性特征。

基于 50 个关键形态特征和 18 个典型苔藓动物属种构建的数据矩阵，团队完成了高精度系统发育分析。结果显示，新发现的寒武纪化石不属于原始干群类型，而是位于苔藓动物狭唇纲的冠群位置。这一系统演化位置与分子钟推演的分化时间高度契合，从形态学和基因组推演的两个维度相互印证，彻底证实苔藓动物起源于寒武纪早期。

更重要的是，这次研究集齐了骨骼框架、专属排布结构、肌肉与囊膜软组织三重核心证据，相当于完整锁定物种身份，彻底消除所有质疑。《自然》资深编辑亨利 · 吉评价，寒武纪苔藓动物的起源争议至此尘埃落定。

张志飞补充道，这一发现最终证明，寒武纪大爆发具备全面性和瞬时性，现代海洋的核心动物门类在这一时期已经基本演化成型。同时，化石记录提前揭示了早期动物骨骼矿化并非单次简单演化事件，而是多阶段、多机制的复杂过程，为理解远古生物如何适应海洋环境、拓展生态位提供了全新答案。

该成果有力支撑了舒德干提出的三幕式寒武纪大爆发假说和三分动物树理论，进一步细化了 4000 万年寒武纪动物树的构建过程，完善了基础动物、原口动物、后口动物三大亚界阶段性出现的完整化石证据链，清晰展现了早期海洋生态系统的完整性与生命演化的连续性。

从质疑到坚持

第一次听张志飞提到苔藓动物化石的成果争议时，宋宝鹏特意在显微镜下看了标本。" 当时心里也犯嘀咕，觉得标本比较模糊。" 宋宝鹏告诉《中国科学报》，在导师的引导和安排下，他坚持下来，继续寻找标志性模块化骨骼结构和软组织证据。

当在显微镜下发现一个个不同的化石结构时，宋宝鹏会感到兴奋。" 尤其是得知第二天有实验室工作，我头一天晚上就开始期待了。" 他逐渐体会到微观古生物研究的独特魅力，每一次新结构的发现都让他收获科研成就感。为推进研究，他将越来越多的时间放在处理显微图像数据、比对化石特征上。

发现关键标本后，宋宝鹏第一时间拍照、上报，团队迅速启动高精度检测工作。尽管论文初稿早在 2023 年底就已完成，但团队并未着急投稿，为了使论证尽可能严密，逐字逐句打磨文稿。

作为论文第一作者，宋宝鹏坦言，科研过程漫长且充满小波折，但他学会了沉得住气，坦然接受低谷与上升交替的过程。

" 化石从不说谎，但也从不主动开口，你必须在它愿意现身的地方一直等下去。" 张志飞表示，这项成果给出了一个阶段性回答，但早期苔藓动物演化仍存在诸多未知谜题。目前学界对苔藓动物干群溯源、早期骨骼矿化完整演化机制、古生代群落迭代规律及生态环境驱动因素，仍缺乏系统完整的认知。

目前，团队已布局长期研究，在华南、华北多个古生代连续地层剖面开展常态化采样工作。未来将整合传统化石处理、高精度 CT 三维重构、形态学统计、古生态学分析与地球化学指标检测等多学科手段，系统解析苔藓动物早期起源、分化和辐射的环境约束与发育机制。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-026-10590-9