几十年来，中国人一直在开采一种富含磷的岩石层，这种岩石层蜿蜒穿过贵州省的山坡，并将其用于稻田施肥。然后在20世纪80年代，几位地质学家注意到岩层中嵌入了化石，他们称之为陡山沱组。在显微镜下观察，这些化石非常精美——表面呈球形且分节，就像黑莓一样。大多数人认为它们是古代藻类。
被这些形态吸引，一位名叫舒海·肖（Shuhai Xiao）的古生物学学生在20世纪90年代在哈佛大学攻读博士学位期间，带回了几百磅这种岩石。他注意到，尽管化石大小相同，但细胞数量却不同：一个、两个、四个、八个，以此类推，最多可达约1000个，每增加一轮细胞分裂，数量大约翻倍。肖知道，成熟的生物在进行连续的细胞分裂时保持相同大小是很不寻常的。然而，动物胚胎却会定期这样做。肖将这些化石与现代胚胎进行了比较，并得出结论，他看到的不是藻类，而是更令人惊叹的东西：地球上最早的一些动物的胚胎。
肖的发现阐明了一个长期存在的谜团。所有主要的动物群——一个庞大的多细胞生命王国，如今包括昆虫、蠕虫、贝类、海星、海葵、珊瑚、水母以及像我们这样的脊椎动物——在5.3亿年前的寒武纪大爆发中，在化石记录中突然涌现，这是一次演化上的狂欢。但对现代动物的基因研究表明，所有这些生物都起源于一种单细胞祖先，这种祖先生活在至少1亿年前，这在动物起源的估计时间和最早已知动物化石的出现之间留下了巨大的鸿沟。肖的胚胎有助于填补这一空白。
一个谜团引发另一个谜团 这些化石也引发了新的问题。为什么从未发现过这些生物的成年标本？将腐烂的化石组织与活体胚胎进行比较是否有效？肖在英国布里斯托大学的同事菲利普·多诺霍（Philip Donoghue）担心这种比较可能会产生误导，因为腐烂会影响有机残骸的结构。2005年，他决定找出活体胚胎腐烂后是否会变成类似肖所发现的样子。他取了丰年虾的胚胎，让它们窒息，然后在海水管中观察了18个月，看它们如何分解。结果与陡山沱组化石一模一样。“这告诉我们，动物胚胎的假设是成立的，”多诺霍说。
但这些化石的身份尚未确定。几年后，也就是2011年，多诺霍的博士后约翰·坎宁安（John Cunningham）无意中提出了新的问题。一天，坎宁安对一个陡山沱组化石进行了X射线断层扫描（一种3D扫描），得到了其内部的精美图像。这个特殊的化石与其他大多数化石略有不同，呈花生形而不是球形。人们以前曾见过这种形状奇特的化石，并认为它们是在石化前被压扁的胚胎。但X射线显示的内容让坎宁安震惊。化石内部根本没有被压扁。它保存得非常完好，就像肖的胚胎一样——但它含有的细胞不是少于1000个，而是五十万个。这一发现彻底颠覆了多诺霍的想法。尽管丰年虾的研究令人鼓舞，他推测，陡山沱组化石根本不是胚胎。
多诺霍解释说：“在胚胎中，你会期望到那时组织，甚至器官就已经发育出来了。” 但花生形化石中众多的细胞并未分化成器官；它们看起来都一样。多诺霍现在认为，这些化石代表了更原始的动物祖先。他认为它们类似于现代单细胞生物——黏菌（mesomycetozoeans）形成的孢子囊，它们位于生命之树上动物和真菌之间。黏菌通过在一个最终破裂的囊内繁殖，释放出成千上万个个体。如果陡山沱组化石更像孢子囊而不是动物胚胎，那就可以解释为什么没有发现成年的动物化石。
一个孢子囊开启了动物王国？ 现任弗吉尼亚理工大学的肖，依然坚持他最初的解释。他仍然认为他在1993年研究的球体是早期动物的胚胎，并认为花生形化石代表一种不同的、不相关的生物。这两种观点可能都有一定道理：最早的动物很可能看起来更像一个黏菌囊，而不是任何现代多细胞生物。
无论陡山沱组化石最终如何分类，多诺霍关于它们与黏菌相似性的观察，可能对古代动物的演化有很大的启示。几种黏菌的基因组已被测序，结果出人意料。这些单细胞生物拥有曾经被认为是动物独有的演化创新的基因。其中一些基因控制着一种叫做整合素（integrins）的受体，它们帮助细胞相互连接和沟通，从而形成特化的器官和复杂的身体结构。巴塞罗那生物演化研究所的生物学家伊纳基·鲁伊斯-特里略（Iñaki Ruiz-Trillo）认为，在这些更简单的生物中，整合素基因可能有助于形成孢子囊。
这项工作揭示了一个关于强大的动物王国卑微开端的引人入胜的可能情景：海洋中几千个孢子细胞，准备像蒲公英种子一样散开，却决定在一起停留更长的时间，继续它们群居的实验。如果真是这样，那么昆虫、海星甚至人类的出现，都可能要归功于一个不会爆炸的尘埃大小的孢子囊。
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道格拉斯·福克斯（Douglas Fox）是加州的一位自由科学作家。他的作品曾入选《2012年最佳美国科学写作》。
