寒武纪生命大爆发是地球生命史上的重要转折;约5亿多年前,现代地球上几乎所有动物的祖先在海洋中集中出现,奠定了生物多样性的早期格局。但这种繁盛并未延续太久,随后发生的“辛斯克事件”引发了生物大灭绝,许多早期物种因此消失。长期以来——科学界对这场灾难了解不多——主要原因在于海洋生物多样性中占比很高的软体动物难以形成化石,关键证据不足。2021年,湖南湘西花垣县发现一处寒武纪软躯体化石群,突破了这个瓶颈。我国科研团队随即启动为期五年的系统发掘,将其命名为花垣生物群,为研究早期生物灭绝及其后续演化提供了难得的样本基础。花垣生物群在规模与保存质量上均具国际领先水平。化石主要来自一处深约12米、长约30米、宽约8米的采坑,目前累计采集标本超过5万块。科研人员已分类鉴定出153个动物物种,其中59%为新物种,覆盖16个动物门类。尤其重要的是,不少化石保留了消化、神经、呼吸等软组织结构,细节清晰,在同类化石中较为少见。其标本数量与多样性也显示出优势,产出特征不局限于单一类型,为对比澄江动物群、布尔吉斯页岩生物群等经典化石库提供了新的参照。花垣生物群显示出一个结构复杂的深水生态系统。群落中既有地球上最早的巨型动物和顶级捕食者——奇虾类,也有在现代海洋中仍具重要生态地位的樽海鞘等浮游动物。这说明当时的深海环境已形成相对完整的食物链与生物碳循环,生态复杂性可能高于以往认识。通过与全球化石大数据的对比研究,团队梳理出显生宙第一次生物大灭绝的一些关键特征:浅水生态系统受到显著冲击,而深水环境不仅为生物提供了避难空间,也可能成为演化创新与后续扩散的重要源头。花垣生物群位于大灭绝之后的关键阶段,其时代背景使其成为观察这一转变过程的重要窗口。研究数据还显示,大灭绝前后全球海洋生态系统的动物群组成出现明显更替。灭绝之后,多类海洋动物实现了跨越大范围的扩散,这一结果改变了人们对寒武纪生物地理分布格局的传统判断。在这一过程中,花垣生物群所处的外大陆架深水环境发挥了多重作用:既是动物扩散的交汇区,也是生物在危机中的避难所,并可能孕育新的演化创新。这些发现深入丰富了对地球早期生命演化与生态重建机制的理解。
从过去“难以保存”的软躯体化石,到如今能够支撑分析的生态图景,花垣生物群让5亿多年前的深海世界变得更清晰、更可验证。它提示人们,重大生物危机的影响并非只有单向衰退,一些环境可能在剧变中承担起保存多样性、促成创新并推动扩散的作用。对该重要窗口的持续研究与科学保护,有望为理解生命如何穿越危机并重建繁盛提供更可靠的证据支撑。