穿越5亿年的时光 刚刚入选七年级《生物学》教材 舒德干院士揭秘“天下第一鱼”

上个月，随着秋季开学的钟声敲响，崭新的中小学教材如约而至。翻开人教版七年级《生物学》课本第73页，映入眼帘的是“昆明鱼复原图”，这是昆明鱼作为国际学术界公认的“天下第一鱼”首次被纳入教材。

教材第二章“动物的类群”里这样写道：“1999年元旦，我国古生物学家舒德干在整理、研究从云南澄江带回来的化石时，发现一块化石上的动物体长不足3厘米、形似鱼。”

10月9日，中国科学院院士、西北大学教授舒德干，带着他那颗对科学无尽探索的心来到杭州，走进了浙江自然博物院，跟大家分享了“人类祖先的祖先从哪里来”这个让很多人充满好奇的问题。观众席中坐满了来自四面八方的听众，还有学生专程坐车从外地赶来，就为了能来听这堂古生物“大师课”。

入选教科书的昆明鱼有多重要

教科书里这样描绘昆明鱼——“这个动物身体呈S形，头部扎进泥沙里，尾部向上微微翘起。经测定，它生活在5.3亿年前。正是这条‘小鱼’，将已知最古老脊椎动物的记录向前推了约5000万年。”

舒德干院士告诉大家，实际上昆明鱼是三种“第一鱼”中的一个物种，而另外两种“第一鱼”海口鱼和钟健鱼也同样重要，它们同产于5.18亿年前的“澄江动物群”。昆明鱼的生存时代比另外两种鱼稍微早了一点点，所以我们说它是“第一鱼中的第一鱼”。

昆明鱼为什么能入选教材？舒德干院士继续向大家解释，早在达尔文创立进化论之前半个世纪，法国生物学家拉马克就提出，地球上所有脊椎动物都是由低等无脊椎动物逐步进化而来的。200年来，科学家一直在苦苦探寻这个演进过程的真实证据，但收效甚微。“第一鱼”就是这个进化链条中的关键里程碑，是人类远祖创造头脑眼和脊椎骨的始祖，“这项科学新成就是历史性的贡献，非常值得写入初中教科书。通过学习这些内容，同学们可以认识到我们人类祖先5亿多年前的伟大演化历程。而且这个重要工作是由中国科学家完成的。”

中国科学家是如何发现第一鱼的？舒德干院士又打开了话匣子，“我们研究团队在世界著名的澄江动物群研究中的成功探索，既有‘好运气’的‘偶然性’，更有科学发现的‘必然性’。”舒德干院士向大家分享了科学发现的必然性，就是根据物质运动的内在规律，发挥我们的“科学想象力”，合理地“设计”科学探索的进程，并逐步抵达科学发现的目标。

进化生物学告诉我们，从原始无脊椎动物逐步进化到创造出头脑和脊椎骨的第一鱼，至少需要经历三次关键性的器官系统创新。首先是创造鳃裂以实现呼吸系统革命，接着是创造脊索及其相关的肌肉节，以实现运动系统革命，最后是创造头脑、脊椎和心脏，以实现神经系统革命和循环系统革命。

舒德干院士的研究团队就是沿着这条进化路径进行探索的，经过长达8年的不懈努力，终于在5亿多年前澄江动物化石宝库里，获得了可靠的化石证据。2003年，舒德干院士团队在《自然》杂志上发表了论文，进一步实证了第一鱼的头脑和脊椎骨构造。

从一条鱼看人类是怎么进化来的

在浩瀚无垠的宇宙中，像地球这样“好运气”的星球少之又少：它连续40亿年维持“恰到好处”的液态水圈和含氧大气圈，并最终进化出人类。在漫长历史中，人类一直在努力探寻自己的源头，产生了很多神话与传说。

19世纪中晚期，达尔文的进化论改变了人类的自然观和世界观，在之后的150多年时间里，学术界依据进化论继续追踪人类的由来。其中，狭义上人类祖先由猿到人的完整化石序列已经在非洲和亚洲初步确定并被认可。

那么，再之前呢？人类祖先的祖先是什么样子的？像舒德干院士这样的古生物学家，希望能够根据化石的“蛛丝马迹”，继续向前探源。

舒德干院士告诉大家，本世纪初，生物学家依据分子遗传学信息，由近及远地追溯人类与地球上所有生物类群共享的各代祖先，可以确定下来的已有40代，“根据DNA信息，人类与现代黑猩猩亲缘关系最近，运用分子钟技术可以计算出人类与黑猩猩在600万年前拥有共同祖先，即第1会合点。”以此类推，人类与包括七鳃鳗在内的近亲物种抵达5.2亿年前的第22会合点，在那里可以遇见澄江动物群的重要发现——“第一鱼”凤姣昆明鱼。

最终人类与地球所有生物能够共同追溯至40亿年前的终极祖先，抵达第40会合点，那是所有生命共同的祖先——原始真细菌。这个寻祖故事听起来很有趣，但大多缺乏真实的化石记录。

然而，在距今5.6亿-5.18亿年前的大约4200万年间，发生了整个生命史上最为壮观的生物创新事件——寒武纪大爆发，即在不到地球历史1%的时间内诞生了90%的动物门类。

舒德干院士告诉大家，寒武纪大爆发的本质是动物门类创新大爆发，并非过去人们以为的“物种大爆发”。在寒武纪大爆发期间，20多个主要动物门类分3批快速诞生，由量变到质变形成了3个亚界，构成了完整的“第一动物树”框架。这就是我国学者提出并在古生物学界取得基本共识的“三幕式寒武纪爆发假说”。

这个时期，大量的动物化石为追溯动物进化和人类远祖提供了重要标本。比如我们前面提到的昆明鱼，就生活在寒武纪大爆发巅峰时期。

有人好奇昆明鱼的种名为什么叫“凤姣”，舒德干院士笑着回答，这其实来自发现者的母亲，同时它也寓意着昆明鱼是科学上真实的“人类之母”。这条第一鱼首创了初级大脑，5亿多年后，由它进化出的人类超级大脑终于创造出了神奇的科学。

“科学冷板凳”是常态 但科学之心一直澎湃

专访中国科学院院士、西北大学教授 舒德干

问：古生物学被青年人称为“科学冷板凳”，您觉得它冷吗？如果推荐给青年人，其趣味性何在？

答：其实“科学冷板凳”是常态；如果没有长期冷板凳，沉静下来思考钻研问题，便无法成就大的科学发现。我本人始终不觉得做科学冷。屁股下的板凳似乎有些冷，但内心一直澎湃，我们团队的人员经常有许多新发现的快乐，产生持久的内啡肽，给自己带来长久的幸福感，这比起吃糖吃肉更开心，更幸福。

我希望有理想的青年人能够始终保持对科学的好奇心，学会品尝奋斗之后的高级幸福，其中富含超越经济财富收入的快感。

问：作为B站科普达人，您觉得网络平台传播比传统教育有哪些优势？

答：B站平台的主要优势是传播广，效率高。科学家主要做科研，时间宝贵，应该做高效率的科普工作。我希望大众，尤其是青少年能够了解世界科学前沿，了解我国学者的一些重要贡献，树立为国家科技发展而奋斗的决心和信心。

问：您目前从事的研究项目是什么？未来还计划研究什么？

答：我会继续关注早期生命领域的研究，这里没有完成的工作很多。另外我也思考一些相关的哲学问题。过去我主要考虑我是谁，从哪里来的科学论证。现在也在思考，在AI等科技快速发展的时代，我们要到哪里去？中国人会有何作为？

问：您希望公众对古生物学有怎样的认识？科学家如何做能够增加大众对古生物学的理解和支持？

答：我希望公众加强理解古生物学的重要性。我们在小学、初中、高中都学习历史课，那是社会发展史。学习它能够帮助我们理解今天的社会，增长智慧，更好地应对未来。同样的，我们学习古生物学，也就是地球生命的发展史，它同样能够增加我们理解自然运作的智慧，使大家更好地顺应自然，保护环境，赢得人类长久的发展机遇。

现在我国古生物学博物馆快速增加，需要大量专业人员，欢迎青少年加入其中。学习古生物学要求具备多方面的知识，人们也能够从古生物学中找到更多的认识自然的乐趣。