邵峰

長鼻子“胖蚯蚓”

1958年夏天，化石收藏家塔利前往美國芝加哥南部的馬榮溪尋找化石標(biāo)本。塔利的本職工作是水管工，化石收藏只是他的業(yè)余愛好，但多年的化石收藏活動讓他在這方面積累了豐富經(jīng)驗。塔利之所以選擇馬榮溪附近的幾處煤礦作為化石發(fā)掘地，是因為：一方面，那里是著名的化石礦床，保存了大量古生物化石結(jié)核;另一方面，為了讓煤層暴露出來，礦廠剝離了大量含有化石結(jié)核的頁巖并堆砌起來，選擇煤礦作為發(fā)掘地就免去了繁重的挖掘之苦。經(jīng)過一番尋找，塔利收獲了他人生中最重要的—塊化石標(biāo)本。

這塊化石中保存的動物看上去像一條“胖蚯蚓”，它身長30厘米左右，有一條“長鼻子”，還有鏟子狀的尾部。雖然塔利在化石收藏方面也算得上見多識廣，但他不曾在古生物圖鑒上看到過，也沒在博物館或化石愛好者俱樂部中見過類似“胖蚯蚓”的化石標(biāo)本。意識到這件標(biāo)本不平凡后，塔利迅速將其送至專門研究無脊椎古生物的專家尤金那里。

在看到這件化石后，尤金不但說不出它是什么動物，甚至無法將它和任何一個已知動物類別聯(lián)系起來。尤金事后寫道：“這個發(fā)現(xiàn)很重要，也讓我很尷尬?！?966年，尤金在論文中正式將這種動物命名為“塔利怪物”，以紀(jì)念其發(fā)現(xiàn)者。

拼出來的怪物

塔利怪物化石所處地層的年代為3億年前的石炭紀(jì)晚期，那時的海洋被有頷魚統(tǒng)治。塔利怪物顯得很另類。如果在當(dāng)時的海洋中遇到塔利怪物，那么首先映入眼簾的是一個長長的“鼻子”，其最前端有一個鉗子一樣的嘴，里面有多顆尖銳的牙齒。在“鼻子”的后面是它流線型的身體：身體前端長著與蝸牛類似的眼柄，體側(cè)有類似鰓孔的小窟窿;身體尾部有水平和垂直的尾鰭。

從塔利怪物那看似七拼八湊的身體上，科學(xué)家找不到任何明確的演化線索：它們的鉗狀長嘴讓人想起歐巴賓海蝎;柔軟的身體和尾部像是魷魚或海蝸牛等軟體類動物;鰓孔結(jié)構(gòu)又與七鰓鰻等脊椎動物類似。塔利怪物的身體構(gòu)造好像一鍋亂燉，匯聚了節(jié)肢動物、軟體動物和脊椎動物的特點。在塔利怪物被發(fā)現(xiàn)后的幾十年時間里，科學(xué)家根據(jù)大量化石不斷提出各種關(guān)于它們身份的假說，但始終確定不了它們是從什么動物演化而來的。

吸血怪物的祖先？

轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)于2016年。當(dāng)時，美國科學(xué)家麥考伊提出：塔利怪物是脊椎動物，并且很可能是現(xiàn)代七鰓鰻的祖先物種。七鰓鰻口若吸盤，內(nèi)有利齒，身體每側(cè)有七個鰓孔，這也是它們名稱的由來。七鰓鰻科下屬的動物個個都是生性兇猛的“吸血狂”，它們是地球上目前僅存的無頷魚（絕大多數(shù)魚有下頜，而七鰓鰻沒有下頷）。

麥考伊掌握了兩個關(guān)鍵性證據(jù)。首先，他發(fā)現(xiàn)在幾乎所有的塔利怪物化石標(biāo)本中，都有一條從眼部沿身體中央一直延伸到尾端的淡色中軸線。在此之前，一些科學(xué)家認(rèn)為它是塔利怪物的消化道，不過事實并非如此。塔利怪物消化道末端的位置更靠近身體前半部分，并且一般在化石中會留下深黑色痕跡。經(jīng)過分析，科學(xué)家證實淡色線條是塔利怪物的脊索（脊椎的前身，有彈性、能彎曲、不分節(jié)），而具有脊索是早期脊椎動物的標(biāo)志性特征之一。

許多魚類化石中都有鰓囊這個構(gòu)造。魚死后一般都是身體一側(cè)接觸水底，這樣形成的化石能夠保留清晰的鰓部形態(tài)。但塔利怪物死后，一般是身體前部或后部觸底，這種姿態(tài)使其在形成化石的過程中鰓部形態(tài)很難完整保留下來。幸運的是，麥考伊找到了一些側(cè)臥的塔利怪物化石，并在其中發(fā)現(xiàn)了類似七鰓鰻的鰓囊結(jié)構(gòu)。

在同年發(fā)表的其他研究中，科學(xué)家在塔利怪物化石的視網(wǎng)膜部分同時發(fā)現(xiàn)了球形和圓柱形的黑素體層，這種視網(wǎng)膜的黑素體分層結(jié)構(gòu)也是脊椎動物的標(biāo)志性特征之一。

找到分子證據(jù)

2020年5月，在另一項關(guān)于塔利怪物的研究中，科學(xué)家再次確認(rèn)了它們的脊椎動物身份。這一次科學(xué)家不走尋常路，他們選擇從“生物學(xué)簽名”入手進(jìn)行研究。

不同大類的動物由獨特的身體化合物構(gòu)成。比如，螃蟹和龜都有保護(hù)自己的堅硬外殼。但螃蟹（無脊椎動物）的硬殼主要由幾丁質(zhì)（多糖）構(gòu)成，而龜（脊椎動物）的硬殼主要由角蛋白（蛋白質(zhì)）構(gòu)成。因此高幾丁質(zhì)含量是無脊椎動物的生物學(xué)簽名，而高蛋白質(zhì)含量則是脊椎動物的生物學(xué)簽名。

在該研究中，科學(xué)家對塔利怪物的多個化石樣本進(jìn)行了“原位拉曼顯微光譜分析”，這是一種通過激光使特定分子基團(tuán)發(fā)出不同共振光譜的分析手段。由于幾丁質(zhì)和蛋白質(zhì)具有各自特有的分子基團(tuán)，這種分析可以讓科學(xué)家掌握化石中殘留的有機(jī)物種類和比例。分析結(jié)果顯示，塔利怪物化石樣本中的蛋白質(zhì)比例更接近脊椎動物的模式。在分子層面的堅實證據(jù)支持下，塔利怪物的脊椎動物身份終于被確定。

雖然科學(xué)家已經(jīng)幫塔利怪物找到了它們的歸屬，但怎樣解釋它們和其他七鰓鰻科動物（無論是已滅絕的，還是現(xiàn)存的）外形的巨大差異呢？

其實，提出這個問題的人或多或少誤解了進(jìn)化。提到七鰓鰻，許多古生物愛好者就會想到“原始魚”。而一旦在七鰓鰻和原始魚之間畫上等號，人們就容易把所有原始魚類都想象成現(xiàn)代七鰓鰻的樣子。七鰓鰻的確是現(xiàn)存的原始魚，但在數(shù)億年間，七鰓鰻家族在身體構(gòu)造的進(jìn)化方面進(jìn)行了無數(shù)次探索和實驗，誕生過一系列復(fù)雜、罕見甚至奇葩的身體構(gòu)造改變，塔利怪物的存在就是最好的證據(jù)。