杨杰：石头里寻找生命大爆发的痕迹
地球上有这样一群人，他们用双脚丈量始祖栖息繁衍的地方，从残存的蛛丝马迹中挖掘生命演化的进程。杨杰，云南大学古生物重点实验室副研究员，就是这群人中的一份子。2016年春，他所在的科研团队在《美国国家科学院院刊》（即《PNAS》）上，报道了寒武纪（约5.42～4.88亿年前）节肢动物的神经系统进化，这一科研成就入选了2016年度中国十大古生物学进展。
初入生命之门
古生物地质学偏僻、冷门，似乎永远蒙着一层神秘的面纱。地球五十多亿年时间，生命体结构几乎有四十亿年都隐伏不现，仅有一些原始的藻类和菌类，学界称其隐生宙。直至大约5.7亿年前，生物逐渐演化出较高等级的生命体，显生宙由此开始。
显生宙的开端称为寒武纪，此时，各门类动物突然呈爆发样式出现，古生物学家将其命名为“寒武纪生命大爆发”。达尔文在《物种起源》中提到了这一事实，并大感迷惑，因为这似乎与进化论不符。最终达尔文只能以“地质记录不完全，缺乏早期动物化石”来解释。
1908年，美国地质学家维尔卡特在加拿大境内的布尔吉斯山发掘出了100多种保存得十分完整的无脊椎动物化石。维尔卡特把这些动物称为布尔吉斯生物群。经研究，该生物群约存在于寒武纪中期（距今约
5.05亿年）。
1980年代，我国地质学家侯先光在云南澄江县的帽天山发现了120余种古生物化石。经鉴定，这些化石属于寒武纪早期（距今约5.3亿年），比加拿大布尔吉斯生物群早了2500万年。
澄江生物群的发现与研究推进，是杨杰科研生命中的重要节点。
“事实上我是学历史出身的，但我对古生物学科太热爱了。当初侯先光到云南后，希望组建一支团队。我跟他讲，我想跟你做研究，哪怕让我扫地都行，最终我很荣幸地加入了。”澄江生物群刚被发现的时候存在一个问题：尽管古生物学家知道它比布尔吉斯要早，但不知道它确切的地质年代。“我的运气很好，刚好中国科学院南京古生物所的金玉玕院士想做这个工作，他来到了云南。因为我对野外最熟，就陪着他到处去考察。”
在漫长的研究过程中，杨杰始终怀有这样的疑问：“为什么生命痕迹在澄江生物群过后就消失了呢？这么丰富多彩的生物群在随后的地层里无法探知，直到布尔吉斯生物群出现的几千万年间，生命体究竟是怎么演化的呢？” 群下面的岩石，是有记号的砂岩。搞地质的都知道，有记号的砂岩就是海退（海退，就是深海变成了浅海，浅海变成了陆地）。当生物的生存环境不在了，过去的海洋变成了陆地，生物肯定无从寻找。但我想到，海岸线不是一样深，只要耐心寻找，也许会找到一个在海退中没有完全退干的海湾，它就成了澄江生物群的避难所。”带着这样的猜想，杨杰开始了在野外地质层中漫长的找寻。
常常他们一早就进山，用沉重的地质锺与十字镐重复敲打岩层，直至夜晚。累了，就席地而坐休息片刻；饿了，便吃点随身携带的干粮。开采过程中的受伤，已是司空见惯，数不清的蚊虫与蛇蝎威胁。2011年，杨杰真的发现了这样一处地质遗迹。
“这个地方叫小石坝，于是就被命名为小石坝生物群，澄江生物群的亮点，在这儿得到了延续。我们经过六年的研究，发现这个地方很有特点。它既有澄江生物群的东西，又有布尔吉斯生物群的东西。过去对布尔吉斯生物群的研究发现很多东西，但解释不了，因为之前研究的澄江生物群和它对不上号，中间的时间太漫长了， 生物不断演化的环节是缺失的。小石坝生物群的发现刚好让我们找到了中间缺失的部分。这样一来，我们就把全世界最瞩目的两个古生物地质学的圣地（布尔吉斯生物群和澄江生物群））联系起来了。”
谈起发现小石坝生物群的过程，杨杰分外激动。“当时我研究的地层在红井哨组（一个地层段的名称），前辈的科学研究认为这里是哑地层。所谓哑地层，是指这套地层不会说话。我一直有个梦想，想让这套哑地层重新说话。当时在这边勘探的时候，我刚好带着两个学生上山。本来我们的目的是看下面的一套地层，结果那层地层标本不理想。我就带他们到了上面的红井哨组这一地层。当时，望着那个记号的砂岩，我说反正也到这里了，看看能否撞大运淘到宝。那天学生一扒，就发现了一个节肢动物碎片，尽管它没有任何研究价值，但它说明一个重要的信息——这套地层不是哑地层！
于是，杨杰把全部精力都投入到研究这套地层上。“我们找到的东西简直令人震惊，这些节肢动物的标本太漂亮了！那些神经、那些腿简直栩栩如生，而且保存得特别完整！”
的化石富集层虽然已经暴露，可覆盖在上面的砂岩和泥土都已松动，挖掘随时都可能引发崖壁崩塌。为安全起见，他们只得爬上崖顶西侧先挖出一段狭窄的空间让人站稳，再逐步拓宽慢慢清理。“我们挤在一起敲打刚挖开的岩石，没想到这给我们带来了意外的收获！保存精美的软体大型双瓣壳节肢动物不断出现，还有一种从未报道过的珍稀节肢动物！”
后来杨杰拎上十字镐和地质锺，又爬上打到新节肢动物的那一团岩石处继续挖。他小心地砸着岩石，白板，白板，还是白板！劈开的岩石里连化石的碎片都见不到。身前的岩石砸完了，什么都没碰到。他用十字镐又钓了一些高处的岩石下来。放下十字镐，开始用地质锺随手砸了一下落在脚前的岩石。灰黄色的围岩中竟露出了让人心跳的红色，杨杰捡起来用放大镜观察并大声叫喊：“出货了！”。那是一个长着一双大眼睛的节肢动物，在那套地层中还从来没有见到过这样的标本，“肯定是个新家伙！”杨杰一边叫一边将标本递给学生欣赏。“随后我用放大镜仔细观察，我 打到的是一个完整的小奇虾！”
“奇虾这种标本，布尔吉斯打了整整一百年，只有两块完整的；澄江动物群也采了将近三十年，完整的只有一块。幸运如我，竟然打到了不曾奢望的完整奇虾标本！”杨杰在这里发现了学名为“昆明澄江虾”的原始节肢动物，这是迄今已知最古老、最精细的腹神经索系统化石。
石头里碰神经
“2013年我们在《NATURE》上发表了关于小石坝生物群生物种类的论文。我们当时观察到了化石中的神经节，但好多人都不信服。因为那时候观察到的只有几节，太少了。我们实验室专门研究节肢动物的刘煜博士说，除非你再给我找一块标本，神经索是从头贯穿到尾的，否则我就不信。”当时杨杰非常无奈，“化石保存有多难！我能看到几节已经很不容易了。你让我挑一条从头到尾的，几乎是不可能的。”但为了证明结论，杨杰把所有的标本都拿出来继续观察。“当时大概有 三四百块标本，我一块又一块地仔细观察。结果真的让我捕捉到了一块，从头到尾贯穿得相当好。石头里的神经节，每一段只有0.2毫米长——说得形象一些，就是把一粒米砸碎，碎掉的粉末差不多就是0.2毫米大小。”
剖这么精细的结构，要屏息静气地用针尖慢慢碰触围岩，围岩松动后用吹气球清除，然后再一次去轻轻碰……这些串珠一样的神经节，不像一般的标本那样是修或挑出来的，而是杨杰和学生们耐着性子慢慢碰出来的。“我们重新把结果送到德国。那边的研究手段是荧光显微镜，他们不光能看到分节，还能看到神经末梢。神经到了末端，会分成小细丝状的延伸出去，我们甚至连末梢结构都看到了。这一下，全世界的科学家都承认了！我们是全世界第一个直观地看到了原始节肢动物神经节的！”
杨杰在自己的科研日记中写道：“这是全世界第一次在页岩化石中看到纵观全身的节肢动物腹部完整神经索——应该再也不会有第二块了。