「行走的仙人掌」化石標本以及復原圖。
本報記者 王天洋
近日，省委科技工委、省科技廳組織了中央和省級主流媒體記者集中採訪重大基礎研究成果的活動。在西北大學，一項被譽為「行走的仙人掌」的科學發現揭開了節肢動物的起源之謎。
2011年2月24日，西北大學劉建妮教授在英國《自然》雜誌發表封面論文，內容是通過對我國雲南澄江化石庫中一種叫作「仙人掌滇蟲」的葉足動物的研究，首次初步破解了節肢動物門起源與早期演化這一長期困擾學術界的科學難題，在國際古生物學界引起了巨大反響。
這一難題當時是如何破解的？記者專程走訪了劉建妮教授，為您揭開其中的奧秘。
興趣是最好的老師
愛因斯坦說過，興趣是最好的老師。談起為什麼選擇這類「貌不驚人」的微型古生物作為自己的研究對象，劉建妮饒有興趣地說：「我從2001年攻讀碩士研究生階段就開始從事寒武紀葉足動物的系統研究，之所以選擇葉足動物，完全是因為被它們柔軟的、細弱的腿所支撐起來的肉乎乎的身體『萌』化了。」
葉足動物，顧名思義，是一類具有柔軟葉片狀足（附肢）的動物。這一類群雖然在5.4億年的寒武紀非常繁盛，但現在已經全部滅絕了。既然葉足動物已經全部滅絕，研究它們有什麼意義呢？據介紹，葉足動物雖然已經滅絕，但它與地球上最大優勢類群節肢動物（蜘蛛、蟑螂、蝴蝶、蚊子等）的起源密不可分。現生動物中，節肢動物佔80%以上，同時節肢動物也是寒武紀大爆發時期的最龐大類群，因而其起源研究一直是進化生物學中最受關注的一個重大課題。節肢動物到底起源於哪一類更為低等的生物？古生物學家和進化生物學家根據寒武紀時廣泛出現的軀幹和附肢皆不分節的葉足動物化石曾推測，這些構造簡單的蠕形動物很可能是節肢動物的原始祖先。然而，學術界一直沒有發現這兩大類群之間關鍵的早期演化過渡類型的化石證據。節肢動物之所以稱為節肢動物，是因為它們同時具有分節的附肢和軀幹。於是，節肢動物到底是先創新分節的附肢還是先進行軀幹分節，構成了節肢動物起源謎團的爭論焦點。
而想要揭示節肢動物起源的奧秘及演化歷程，除了分子生物學和解剖學所給出的間接證據外，更需要已滅絕了的「葉足動物」提供直接的化石實證。
六載艱辛揭開節肢動物演化奧秘
2005年，劉建妮在位於我國雲南澄江的寒武紀化石庫中發現了一種奇特的生物——「仙人掌滇蟲」。它來自距今5.4億年前的寒武紀海洋，渾身長刺，身體和腿基本一樣粗。
「拿到這個化石的第一反應是覺得很奇特，但它的科學意義在哪？暫時又說不清楚。」劉建妮說。經過查閱大量文獻和不斷探索，2009年，她初步推斷這種生物極有可能是學術界期待已久的，曾湮沒在遠古歷史塵埃中的節肢動物的一個祖先。適逢當時拿到德國洪堡獎學金的資助，為了證明自己的推斷，她帶上近40塊化石來到德國，和柏林自由大學及柏林自然科學博物館的研究員仔細推敲，終於從中找到關鍵的生物演化信息。
他們發現，「仙人掌滇蟲」已經發育出分節的附肢，但卻仍保留著柔軟的蠕形軀幹，這表明節肢動物附肢的分節明顯早於軀幹的分節，這一發現對節肢動物門起源與早期演化這一困擾學術界的科學難題給出了初步答案。
從找到第一塊化石到最後以論文的形式發表，整個研究歷時6年，中間反反覆覆經歷了許多失敗。劉建妮團隊及國外合作者自始至終都秉持著嚴謹踏實的作風以及不功利不放棄的精神，經過一次次的討論，一點點解決每一個疑難問題，辛勤的汗水才換來了現在的成果。
「行走的仙人掌」蜚聲海內外
「行走的仙人掌」是劉建妮對「仙人掌滇蟲」的暱稱，因為其外形酷似具刺的仙人掌。
劉建妮首次揭示了「原口動物亞界」中最令學術界困惑的起源謎團，即節肢動物門的起源與早期演化難題，受到國際同仁的高度讚揚。英國皇家學會、劍橋大學對這一發現給予了高度評價，國內外幾大主流媒體紛紛以專題新聞的形式報導了這一重大發現，美國國家地理新聞、英國著名的科普雜誌《新科學家》、德國通訊社等國外多家學術媒體紛紛對該成果進行了大篇幅的報導。「行走的仙人掌」研究還入選了2012年度國際十大生物新屬種，這是唯一入選的化石新屬種，也是唯一一個代表中國入選的生物新屬種。
多年來，劉建妮教授以其豐碩的科研成果多次獲獎，先後榮獲國家自然科學獎二等獎、陝西省科學技術獎一等獎、第十一屆中國青年女科學家獎等獎項。當年女科學家獲獎者中，她是最年輕的，地質學領域僅此1項。