如果从化石堆里挑出一个数字,可能会让今天习惯“左撇子”“右撇子”的人心里一动:在一种5.5亿年前的无手蠕虫化石中,近七成的身体弯曲方向,都指向了右侧——是向左弯曲数量的两倍。这是一群连骨骼、肌肉都还没演化清晰的小东西,却把一种近似“右转偏好”的行为痕迹,留在了南澳大利亚的古老海床上。这个数字本身就带着问题:到底是一阵远古的海流把它们统统推向右方,还是它们自己真的更爱往右扭?

最近发表在《科学报告》上的一项研究,把这个问题重新摆上了台面。研究团队翻出一百多块斯普里格蠕虫(Spriggina floundersi)化石,它们来自南澳大利亚的尼尔佩纳-埃迪卡拉国家公园和南澳大利亚博物馆。斯普里格蠕虫长得像一片压平了的小叶子,身子分成一节一节,整体不比拇指大,生活在5.38亿到6.35亿年前的埃迪卡拉纪浅海海底。人们对它的生活方式一直了解得很少,但这一次,它留下的弯曲姿态成了关键线索。

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争论其实早就有了:化石里的斯普里格蠕虫常常是弯着身子的,有时向左弓,有时向右弓。一些研究者猜测,可能是活着的时候它就会蠕动,自己把身体扭成了这些曲线;另一些人则觉得,这些动物死后,只是被水流冲一冲、卷一卷,随机歪成了化石里保存的模样。换句话说,一边在说“生物自身有方向偏好”,另一边在说“只是环境外力摆出来的姿势”。如果想确认到底哪一种解释成立,就需要一种很直观的方式——看看是不是真有某一侧弯得特别多。

这项新研究做的就是这件事。由美国自然历史博物馆的无脊椎古生物学助理馆长斯科特·埃文斯领衔,研究人员测量了超过100个斯普里格蠕虫标本的身体弯曲程度。统计下来的结果很干脆:在判断为死亡时身体弯曲的那些个体里,向右弯曲的样本数量大约是向左弯曲的两倍。如果弯曲纯粹是水流随机造成,左右方向应该更接近五五开。这样悬殊的比例,更倾向于指向生物自身的偏侧化行为——也就是一种没有手的“右转习惯”。

“一旦你获得了一种左右不对称的特征,像斯普里格蠕虫这样有了左右之分,你就有可能开始看到它更偏爱某一侧的证据。”埃文斯这样向《纽约时报》解释。这句话的深意在于,斯普里格蠕虫是已知最古老的两侧对称动物之一。它的身体已经分出了清晰的左右、前后、上下,这种身体构型今天绝大多数动物身上都能找到。当身体一旦划分出左右,神经控制、运动方式就有了选择的空间,哪怕只是一条更愿意往右边扭的蠕虫,也可能保留了这种偏好的最早信号。

这里需要小小地停顿一下,把“左右偏好”这个词说清楚。在生物学里,这类现象叫作偏侧化,最典型的例子就是我们人类的左右利手。但偏侧化远不止于有手的动物。鸟类喜欢用某一只爪子抓食,某些鱼类更容易从特定一侧攻击猎物,就连蜜蜂在飞行转向时也表现出群体性的方向偏好。斯普里格蠕虫没有爪子,也没有大脑结构保留下来,但它身体弯曲的姿态,恰好是运动偏侧化一种很直接的化石印记。埃文斯团队的统计,相当于给这种古老印记做了一次定量筛选,让随机外力说看起来不那么站得住脚。

要理解这种判断为什么有价值,得先看看斯普里格蠕虫当时的生存环境。埃迪卡拉纪的海洋里,这是一群刚刚学会“左右”的生物。在那个年代,生命刚从微观世界走出来不久,多细胞大型生物才开始尝试各种奇形怪状的身体方案。许多埃迪卡拉生物是固着或飘浮生活的,而斯普里格蠕虫很可能已经能够主动在海底沉积物上移动。它的扁平、分节身体和隐约的内部分节结构,让一些古生物学家猜测它可能是一种早期节肢动物的远亲,但具体位置至今争议不小。

在很长一段时间里,关于埃迪卡拉生物的很多讨论都集中在“它们到底是什么”上。斯普里格蠕虫1958年由三个在埃迪卡拉山采集到的标本正式命名,成为南澳大利亚的州化石,但它的分类地位一直像未落地的球。有人把它放进环节动物,有人把它和节肢动物联系起来,还有研究认为它属于一个已灭绝的早期分支。它的化石保存往往只有模糊的印痕,软体结构没有留下矿物化的细节。正因如此,直接观察它的“行为”几乎是不可能的,只能靠统计数据说话。

这次研究正是利用了“不完美保存”里藏着的信息——弯曲。在尼尔佩纳地区,许多斯普里格蠕虫化石的末端会略微向右或向左弯,呈现出逗号般的轮廓。过去这些弯曲往往被当作保存过程中的变形,或者被归咎为底流方向的随机影响。但埃文斯团队仔细排除了那些明显是地质应力拉长或压扁的标本,只选取了比较明确反映生物体原本姿态的个体。随后他们量化了弯曲程度,并确认了方向。结果,右侧弯曲的优势并不是边缘性的偶发差异,而是一种稳定地出现在不同采集层位的趋势。

这个结果同样引起了未参与该研究的同行的注意。澳大利亚弗林德斯大学的进化生物学家拉塞尔·比克内尔告诉《新科学家》杂志:“在化石记录非常深的时间里,任何功能性不对称——任何形式的‘利手性’的存在,都给我们提供了重要而有趣的信息,让我们知道这些行为是如何演化的,以及它们在时间上出现得有多深。”这里的“深”字,指的就不仅是化石的埋藏深度,更是演化树的根部位置。在动物神经系统远未复杂化的埃迪卡拉纪,就出现某种左右不对称的运动倾向,意味着偏侧化可能是一种比我们以往设想得更基础的生物特征。

回到化石本身,斯普里格蠕虫的右转偏好究竟是怎么运作的呢?因为没有保存下神经系统和肌肉附着点,我们只能靠比较解剖学来推测。一些现生蠕虫状无脊椎动物,比如某些线虫,在运动时也会表现出转弯方向偏向,这通常与它们的感觉纤毛分布不对称或者肌肉收缩的微小时间差有关。但这种推测不能贸然套用到5.5亿年前的生物上,因为斯普里格蠕虫的身体构型虽然两侧对称,内部结构几乎全无保留。研究团队也谨慎地没有给出具体的神经机制解释,而只是用数据说明:化石弯曲方向的不对称是真实存在的,而随机外力很难产生如此稳定的一侧优势。

在解读数字的时候,还有一个容易被忽略的细节。化石记录到的弯曲,往往是个体生命的最后一幕。也就是说,它可能是在死亡过程中或刚死亡后的姿态。如果弯曲代表了死亡时刻的反应,那和日常运动习惯是两回事。不过研究者对此的看法是,无论它是死亡反射、挣扎痕迹还是平静扭动后的姿势,只要左右方向的不对称比例稳定出现,就意味着生物的神经—肌肉系统在这一刻做出了不对称的输出。而这本身,依然属于偏侧化的一种体现。

这个研究的整个论证过程,就像一个安静的法庭辩论。原告是“双手倒不是必要条件,斯普里格蠕虫就是最早的右转偏好拥有者”;被告是“别多想,那只是水流推出来的假象”。研究人员拿出的证据是一百多个化石的弯曲方向统计,用左右数量二比一的事实,试图说服人们外力随机说难以成立。当然,这个辩论还留着一扇没有完全关上的门:水流方向如果长期固定,理论上也可能造成某一侧的持续偏移。但研究者检查过不同层位、不同埋葬环境的标本,发现右弯倾向依然广泛存在,这使得局部水流假说也显得没那么有力。

对于普通读者来说,这件事的有趣之处其实不在于“无手蠕虫”本身,而在于它悄悄捅破了一扇窗户:我们常觉得“左撇子”“右撇子”是人类特有的文化现象,最多追溯到其他灵长类。但5.5亿年前一条米粒大小、软塌塌的蠕虫,就可能已经选择了某一侧来弯曲身体,这让人不得不重新留意身边那些最不经意的身体偏好——比如你接电话习惯用哪只耳朵,进旋转门时更自然会朝哪边转。当然,这些个人习惯远不等于演化上的证据,但这种联想恰是科普很自然的延伸。

需要再次强调,这项研究的结论仍带着科学应有的谨慎。论文使用的措辞是“可能代表”和“倾向于”,而不是“已经证实”。斯普里格蠕虫的真实运动能力和神经结构仍是巨大的未知。偏侧化行为在化石中的识别,往往依赖于大量样本的定量统计,研究者自己也承认,未来如果有更多保存完好的标本,可能会有新的解释。但目前的数据至少提供了一次清晰的提醒:动物的左右不对称行为,早在演化出复杂大脑之前,就可能已经写进了身体的某种基础规则里。

这个规则的源头,说不准还和更基本的分子不对称有关。一些现生无脊椎动物体内的氨基酸和蛋白质本身就具有手性偏好,只是这些化学层面的不对称如何传导到整个生物的运动行为,中间还有一段很长的解释空白。斯普里格蠕虫的故事只是露出了冰山一角,它没有给出终极答案,却贡献了一个极早期的数据点。

最后可以想一想:在5.5亿年前的浅海泥面上,一条斯普里格蠕虫正小心翼翼朝前探路,遇到障碍时身体轻轻一偏,习惯性地弯向右边,然后消失在泥层的缝隙里。这个动作在它身上重复了一生,没有留下肌肉的痕迹,但方向偏好的统计信号跨过数亿年,被留在了砂岩的印痕里。对于今天站在博物馆玻璃柜前观看那些微小化石的人来说,这种跨越时间的传递,本身就是一件不亚于发现“最早右手”的有趣事情。