羅馬詩人奧維德在兩千多年前以古希臘和羅馬神話為背景，描繪了神話世界中的歷史傳說，該巨作就是《變形記》。在作品中大量虛構了任務或者真事的變形事件，其中有人物變成各種動物、植物的情節。但是，現實世界中是沒有這樣的奇跡的，有的只是蝌蚪變成青蛙、毛毛蟲變成蝴蝶的事實。想想看，兩個完全不同的身體形態和生命週期，卻來自一個受精卵發育而來，這肯定是自然界中最奇特的過程之一。如今，生物學家唐納德威廉姆森認為物種在數億年前的寒武紀曾經出現雜交轉移的現象，從而解釋了為什麼生物幼蟲與成蟲之間存在巨大的形態差異。

所有動物最早的祖先可能源於一個類似於水母幼蟲的簡單細胞



詩人奧維德的《變形記》就像是一個千年的觀察員，亞里士多德也曾試圖去瞭解胚胎生命延續的意義，他認為例如完美的蝴蝶在其出現之前就已經存在，並不因為發生了改變而出現。今天，我們看到昆蟲世界中出現的變態發育就是一個很好的解釋，比如說蝴蝶。我們同時也知道，這種現象遠遠超過了當時亞里士多德所認識的。昆蟲和兩棲動物都是非常熟悉的例子，此外還有驚人的15種獨立的海洋生物門，這些都是非常吸引人的地方。科學家發現，在「變形」的海洋無脊椎動物中，存在著各種莫名其妙的變換方式。我們目前能瞭解到其中一些海洋生物的情況，憑藉著幾十年的潛心研究，我們正在尋找動物自身發生進化的演變過程。


在海洋歷史上，存在著這麼一個理論：認為生活在海洋中的生物，在五億年前發生了較大規模的變態成長，這就是被稱為「寒武紀大爆發」。該突變席捲了整個動物王國的世界，並且產生了旺盛的進化趨勢。早在19世紀70年代，查爾斯達爾文的朋友兼門生弗朗西斯梅特蘭貝爾福（Francis Maitland Balfour）建議：如果我們能跟蹤早期海洋生物的有蟲主要形式，我們就會發現動物王國的共同祖先。但是，他也意識到不能簡單地磨滅海洋生物在缺失環節上的作用，這是因為這些海洋生物以及再別的地方已經出現演化。於是，他開始系統地比較各組海洋生物的幼蟲並制定出其中進化的途徑。

弗朗西斯梅特蘭貝爾福分析認為：其中存在著一個問題，困擾著揭開海洋生物變態發育的奧秘。通常情況下，一些聯繫非常緊密的物種存在著各不相同的幼蟲，這就說明了，他們並不是從一個源頭發生演化而來，但是在某些時候，在後來的進化中形成了第二次形態的改變。對此，貝爾福通過比較分析研究，有些海洋生物源於一個主幼蟲時期，可能是一個簡單的球形結構，並覆蓋著突起，其被稱為纖毛。刺胞生物門的幼蟲就是這個樣子，旗下有兩個分類，即水母和水螅，它們是最早出現在化石記錄中的動物。


當時，達爾文和其他研究學者分析了他的想法，認為這是一個大膽的分析且很讚賞這個觀點，本來想出版一本關於此想法的書籍，但是幾年後弗朗西斯梅特蘭貝爾福在一次登山事故中死亡，他的工作幾乎被人遺忘。然而，在一個世紀前，另一個生物學家舉起來這個指揮棒。這個生物學家便是唐納德威廉姆森（Donald Williamson）。他於20世紀的50年代在英國利物浦大學開始工作，起先他是一名專攻浮遊生物的研究人員。他在馬恩島海洋實驗室的研究過程中， 就認為海洋生物存在令人眼花繚亂的各種形式以及奇怪的生命週期，尤其是它們的幼蟲。


比如，砂海星屬的一種幼蟲，就是一個類似半透明透光性良好的藻類進行餵養並生長，而且還可以長大四里面長。然後，就會發生某些特別的變化，它就像一個外來的物種侵略者，還是多變造型的成蟲，並在幼蟲內部的腔體增長，外面的部分就是海星了。幼年的它們還能到處漂浮，而成蟲之後變沉澱到海底了，生存和生長，在漆黑的夜晚出現捕捉獵物。同時，幼蟲個體一般以都是所謂的素食主義者，存在於表層水體之上。


威廉姆森審視了整個棘皮動物門認為海星是一種棘皮動物，其中還包含了海膽，海蛇，海百合類，威廉姆森對這些動物非常感興趣。棘皮動物門包括了一些古老的海洋生物，可以說是從寒武紀開始出現。作為幼蟲時期，大多是兩側對稱的情況，但是它們成年後便成為徑向對稱了，其中的原因是從幼蟲腹腔多功能的干細胞開始發育，使得形態上出現巨大的變化。同樣怪異的屬於變態發育的還有海鞘，屬於脊索動物門，雌雄同體的海鞘在成蟲後會長出新繁殖芽，並重新成長，兩者是完全分來的，而相當長一段時間將其歸類為無脊椎動物.

脊索動物門是一個在動物界高等的生物，顧名思義其背部存在一條脊索，它們有一些基本的功能，比如原始的脊髓，簡單的大腦，這些生物大部分時間在大洋的底部。當然，威廉姆森注意到許多幼蟲和成蟲之間存在著驚人的不匹配現象。由於他不瞭解貝爾福的早期工作性質，他開始構建幼蟲的生命族譜，然後再比較與此相對應的成蟲生命族譜。從這些總結中，他提出了一個備受爭議的「幼蟲轉移」理論，他認為這些幼蟲與成蟲間出現離奇性的不匹配現象是由於這些物種在年代早期，由於一次偶爾的機會形成了雜交種。


換句話說，海洋無脊椎動物的幼蟲和成蟲形式看起來是完全不同的生物體，正是因為他們的幼蟲在演化的過程中出現了雜交的現象。該理論是查普曼和霍爾在1992年提出。這個理論引起了眾多生物學家的懷疑，而威廉姆森則進行了一系列關於不同海洋無脊椎動物門類之間是否存在雜交現象的實驗。這些實驗將可能導致威廉姆森的理論無法適用於在進化論框架下自然雜交的情況，但是卻可以在雜交的後代中觀察實驗是否成功，這也可以說明眾多生物學家認真地採納威廉姆森的理論。


威廉姆森在2006年繼續拓展了他的想法，他提出不同物種之間的雜交是一種非常迅速的進化潛力，這可能有助於解釋動物王國本身的起源之謎。持該論點的論文曾刊登在倫敦林奈學會動物學雜誌上。現代動物的先驅者首次出現在5.45至5.25億年前，在加拿大布爾吉斯頁岩和類似的岩床上發現的化石表明，這些先驅者的到來並沒有預示著接下來會發生大規模的進化時期。而布爾吉斯頁岩地區則是一處對生物學家而言是不尋常且驚人的地方，在生物學家古爾德後期著的書籍中提到，該地區就像是一個迅速開花的基因組，在此期間，幾乎所有現代動物的主要群體都可以在這裡找到祖先，如同平地驚雷般地出現了，這個「爆炸」被稱為「寒武紀大爆發」。


但是，對於威廉姆森而言，並沒有出現令人信服的證據顯示史前生物出現了重大且快速的雜交時代。但是生物學家古爾德注意到，在一些布爾吉斯頁岩地區確實存在著具有特殊結合功能的物種出現，通常是幾種不同的物種。英國劍橋大學生物學家西蒙康威莫裡斯（Simon Conway Morris）認為：在寒武紀物種統計上，有一個非常奇特的生物，它的頭部類似於節肢動物，但是它的腹部卻是屬於另外一個完全不同的門類。


對此，威廉姆森在他的一篇論文中提出，動物身體結構主要組成部分的異同是由於它們在幼蟲時期已經通過雜交轉移，這就導致了身體各部分有些與此門類相似，有些則不同。奇幻般的外表之下，隱藏著雜交轉移的現象。事實上，威廉姆森更進一步指出，這個變化可追溯到寒武紀時期，正是大量生物在寒武紀爆發出快速演變的現象，導致了許多由於這個原因而產生的雜交轉移，只是我們還沒瞭解到這些雜交發生到了何種程度，這個發現對現代動物門類的起源存在驚人的暗示。