地球是什么時候開始熱鬧起來的？生命進(jìn)化的開關(guān)是如何打開的？一起來了解下被列為“十大科學(xué)難題”之一的“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”。（更多內(nèi)容請看“講好我們的地球故事專題”：http://t.cn/RuZIuBp）
地球自誕生之后,經(jīng)歷了極其漫長又了無生趣的時光。當(dāng)?shù)貧せ顒于呌诜€(wěn)定，火山爆發(fā)漸次停歇之后，孤寂和冷清是世界上的主宰。早期出現(xiàn)的水生細(xì)菌和藻類生物只是悄無聲息地存在于海水中，在進(jìn)化的路上蝸牛般地爬行著。
孤寂冷清的地球
時間在地球的旋轉(zhuǎn)中慢慢流淌，經(jīng)歷了大約40億年時光，地球邁進(jìn)了“寒武紀(jì)”，距今約5.4億年。此時的地球發(fā)生了極其突然的變化，千奇百怪、各種各樣的后生動物似乎是在轉(zhuǎn)瞬間便出現(xiàn)在廣闊的海洋之中。地球上仿佛突然間熱鬧起來。為什么？是誰給生命演化的進(jìn)程加進(jìn)了催化劑？生命進(jìn)化的開關(guān)是如何打開的？這就是國際學(xué)術(shù)界列為“十大科學(xué)難題”之一的“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”。
生命大爆發(fā)讓地球熱鬧起來
當(dāng)我們看到那些從寒武系地層中采集的精美的生物化石的時候，似乎或多或少地能看到發(fā)生在久遠(yuǎn)過去的一些故事，盡管是那樣依稀，那樣朦朧。
寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的主要化石證據(jù)中，最為著名的是我國的“澄江動物群”。1984年7月1日，我國古生物學(xué)家在云南省澄江縣城東南帽天山發(fā)現(xiàn)了目前世界上最古老、保存最完整的帶殼后生動物群。
這是一個內(nèi)容十分豐富，保存極為完美，距今約5.3億年的化石群。現(xiàn)已描述的化石共120余種，化石門類眾多，種屬豐富，既包含較為低等的海綿動物、櫛水母動物和刺胞動物，還有各類三葉形動物、甲殼形動物、葉足動物、腕足動物等原口動物類群，更有棘皮動物、半索動物、尾索動物、頭索動物、真脊椎動物等十余個門類。
眾多的生物化石，首次從5億多年前的地層中重見天日，栩栩如生地再現(xiàn)了遠(yuǎn)古海洋生命的壯麗景觀和原始特征，以豐富的生物學(xué)信息為“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”提供了直接證據(jù)。澄江生物群的發(fā)現(xiàn)，被國際上譽(yù)為二十世紀(jì)最驚人的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。
澄江動物群復(fù)原圖
地球生物演化在寒武紀(jì)發(fā)生如此劇烈的“爆發(fā)”，給人們帶來驚喜的同時，也帶來極大的疑惑。按照達(dá)爾文的生物進(jìn)化論，生物進(jìn)化是從簡單到復(fù)雜，從低級到高級緩慢演變過程，是通過自然選擇和遺傳變異兩個車輪緩慢滾動逐漸實現(xiàn)的。而生命大爆發(fā)卻告訴我們，水是燒開了，但加熱過程卻無從知曉?？茖W(xué)家們對此趨之若鶩，提出許多試圖揭示生物爆發(fā)之謎的假說。
澄江動物群化石
有人認(rèn)為，早期具有光合作用的藻類生物沒有捕食者，所以大量繁衍，使大氣和水體中的含氧量飆升，生物的多樣性演化加速，同時氧氣的積累使臭氧層不斷完善，讓生物有了在淺海區(qū)域生存而不被紫外線傷害的可能；也有人試圖在證明，地球的火山活動為地表提供了大量的鈣質(zhì)，氧氣和鈣質(zhì)的含量增加對生命殼體和骨骼的發(fā)育奠定了基礎(chǔ)，導(dǎo)致寒武紀(jì)動物的井噴式出現(xiàn)并得以迅速演化；
還有人認(rèn)為，生物大爆發(fā)之前，沒有大型生物的捕食關(guān)系，在捕食者出現(xiàn)之后，食物豐盛無比，充足的食物使之空前繁盛并迅速演化，同時，動物們向捕食與防止被捕食方向快速變異，導(dǎo)致千姿百態(tài)的生物不斷地涌現(xiàn)。
各種假說百花齊放，雖各有依據(jù)，卻也各有漏洞和不足。寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的謎題至今仍沒有完美的解釋。這可能正是科學(xué)研究所具有的魔力吧。
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