寒武紀生命大爆發:生命真的是在寒武紀突然出現的嗎?

2020-12-06 博物致知計劃

一、 達爾文的疑惑

早期的地質學家們研究地球歷史演變的時候,最主要的觀察對象就是我們腳下的巖層。這些巖層,是在漫長的地質歷史時間內形成的,一般情況下越是古老的地層,被埋的就越深,越年輕的地層被埋的就越淺。

越深的地層越古老 圖/見水印

我們現在在河邊、湖邊、海邊見到的沙灘、泥灘,如果沒有人類幹擾的話,它們也將被埋藏到地下深處,經過漫長的時間後最終變成一種叫做砂巖或泥巖的巖石。

在這些沙子、泥土被埋藏到地底下的過程中,也會有一些死亡的生物被一起掩埋,這些死亡的生物也會逐漸形成巖石,這些就被稱為化石。

保存在砂巖中的化石

早期的地質學家們就是利用這些巖層和巖層中保存的化石來研究地球生命演化的。1859年,達爾文在進行地質考察的時候發現了這麼一個問題:在比寒武紀巖層更為古老的巖層中找不到化石,但是從寒武紀開始,化石卻好像不要錢一樣大量地出現。(寒武紀:5.41-4.85億年前)

寒武紀之前幾乎沒有化石

與達爾文同一時代的諸多地質學家們都遇到了這個問題,他們百思不得其解,達爾文甚至在他的《物種起源》中將這一問題歸為三大難點問題之一。這一生命噴湧而出事件被廣泛認為是生物演化歷程中最壯觀但又最難理解的一幕,因此被形象地稱為「寒武紀生命大爆發」。隨後,「寒武紀生命大爆發」這一名詞也開始逐漸被大眾們了解和接受。

二、 寒武紀生命大爆發真的存在嗎?

當然了,生命並不是真的從寒武紀才出現的。科學家們在38億年前的巖層中就發現了生命的痕跡,但是那時候的生命都是特別微小的單細胞形態。這些單細胞生物們群居生活,在它們生活的時候會遺留下很多礦物質膠結在一起,這些膠結在一起的礦物質形成化石後被稱為疊層石。

疊層石

生命以這種單細胞的形式存在了很久,一直到6.35-5.41億年之前,地球上才開始出現一些肉眼可見的多細胞生物,這段時間被稱為埃迪卡拉紀,但是可惜的是,埃迪卡拉紀的生物們與現生生物差別很大,它們似乎在埃迪卡拉紀末期就集體滅絕了,因此它們並不是現生生物的祖先。

埃迪卡拉生物化石
埃迪卡拉生物群復原

那麼,既然生命早在38億年前就出現了,寒武紀生命大爆發這個詞還準確嗎?實際上寒武紀生命大爆發,說的並不是生命的突然出現,而是說寒武紀生命形態的多樣化。

在生物的分類中,通常按照級別分為7個等級:界、門、綱、目、科、屬、種。界是最大的一個等級,一般來說,所有的生物都可以分為5個界:原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和動物界。

在寒武紀之前,這5個界就已經出現了。寒武紀大爆發真正爆發的點在於門一級的生物,絕大部分門一級的生物在寒武紀就已經出現了。舉個例子,我們人類屬於動物界脊索動物門哺乳綱靈長目人科人屬人種。

人的生物學分類

那麼,在寒武紀出現的實際上就是脊索動物門的生物,這些生命的樣子,與我們如今見到的生命形態差距非常大,但是卻在漫長的演化中進化出了如今幾乎所有的現生生命。比如,在寒武紀,出現的脊索動物門生物,是一種叫做海口魚的生物,這種生物只有原始的脊索(脊索是軟骨,脊椎是硬骨,脊索最終演化成了脊椎),但是就是這種生物,在往後的5億年中,演化出了你我在內的諸多脊椎動物。

世界上最早的魚—海口魚
海口魚復原圖

現生動物可以分為38個門類,其中超過29個門類在寒武紀就已經出現了,因此寒武紀生命大爆發,這是一次真實存在的生命演化事件,而不是達爾文等人因為數據收集不全或是技術手段落後而造成的誤判。

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    :馮偉民(中國科學院南京地質古生物研究所)距今約5.3億年前,一場地球生物進化史上最為壯觀的「寒武紀生命大爆發」「驟然」上演,幾乎所有門類現生動物的祖先分子在很短的時間裡湧現了出來,其複雜而多樣的生命形態與之前漫長演化過程中出現的原始生命體截然不同。
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    據英國《每日郵報》網站11月20日報導,在地球45億年的漫長歷史中,寒武紀生命大爆發是意義最為重大的事件之一。那次突飛猛進的生命進化過程的結果是,幾乎所有現代動物門類都在地球上突然出現了。眾多的寒武紀化石記錄了地球上生命快速進化的歷程,但此次生命大爆發的原因仍然是個謎。
  • 直接推翻了進化論的地質學發現 寒武紀生命大爆發
    但是,達爾文在書中這樣寫到 「今後如果有人對我的理論提出挑戰,這很可能來自對寒武紀動物突然大量出現理論的解釋。」 讓達爾文心虛和迷感不解的寒武紀動物突然大量出現的現象,在單術界被稱為「寒武紀生命大爆發」,它是種與進化論相違背的地質現象,至今仍是學術界研究的熱點。
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