小夥伴們,如果你從事的是地質或古生物行業,那對“寒武紀生命大爆發”這件事一定不陌生。這是一場重大的生命演化事件,是指在距今約5.6-5.2億年前,這一相對較短的地質曆史時期内,動物門類相繼大量地出現在地球上。
額外給大家科普一下,地球存在的幾十億年,依次被人們分為了冥古宙、太古宙、元古宙、顯生宙。寒武紀生命大爆發,就意味着顯生宙的開始(顯生宙就是指生命活躍的時期),而寒武紀之前的時期,則被統稱為“前寒武紀時期”。
因此,縱觀地球長達38億年的生命演化曆史,這短短的4000萬年的寒武紀時期,确實隻能說是短暫的一段時期了。而在這不到地球曆史的1%的時間裡,誕生了絕大多數現存的動物門類的祖先。同時,在這個時期,以動物為主導的海洋生态系統初次形成,奠定了顯生宙海洋生态系統演變的基礎。另外,必須提一下,寒武紀大爆發的時間并不僅僅局限在寒武紀時期, 而是發生在埃迪卡拉紀晚期向寒武紀早期過渡的4000萬年内。
為什麼生命會在這一時期集中爆發呢?這個問題自達爾文提出進化論以來,就一直困擾着古生物學、分子遺傳學、地質學、地球化學等相關學術界。作為古生物學和地質學上的一宗懸案,這個問題常常被列為自然科學領域的重大難題。對于這個科學難題,人們已經探索了近200年,雖然認識不斷提高,但仍未攻克。
早在19世紀,達爾文就在其《物種起源》中提出“地址記錄的不完整性”這一論點,認為在最早的化石記錄之前,生命演化已經進行了很長的一段時間, 這段時間甚至比寒武紀到現在的時間還要長。因此,達爾文的進化論觀點認為,寒武紀大爆發是由地質記錄的不完整性造成的化石保存假象,也就是說其實這隻是一場“化石的爆發”,并不是真正的生命大爆發。
自1948年以來,科學家們繼續對這個難題進行研究,通過不斷的假設、推測、驗證,多學科研究表明: 雖然地質記錄的不完整性是不争的事實, 但是寒武紀早期地層中“化石的爆發”可以真實地反映動物門類的爆發式演化過程。
近期,關于寒武紀生命大爆發的原因,科學家們給出了新的探索性解答。中國科學院南京地質古生物研究團隊,通過對西伯利亞寒武紀早期碳酸鹽岩地層的碳、硫同位素研究,發現每次氧氣産量增加,動物多樣性就明顯增加,而産量減少,動物多樣性随之降低。因此,該團隊認為地球上大氣與海洋中的氧氣含量的多少,是控制生物多樣性的一個開關。也就是說,在20億年前,地球上出現了藍藻,其光合作用導緻地球上的氧含量不斷上升。在寒武紀時,地球上的氧氣含量達到了頂峰,可能就此造成了多樣性的生物門類的爆發式進化。
當然,還有科學家基于哲學上的量變引起質變,提出了一種“收割原理”。該原理認為,地球寒武紀前30億年的時間,生命物種相對較簡單,食物鍊與階級性不明顯,各物種間沒有明顯的競争。這樣和平度過了幾十億年,生命物種數量不斷累積。後來,集中在某一時期,就發生了質變。這一時期,為了捕食和繁衍,更高級的物種出現了,物種間的食物鍊與階級性不斷顯現。這一現象,則被人們稱為寒武紀生命大爆發。
總的來說,寒武紀生命大爆發可能是地質記錄的不完整性造成的化石保存假象,但這時期确實存在生命爆發式的演化。從外在條件上來看,也可能是氧氣含量到達一定程度,導緻生命物種多樣性的出現。也許,也可能是量變引起質變的一個必然原理導緻的必然結果。
關于寒武紀生命大爆發,小夥伴們還有什麼想了解的,歡迎留言關注,我們下期再見。
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