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生命简史:海洋时代

 育则维善余言 2018-04-24

     地球的历史就是一段46亿年波澜壮阔的生命历程,46亿年的故事太多太多,而生命从出现到一步步走到今天又经历了太多波折与神奇。也许我们永远也不会得知生命在一个星球上出现的概率有多大,有时候我们觉得这一切都源自偶然,有时候我们又觉得这一切都是必然的,有时候看起来这是一个奇迹,而有时候我们又会认识到,这是生命奋斗历程的自然结局。虽然我们可以了解46亿年历史中那些有关键性影响的事件,但我们永远也不会得知究竟有哪些微小的事件及其所引发的蝴蝶效应,彻底改变了地球生命的历史进程。但我们可以肯定的是,在漫长的历史长河中生命的历程从来没有放慢脚步,它坚定地从卑微走向伟大,从远古走向未来,也一定会从地球走向更辽阔的星辰大海。所以我们所能做的,便是追溯46亿年的光辉岁月,探究生命变迁的沧海桑田,体味命运流转的百折不回。



    故事要从遥远的45亿6700万年前开始说起,这个时候太阳刚刚诞生,而环绕年轻太阳的气体与尘埃便组成了原行星盘,原行星盘内的固态物体我们称之为星子,数量超过了100万亿个,突然间一个具有历史意义的事件发生了,其中的两个星子发生了猛烈碰撞合并在了一起,这是今天所有一切的开始,太阳系历史的进程便这样被更改了。其实在46亿年后的今天,星子碰撞所产生的能量依然以地热的形式储存在地球内部并成为地幔对流的原动力。所谓的地幔对流就是指地球深处的炽热岩石密度变小产生上升热流,同时冷却后的岩石密度变大又沉降到了地幔中,地幔对流可以从地球内部向地表输送和释放热量。地球的体积是比较大的,所以它冷却的时间也很长,此外地球内部的放射性物质转变为其他物质时所生成的热也在持续不断的释放出来,所有这一切都使得这一释放热量的过程在漫长的历史时期中从来没有终止,地球也依然没有冷却下来,依然充满了活力与温度。


    时间继续前进,自从两个星子发生了碰撞合并后又有越来越多的星子加入了进来,由于原行星盘中的星子众多,所以碰撞合并的过程很频繁,最终形成了更大的数量众多的星体,这便是原行星。原行星似乎也遵守着马太效应,在数量众多的原行星中,其中一块椭圆形的岩石明显大于其他岩石,这就是开始急速成长的原行星,也是45亿6000万年前的地球。 当时的地球半径大约为100公里,只是现在大小的15%左右,在受到较大星子撞击的地方,星子及其周围物质融化形成了岩浆池,不过由于这一阶段的地球还相对较小,引力也比较弱所以碰撞所产生的能量还无法形成岩浆海洋。那么关于原行星的吸积作用,我们不禁就有疑问了,当初在原行星盘中,大大小小的由星子撞击合并所形成的石头一定是数量众多的,那么为什么最终就只有水星、金星、火星和地球,这几颗岩石行星最终脱颖而出了呢?,这是因为星子经过不断的碰撞合并会变得越来越大,引力也会越来越大,这样它就有能力吸引远处的星子向自己靠近并最终吞并,这样的结果完全是随机的,地球就是这样不断吸引周围的星子靠近,将其合并为自己的一部分并变得越来越大,而引力逐渐变大的地球也会吞并其他小体积的原行星,逐渐扫清自己的轨道,所以地球是原行星间多次相互碰撞合并而成的。


    太阳系中的其他行星也是以同样的方式成长起来的,不过地球的个头大于火星、金星和水星,这成为决定后来地球环境的一大关键性的转折点。比如说火星的质量只有地球的10.76%,所以它的引力要比地球小得多,这使得火星上的大气都逃逸到宇宙空间去了。遗留下来的大气非常稀薄,无法产生足够的温室效应,所以现在火星上非常冷,平均温度只有-43℃。在这样的环境中地球生命是难以繁殖和演化的,所以说地球真的很幸运,它在数不清的原行星中,在碰撞合并的竞赛中拔得头筹,才给了现在地球生命以创生的条件。


    时间继续推进1000万年,来到了距今45亿5000万年前。这时候的地球已经足够大了,引力也达到了一定的规模,星子继续在地球引力的作用下不断地向地球靠近并越发猛烈的频繁撞击地球。在无数次的撞击之后,地球开始不断变大,这时候的地球已经达到了现在直径的60%,随着地球不断变大,引力也日益增大,这就导致了星子运动的加速,这样一来,来自星子的撞击不仅越发猛烈,而且撞击频率越发加快。在这样的条件下,地球上的岩浆海洋就逐渐形成了,达到了数百公里深的程度,这段历史时期也是地球历史上,唯一一次外部比内部更热的时期。岩浆海洋对地球的发展历程是至关重要的,当时岩浆成分中熔化的铁因为较重,而沉积在岩浆海洋的深处,炽热的铁将下方的岩石熔化并继续向地球中心沉降,就这样地核与地幔等地球内部结构便开始逐渐形成,这时候的地球由于被岩浆海洋所覆盖,所以根本不可能存在生命,但却对日后生命的形成提供了条件。在岩浆海洋下面地球内部分化出地核与地幔,而地幔与地核的产生与后来导致大陆漂移的地幔对流以及地球磁场的诞生有着密切的联系。而此时地球这颗小火球仿佛也在遭受了初生后的阵痛后开始了浴火重生的步伐,踏上了一块从岩石向适合生命存在的行星蜕变的艰辛历程。


    时光继续流转,在距今45亿3300万亿年时又一件具有决定性意义的事件发生了。上面我们说到,地球表面在星子的撞击下熔化,这些熔化的物质有一部分被抛洒到了太空中。但是这些星子的碰撞威力还不劲道。科学家猜测,曾有一个火星大小的天体飞向地球并斜着猛烈撞击地球。这次撞击异常猛烈,导致了地球上大量的物质飞散到宇宙中,形成了一个环绕着地球的圆盘。虽然大部分的物质终归还是要在冷却后坠回地球,但是有一部分物质会相互吸引并靠近聚合在一起,开始围绕地球公转,这就是月球诞生学说之一的“大碰撞假说”所描绘的月球诞生的情境。现在一个十分重要的证据也指明这种观点是月球形成最可靠的猜想,那就是构成月球的物质与地球基本是相同的。那么月球形成这件事对地球来说多重要呢?可以说这一偶然事件在极大程度上改变了地球的历史。大碰撞假说认为,大碰撞使得地球上绝大部分的水蒸气都飞散消失了,丧失水分的地球变得非常干燥,好在后来撞击地球的陨石又为地球续了命,得以为生命的产生提供了条件。有人也许回问了,如果没有大碰撞岂不是更好?


    事实不是如此,如果地球得水得以保留,那么再加上后来陨石给地球续的水,地球很有可能被海洋全部吞没,陆地生命也许就永远不会诞生。当然关于月球的形成还有一种假说,这就是“同源说”。“同源说”认为月球并不是从地球被炸出来的,而是在原行星盘中与地球同时形成的并最终被地球引力俘获,而形成月球的区域与形成地球的区域彼此离得很近,这也可以解释地球与月球无助相同的现象。如果是这样的话,月球的影响仍然不可忽略,因为关于水量的说毕竟只是个猜想,而不论月球到底是怎样形成的,我们可以确定的是,如果没有月球的话,地球上的一天也许会变得更短,就好比地球刚诞生的时候,一天只有5个小时,在月球诞生后,在地月间潮汐力的作用下,地球的一天逐渐变长,直到变成现在这个样子。那么公转时间5小时的地球会产生生命吗?这个我们就不知道了,总之没有现在好。就算产生了生命了,甚至就算产生了人类,也一定没有你我。

 

    就这样地球继续着自我奋斗,到了38亿年前的时候,地球这个诞生于温度极低的宇宙空间的庇护所终于实至名归了,形成了适合生命生存的环境。地球内部分成了地核和地幔,周围被海洋、大气和地球磁场所包围。这些要素各司其职,都是生命诞生必不可少的条件。首先我们来看地核,地核位于地球的中心,主要由铁等金属元素组成,由于地核中的液态铁可以流动,所以在地球周围形成了地球磁场。磁场线从地球北磁极出发进入南磁极,由于来自太阳的粒子带有电荷,所以当其靠近地球磁场时就会改变行进轨迹而沿着磁场前进,这就使地球免受太阳风的侵袭,现在地核分为内核和外核,借助于外核中液体铁的流动地球磁场得以保持。地幔是位于地核周围的岩石层,虽然它是固体岩石,但是通过热岩石上升、冷岩石沉降的方式,其实是在缓慢对流的。在这个过程中,通过热泉喷隘口和火山,生成了生命活动能量之源的物质。此外地幔对流还形成了火山列岛,这使得陆地也逐渐增多。除了地球内部为生命的创生做好了准备,地球表面的环境同样也是蓄势待发。首先大气中富积额丰富的二氧化碳等温室气体,所以尽管当时的太阳亮度比现在昏暗,但是地球依然十分温暖,这样水就可以不结冰而以液体形式存在。同时流通的海洋则将热量从容易被阳光加热的赤道搬运到了难以加热的两极,实现了给整个地球加热的作用。当然除此之外地核、大气、海洋和地幔还有许多功能,它们协调一致,共同发挥作用,从而确保了适合生物生存的环境。其实除了地球上的条件,地球外部的条件也为生命创造了友好的环境,这就是刚刚出生的月球。虽然地球在早期的太阳系中一直遭受大量陨石的撞击,但这一时期陨石撞击有所减少,这正是月球替我们拉去了太多的仇恨。由于月球上没有板块运动,陆地也不会受到风雨的侵蚀,所以现在在月球上还存在着过去的陨石撞击坑的痕迹。正所谓你现在的岁月静好,正是有人替你负重前行,所以感谢月球吧。


    另外地球在太阳系中的地位也十分nice,行星与太阳的距离直接决定了行星上是否存在液态水,也决定了行星的大小以及大气的成分与含量等。而地球上所有的一切都刚刚好,研究表明太阳系的行星中火星上曾存在海洋,不过最终它没有留住这份幸运,而且一直到现在,我们也不知道宇宙中还有哪颗行星有地球这样的幸运。生命也没有辜负地球所努力换来的一切,化石等证件证明最早的生命诞生于35亿-40亿年前,也就是说在地球环境刚刚完善之后生命就迫不及待地嗷一下出现了,那么最早的生命出现在哪儿呢?现在公认的假说,认为生命出现在海底,时间早在35亿年年前,当时的地球上几乎没有氧气,大气主要由氮气和二氧化碳构成,此外大气中还有甲烷等气体,这时候的地球虽然有火山列岛等,但估计那时候还没有大陆。而人类最早的祖先便是生活在海底高温环境中的原核生物。


    在35亿年前漆黑的海底耸立着很多喷发黑色浑浊热液的“烟囱”,这些热液中国含有丰富的有机物和硫化氢,对生物来说,有机物是维系生命必不可少的美食,所以从营养物质来说,这里完全渡河生命存在的条件。那么这些“烟囱”是怎么形成的呢?首先海水渗透到海底之下几公里深处,会被上层炽热的玄武岩岩浆最高加热到350℃,这是热水与玄武岩之间发生了各种各样的化学反应,生成了氢离子、硫化物离子、甲烷、二氧化碳以及各种金属离子,这些都是可以作为生物能量之源的物质。在这之后热液携带着在地下生成的物质几乎未经任何冷却就急剧上升,从海底喷涌而出,由于海底高压的存在,所以热液虽然远远超过了100℃,但也不会沸腾。喷出的物质于海水中的物质混合后热液的温度降低或者于海水中的成分再次发生化学反应,生成了黑色的微粒子,看上去非常像黑烟。由于大量的微粒子沉积在喷隘口的周边,所以就形成了烟囱的结构,高度甚至可达几十米。


    现在科学家认为热泉喷溢口不仅是生物共同祖先的住所也是由于共同祖先所演化出的最早生命的诞生地。生物的共同祖先以热液中的简单有机物为基础生成了DNA和蛋白质等复杂有机物,最终诞生了原始生命。虽然黑烟囱中的热液温度可高达350℃,DNA和蛋白质等复杂的有机物根本无法承受如此高的温度。不过在黑烟囱的周围通常还分布着白烟囱,这是因为从地下上升的热液与渗入的海水混在一起在海底发生了化学反应,微粒子沉积在海底下随后向海中喷出白色或透明的温水,这类白烟囱的温度一般在20℃-100℃之间。所以生物完全可以在白烟囱下生长繁殖。另外黑烟囱壁的内部是海绵结构,在这里热液也与海水混在一起成为温水后向外渗出。


    海绵结构内的温度比较低,这些地方也在发生着各种化学反应。含有丰富的硫化氢、甲烷等可作为生物能量之源的物质,复杂的有机物也有机会得以形成。其实一直到现在,在烟囱壁内依然繁衍栖息着大量的微生物,这正是我们把这一地方作为生命起源支出的重要依据,这样我们也就明白了,为什么人类在发现土卫二上可能存在类似的热液喷泉后会如此激动的原因。不过生命终归要离开黑暗的深海向着更广阔的地方进发。


    但是时光转眼就流逝了8亿年,地球上的环境依旧没有变的多么友好,在距今27亿年的时候,氧气在大气中的含量仅为10万亿分之一,这和没有氧气没有区别。地球上存在有火山岛和小规模的大陆,不过具体分布现在还不是很清楚。如果你能穿越回27亿年前你很难想象这里会成为我们现在的家园。当时的地球天空发红、云雾朦胧、一片模糊,甚至连倒映着天空颜色的海洋看上去也是红色的。当时的大气充满了甲烷、二氧化碳等温室气体,而大气之所以呈现红色,正是因为大量院子甲烷化学反应所产生微粒造成的。恒星演化模型显示,当时的太阳亮度要比现在昏暗,给地球加热的能力还相对较低。不过多亏了二氧化碳和甲烷等强力的温室气体,地球才得以维持温暖的环境,进行无氧呼吸的原核生物也就是细菌和古细菌才得以存活下来。


    随着时间的推移,地球上出现了大规模的细菌蓝藻,蓝藻可以利用二氧化碳、水和阳光通过光合作用生成自身组件并释放出氧气。同时地球上还出现了可以分解氧气来产生能量的细菌。通过细菌的吞噬作用,这二者便在日后形成了植物细胞与动物细胞。蓝藻排放的氧气与海水中的铁离子发生反应生成氧化铁并沉积在海底。此外氧气与大气中的甲烷发生反应减少额甲烷含量。这样一来甲烷产生的微粒子减少,朦胧模糊的天空开始变得蔚蓝清透。更关键的是,光合作用不仅减少了大气中二氧化碳的含量,同时也增加了大气中的氧气含量。蓝藻经过5亿年锲而不舍的呼吸吐纳终于彻底改变了地球环境。不过22亿年前的地球,由于蓝藻使得二氧化碳的数量剧减,导致地球变得越来越冷。地球进入了史上第一次大冰期。

 

    时间又过了1亿年,单细胞生物的结构发生了巨大变化。



    他们拥有了用膜包裹着记录自身遗传信息的DNA的细胞核,于是地球上第一次诞生了具有细胞核的生物,也就是真核生物。尽管它们当时还只是最简单的单细胞生物,但与之前的原核生物相比,真核生物的结构要更加复杂,并具有各种器官,而各种器官中,最重要自然是细胞器中的叶绿体和线粒体。那么真核生物是怎么获得线粒体和叶绿体的呢?在真核生物出现以前,地球只存在着原核生物,它们的结构非常简单,DNA等零件散落在细胞内。一些痕迹表明,线粒体和叶绿体曾经是一种独立的生物,比如在线粒体内部,就存在着独立的DNA。1967年美国生物学家林恩-马古利斯提出了著名的细胞内共生说,也就是动植物细胞,都是通过吞噬细菌演化而来。 这一学说认为,在距今20亿年-10亿年前,细菌曾被一种古细菌吞噬,被吞噬的细菌后来由于某种未知原因,具备了利用氧气分解有机物并获得能量的能力。于是古细菌就将有氧呼吸这一高效的产能工作交给了吞噬到自己体内的细菌。而另一方面,被吞噬的细菌也很开心,因为只要寄居在古细菌的体内,就能获得营养。就这样,细菌与古细菌就开始了相亲相爱,、互惠互利的共生生活。在长期的共生过程中,二者感觉同居生活还真不错,索性一不做二不休合为一体得了,于是这种融合了古细菌与细菌的生物,就演化成了动物细胞,而被吞噬的细菌就演化成了细胞内产生能量的细胞器--线粒体。现在动物体内的线粒体的作用就是氧化代谢,这与当年的被吞噬细菌的作用是如出一辙的。在这之后,又出现了吞噬蓝藻的生物,被吞噬的蓝藻通过光合作用,利用光、无机物和二氧化碳生成有机物,最后古细菌也与被它吞噬的蓝藻干脆合为一体了,就出现了能进行有氧呼吸及光合作用由古细菌和蓝藻融合而成的生物,这种融合生物后来就演化为了植物细胞,而被吞噬的蓝藻就变成了叶绿体。现在,我们看叶绿体的作用,也与当年被吞噬的蓝藻的作用是一脉相承的。


    时间继续永不停歇地前进,真核生物的数量逐渐增多,大气中的氧气含量也上升到了1%的浓度。在9亿年前,一些零零散散的陆地终于漂浮拼合到了一起,在南半球形成了一个超级大陆,这就是罗迪尼亚超大陆,罗迪尼亚这个名字源自俄语,原意是“故乡”或者是“母语”。其实关于大陆的分布,迄今为止,科学家也只能精确地复制到6亿年前,时代越久远,复制的难度也就越大。关于罗迪尼亚超大陆到底是怎样分布的,科学家对各种细节也争论不休各持观点,一般来说,地质学家会根据世界各地残留的地址信息,像拼图一样把陆地一块块地拼凑到一起,从而复原各个时代的大陆分布。但罗迪尼亚超大陆的时间太过久远,现在由澳大利亚科廷大学李正祥教授等人制作的图样是最多被引用的假想地图。但不论罗迪尼亚大陆到底是什么形状的,可以肯定的是,在罗迪尼亚大陆上,因超大陆碰撞而形成的地域出现了高耸的山脉,不过由于当时还没有植物等生物,所以大陆面貌是非常单调的,遍地都是岩石和沙砾,呈现了一片荒凉的景象。虽然荒凉,但是活跃的地质活动却仍在继续,为更高级生命的出现时刻准备着。超大陆的广阔陆地不断受到风雨的侵蚀,导致生物需要的营养物质磷酸盐等不断地从陆地流入沿岸的海水中。现在科学家认为,这一过程很可能是造成生命在浅海突然大量涌现的寒武纪生命大爆发的原动力,在这一时期,地球上曾出现了规模浩大的埃迪卡拉动物群,这个话题我们一会儿再说。所以说,罗迪尼亚这个名字起的是十分合适的,我们不知道在罗迪尼亚之前的大陆对生命爆发的贡献有多大,但称罗迪尼亚大陆为母亲大陆是名副其实的。不过,所谓初九潜龙勿用,好事多磨,现在还不是见龙在田的时候。在寒武纪生命大爆发之前,地球上的生命还要继续蛰伏一段时间,也要遭受一次生死的考验。


    在距今大约6.5亿年前,大气中的氧气含量已经上升到了2%左右,罗迪尼亚超大陆也正在逐渐分裂,但这时无论是陆地还是海洋,整个地球都被厚厚的冰层所覆盖,从太空中看去,整个地球就仿佛一个巨大的冰球,所以这时候的地球也被称为“雪球地球”,平均气温-40℃,甚至连赤道上的温度也只有-30℃,冰层厚度达到了一公里以上。低纬度热带地区残留的冰川沉积物,是地球曾经发生过大冰期的证据。如果连地球上最温暖的地区都被冰川所覆盖,那么整个地球上都覆盖着厚厚的冰层也就不足为奇了。可以说,当时的地球从表面看上去,没有任何生物的气息,科学家对当时的灰岩进行分析的结果也表明,当时地球上的光合作用急剧减少,氧气含量也处于不断的减少之中,这也意味着当时进行光合作用的生物在全球范围内遭受了严重的打击。不过,生物还是异常顽强的,就在这样严酷的环境中,自我奋斗的历程依然没有止步,一些被封闭在厚厚冰层中的光合作用生物与矿物一起,形成了黑色块状物质,在冰冻期它们会处于休眠状态,但是每当有阳光照射进来,周围的冰融化后,它们就会从休眠状态中苏醒过来,开始进行进行光合作用,从而维持生命活动,现在南极冰层下还存在着这样闷声发大财的生物。此外,不进行光合作用的生物,可以安身于火山周围的温泉或海底的热泉喷溢口等没有被冰层覆盖的避难所。这些地方温暖而富集营养物质,使得这些生物幸运地躲过了漫长的冰期。总之,我们的祖先肯定在某个地方幸运地存活了下来。研究认为,人类的祖先源自形成鞭毛虫的单细胞生物,而鞭毛虫则是最接近于多细胞生物的单细胞生物,它具有细长的鞭毛。在这样一个冰冻严寒的世界里,当时的生物肯定遭遇了巨大的打击,境遇无比悲惨。虽然缺乏化石等相关记录,无法弄清楚当时的情景,但是或许可以说,这次的全球冰冻是地球史上最大的生物灭绝事件。但从另一方面看,6.5亿年前的大冰期也是一次自然的筛选。地球生物看似平静,甚至是毫无生气,但这也是暴风雨前最后的宁静了。


    转眼间2000万年过去了,大气中的氧气含量开始不断增多,罗迪尼亚大陆还在继续着自己的分裂之路。在6.3亿年前,微生物的世界出现了一次飞跃性的进化,一些单细胞生物聚集在一起,形成了一个群体或者是其他的方式,总之早期的多细胞生物开始出现了。我们知道所有的生物都是由细胞构成的,我们的人类是由大约60万亿个细胞聚集而成的多细胞生物,与此同时,世界上也存在着许多种只有一个细胞的生物,也就是单细胞生物。那么,单细胞生物是怎么变成多细胞生物的呢?关于这一点现在还不确定,也是众说纷纭。一种假说认为,但细胞聚集而成的群体是多细胞生物的起源;另一种假说认为,细胞核在细胞内分裂增殖形成了多核细胞,之后又分裂成了多个细胞,也就是多细胞生物,而且很有可能的情况是,两种情形都出现过。现在的研究也认为,从单细胞到多细胞的进化,是在各类生物中独立发生的。


    那么按照进化论适者生存的法则,多细胞生物相对于单细胞生物,又有什么生存优势呢,为什么会出现多细胞生物呢?丹麦地质学家唐纳德-坎菲尔德提出了一个假说,在大约6亿年前,海洋中氧气含量的增多,使得偶然聚集在一起的多细胞生物具有了生存优势,甚至可能是直接导致了多细胞生物的出现,那么原因何在呢?关键就在于氧气。氧气一方面是分解营养物质,释放能量不可或缺的元素;但另一方面,氧气也可能会伤及细胞自身,所以如果细胞们抱团挤在一起共享氧气的话,除了最外面一层的细胞暴露在氧气之外,里层的细胞都能安然避开过剩的氧气,于是多细胞生物就出现了。或者原本就存在的多细胞生物,就具备了更大的生存优势。另外,如果多细胞生物的从无到有与氧气增多没有关系,它们是很早之前就出现了,那么抱团求生这一行为除了减少氧气伤害之外,同时借助于氧气增多的这一事实,它们同样可以利用这一时机极速繁盛起来。这主要是因为胶原蛋白对细胞的结合非常重要,要想形成多细胞生物,首先就需要生成类似的胶原蛋白的物质,不过生成胶原蛋白时需要消耗大量的能量,由于氧气在这一时期急剧增多了,胶原蛋白的生成也变得更加容易了,所以就出现了越来越多的多细胞生物。


    时间进行到现在,地球已经走过了40亿载光阴,所有的准备都已就绪,生物大爆发蓄势待发,一个崭新的地球即将出现了。如果我们将地球从创生到现在视作是一天24小时,那么这时候已经是晚上9点03分了,也就是5.6亿年前。此时的地球已经度过了最冷的时期,罗迪尼亚大陆逐步分裂为冈瓦纳大陆和其他若干稍小的大陆。虽然人类的祖先这时候还是极其微小的,单细胞生物或单细胞动物,总之是十分渺小,但海洋中已经是社会主义改天换地欣欣向荣了,这时候的海洋可谓是生物的伊甸园,到处可见海洋生物悠然自得的身影,埃迪卡拉生物群便是这一时期的著名团伙。由于科学家在澳大利亚南部的埃迪卡拉丘陵地区发现了大量当时的化石,所以就把该化石群命名为“埃迪卡拉生物群”。它们把家安置在超级大陆周围广阔的海洋中,享受着共产主义社会的福利。研究认为,这些生物既没有坚硬的骨骼,也没有复杂的感觉器官,而是一大群柔软黏糊糊的软体生物,它们很少意识到相互的存在,而且对其他生物也毫无戒心。他们不懂得也不需要去躲避强敌,因为当时并没有所谓的捕食者。那些无法自己移动的生物,只是守株待兔般等着过滤和吸收漂浮过来的有机物。而能移动的生物则在海底四处爬行,寻找沉积物中的细菌等来作为食物。


    我们举几个埃迪卡拉生物群中的代表性生物,基本就对这个时期的生物是怎样的状态有个大致的了解了,一种叫尤加虫,这哥们长约15厘米,呈扁平状,身体表面由相互交错的条纹,可以紧贴在海底前行。在移动的同时,不断地吞噬沉积物中的营养物质。第二种代表性生物叫厄尼塔虫,这哥们像一个绿色的口袋,大约高10厘米,同样在身体表面有相互交错的结构。再来两个大块头的,一种叫查恩海笔的生物高度接近于科比,在海底就像一片巨大的紫色叶子,不知道高到哪里去了;另一种叫狄更孙水母的哥们,听这名字就能想象出来,不过比我们常见的水母要大得多,最大接近一米,从身体下方吞噬营养物质。当然,它看起来也要恶心的多,要是扔一个搁你家里,不吓死也能恶心死。除此之外,还有一些小号儿的同志,比如三分盘虫、金伯拉虫等等,大家可自行百度,这里就不一一介绍了。不过埃迪卡拉生物群在随后的寒武纪生物大爆发时代,并没有留下任何子孙后代,而是全部灭绝了。也许有人会怀疑,它们会不会是进化为其他种群了?可惜的是,这种情况基本也可以排除了,因为在埃迪卡拉生物群的体节里,都存在着一种相互交错的结构,而这种结构在后来的任何生物体内,都根本找不到任何蛛丝马迹,而进化是不可能抹除得这么干净利索的。关于埃迪卡拉生物群灭绝的原因现在还不清楚,也许有一些坚持到了寒武纪早期,也就是距今5.4亿年、5.3亿年左右的时间,但是终究还是没有一睹寒武纪生命大爆发的风采。


    寒武纪是距今5.42亿年-4.88亿年这段时间,到了距今5.1亿年的时候,气候越来越温暖起来,远古的大陆分成了三个小规模的大陆,劳伦大陆、波罗的大陆和西伯利亚大陆,另外还有一个大规模的大陆,还是上面说到的冈瓦纳大陆。在这段生机勃发的时期,海洋是生命的主战场,在海洋中生活着许多奇形怪状的生物,比如最有名的便是奇虾,体长可达1米,是寒武纪最大的生物,处于食物链最顶端,是生物史上最早的霸主。除了奇虾,其他一些有特点的生物,还包括游得比谁都快马尔三叶形虫,属于三叶虫的一种,长了五只眼和一个用于捕食的特化附肢的欧巴宾海蝎、具有迷幻色彩的威瓦西虫以及悲催的处处被人猎食的皮卡虫等等。研究认为,这一时代的生物涵盖了几乎所有的现代生物“门”,就是界门纲目科属种的门。这些生物大约是在5.2亿年前,嗷一下突然出现的,可谓生命史上的一大奇迹,这便是寒武纪生命大爆发。


    那么,为什么各种生物群体会在同一时期突然出现呢?一个比较有力的假说认为,从这一时期开始,生物第一次长出了眼睛,能够很方便地看到对方,所以才导致了生命大爆发。那么长出眼睛这件事儿它重要在哪呢?在上面,我们说埃迪卡拉生物群的时候说过,那一时期的生物是感知不到对方的。但是当生物有了眼睛后,大家伙就终于可以发现彼此了,一个哥们就可能发现另一个哥们看起来很好吃的样子,而被看的哥们发现对方在看自己并且不怀好意,它也可以做出两种选择,一种是选择路线逃跑,第二种就是和你硬刚,狭路相逢勇者胜,今天我就针对你。所以说,很容易看到其他生物这一看似微不足道的变化,带来的改变是天翻地覆的,它使得一个生物到底是成为捕食者还是成为猎物的生存竞争变得更加残酷。所以,为了在弱肉强食的竞争中能够存活下来,生物开始快速进化,外形也随之爆炸性地剧变,结实的肌肉和强健的骨骼或外壳可以帮助生物积极追捕所发现的猎物,或者从天敌的手下死里逃生。


    可以说,寒武纪是外壳的时代,大量具有坚硬外壳的动物在这一时期涌现,而且外壳的材质还各种各样,有碳酸钙、磷酸钙、二氧化硅、几丁质等等,这也就意味着,当时各个门类的生物是独自演化出外壳的。这一时期,我们人类的祖先也在低调地闷声发大财,它们是一群没有下颌的2-3厘米长的鱼类,生活在其他生物的阴影之下,期待自己有一天也能搞一个大新闻。不过水中生活毕竟不是长久之计,另一方面,面对水中残酷的生存竞争,一些动物也开始了登陆的进程。那么陆地上又是怎样的情形呢?登陆后的动植物又面临着哪些困难,又是怎样的未来在等待着它们?这些话题我们就留到下周五《生命简史:陆地时代》我们再聊。


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