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《地球史话》系列文章之六:寒武纪生命大爆发

 我家住在瘦狗岭 2018-12-02

5.4亿年前,已经出现了数十亿年的地球生命不再沉吟低语,形形色色的生物挤满了寒武纪的舞台,它们在极短的时间内共同奏响了生命演化的宏大乐章……

地球 Earth

(约46亿年前-   )

生命家园

唯一


      是神创造了人类和各种动物吗?1859年,随着《物种起源》的问世,英国科学巨匠达尔文告诉我们所有动物并非神灵所创。他打开了一扇通往物种演化的智慧之门,并且描绘了对生命演化之树的神奇遐想。越来越多的科学实践证明了这个猜想的正确性。地球上的所有生命的确是同根同源的。但是在《物种起源》这部不朽著作中,仍有许多当时尚未解开的谜团。其中最关键的谜题之一,就是包括人类在内的各种动物究竟是如何一步一步走到今天的。



      1984年,科学家在云南省澄江县发现了大量保存精美的远古动物化石。这些生活在5.3亿年前寒武纪时期的古老动物,是寻找生命源头的最有力证据之一。中国著名的古生物学家陈均远、侯先光和舒德干等人就是在这里,一步步揭开了寒武纪生命大爆发的神秘面纱。这个发现后来被国际同行称为“20世纪最惊人的发现之一”。



      有人把寒武纪生命大爆发比喻为地球演化史上规模最宏大、影响最深远的生物创新事件。也有人说它是动物界众多门类唯一的一次伟大创生。



      简单来说,寒武纪大爆发就好比是动物界在海洋中进行的捉迷藏游戏。动物界主要由三个分支组成:基础动物、原口动物以及后口动物。在前寒武纪,也就是距今约5.4亿年之前,大部分动物都躲了起来。基础动物的结构比较简单,它们没撑到游戏结束就被找到了。所以基础动物在邻近寒武纪的时期首先出现在海洋中。捉迷藏游戏在进入寒武纪时宣布结束,这下动物界马上热闹起来。绝大多数原口动物和后口动物直到这个时候,才第一次现出真身。



      寒武纪生命大爆发并不是在一瞬之间迅速完成的。它的全过程一共延续了大约2千万年,也有人认为时间更短,只有几百万年。如果我们把地球演化的历史当做一天来看的话,生命的大爆发的时间最长也只不过6分钟左右。



      在这6分钟的演化过程中,后两个阶段尤为关键。首先出现在海洋中的,是数量庞大的原口动物门类,比如蚯蚓、蜗牛、虾等动物的共同祖先;在第二个阶段中,后口动物门类正式登上历史舞台,它们既包括现在的海参、海星等海生动物的祖先,也有我们常见的鱼、青蛙、马以及鸟类等高等动物的祖先。


      寒武纪生命大爆发不仅开启了动物界的生命之门,还有另一个受人瞩目的原因。人类属于后口动物中的一员,而我们人类5亿多年前的远祖,就诞生于这次生命大爆发的后口动物门类中!古猿是人类最近的祖先,而我们的远祖,则是澄江动物中的昆明鱼目。我们身体器官中最关键的“法宝”——头颅和大脑、脊椎以及心脏都可以在这些鱼类祖先中找到源头。


      寒武纪大爆发是地球生命演化的偶然吗?至今科学家仍在不断探索这些问题的答案。在寒武纪,地球上海洋陆地的位置、各种环境条件和现今完全不同。有人认为在寒武纪初期,空气中氧气的含量和海水中物质成分发生了重大变化,这可能是促进生物突然出现的原因。也有科学家认为动物门类的突然出现与控制生物发育的本身原因有联系。



      对于一部分生命来说,寒武纪大爆发是“最好的时代”,新出现的许多动物门类都延续到了现在,然而对于有些生命来说却是“最坏的时代”,它们在演化征程中阴沟翻船,不幸灭绝。

      生物灭绝是怎么一回事呢?让我们下期再见!



《双城记》

(节选,有改动)


这是一个最好的时代,这是一个最坏的时代;

这是一个智慧的年代,这是一个愚蠢的年代;

这是一个光明的季节,这是一个黑暗的季节;

这是希望之春,这是失望之冬;

眼前应有尽有,再望一无所有;

生命正踏上天堂之路,亦或是地狱之门。


——狄更斯(英)

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