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达尔文一辈子的疑惑:生命为什么突然出现于寒武纪时期?

 一点进步 2020-01-10

一、 达尔文的疑惑

早期的地质学家们研究地球历史演变的时候,最主要的观察对象就是我们脚下的岩层。这些岩层,是在漫长的地质历史时间内形成的,一般情况下越是古老的地层,被埋的就越深,越年轻的地层被埋的就越浅。

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一般情况下,越深的地层越古老 图/见水印

我们现在在河边、湖边、海边见到的沙滩、泥滩,如果没有人类干扰的话,它们也将被埋藏到地下深处,经过漫长的时间后最终变成一种叫做砂岩或泥岩的岩石。

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在这些沙子、泥土被埋藏到地底下的过程中,也会有一些死亡的生物被一起掩埋,这些死亡的生物也会逐渐形成岩石,这些就被称为化石。

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保存在砂岩中的化石

早期的地质学家们就是利用这些岩层和岩层中保存的化石来研究地球生命演化的。1859年,达尔文在进行地质考察的时候发现了这么一个问题:在比寒武纪岩层更为古老的岩层中找不到化石,但是从寒武纪开始,化石却好像不要钱一样大量地出现。(寒武纪:5.41-4.85亿年前)

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寒武纪之前几乎没有化石

与达尔文同一时代的诸多地质学家们都遇到了这个问题,他们百思不得其解,达尔文甚至在他的《物种起源》中将这一问题归为三大难点问题之一。这一生命喷涌而出事件被广泛认为是生物演化历程中最壮观但又最难理解的一幕,因此被形象地称为“寒武纪生命大爆发”。随后,“寒武纪生命大爆发”这一名词也开始逐渐被大众们了解和接受。

二、 寒武纪生命大爆发真的存在吗?

当然了,生命并不是真的从寒武纪才出现的。科学家们在38亿年前的岩层中就发现了生命的痕迹,但是那时候的生命都是特别微小的单细胞形态。这些单细胞生物们群居生活,在它们生活的时候会遗留下很多矿物质胶结在一起,这些胶结在一起的矿物质形成化石后被称为叠层石。

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叠层石

生命以这种单细胞的形式存在了很久,一直到6.35-5.41亿年之前,地球上才开始出现一些肉眼可见的多细胞生物,这段时间被称为埃迪卡拉纪,但是可惜的是,埃迪卡拉纪的生物们与现生生物差别很大,它们似乎在埃迪卡拉纪末期就集体灭绝了,因此它们并不是现生生物的祖先。

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埃迪卡拉生物化石

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埃迪卡拉生物群复原

那么,既然生命早在38亿年前就出现了,寒武纪生命大爆发这个词还准确吗?实际上寒武纪生命大爆发,说的并不是生命的突然出现,而是说寒武纪生命形态的多样化。

在生物的分类中,通常按照级别分为7个等级:界、门、纲、目、科、属、种。界是最大的一个等级,一般来说,所有的生物都可以分为5个界:原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。

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在寒武纪之前,这5个界就已经出现了。寒武纪大爆发真正爆发的点在于门一级的生物,绝大部分门一级的生物在寒武纪就已经出现了。举个例子,我们人类属于动物界脊索动物门哺乳纲灵长目人科人属人种。

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人的生物学分类

那么,在寒武纪出现的实际上就是脊索动物门的生物,这些生命的样子,与我们如今见到的生命形态差距非常大,但是却在漫长的演化中进化出了如今几乎所有的现生生命。比如,在寒武纪,出现的脊索动物门生物,是一种叫做海口鱼的生物,这种生物只有原始的脊索(脊索是软骨,脊椎是硬骨,脊索最终演化成了脊椎),但是就是这种生物,在往后的5亿年中,演化出了你我在内的诸多脊椎动物。

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世界上最早的鱼—海口鱼

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海口鱼复原图

现生动物可以分为38个门类,其中超过29个门类在寒武纪就已经出现了,因此寒武纪生命大爆发,这是一次真实存在的生命演化事件,而不是达尔文等人因为数据收集不全或是技术手段落后而造成的误判。

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