寒武纪大爆发 什么是寒武纪生命大爆发
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“寒武纪大爆发”这一词源于英文“Cambrian explosion”，是指寒武纪初期多门类生物的大规模的突然出现。达尔文曾注意到这个现象，意识到这个问题如果得不到合理的解释，已经建立起来的进化论就会遇到严重的挑战。
1.小壳化石
小壳化石是指在前寒武系/寒武系界线附近开始出现，在寒武纪初大量繁盛和分异，个体微小，具有硬壳的多门类海生无脊椎动物。它不是一个生物分类单元名称。小壳化石包括软舌螺、似牙形石、软体动物、可能与腕足类有亲缘关系的双壳瓣化石以及大量多种生物分类位置不明的化石（锥石类、叶足类等）。发现于西伯利亚地台、中国、蒙古、哈萨克斯坦、伊朗、东欧地台、东南欧、北美、澳大利亚、非洲和南极。
2.澄江生物群
澄江生物群产于我国云南省澄江县抚仙湖东北帽天山地区的早寒武世玉案山组，距今约5.3亿年。澄江生物群是在特异保存条件下，保存了生物生前未矿化的软体部分，属于特异埋藏生物群，是软躯体化石宝库之一，被国际学术界誉为“二十世纪最惊人的发现”。
图6-5 后生动物分支系统
该生物群包括藻类、分类位置不明的管栖生物、海绵动物、开腔骨类、腔肠动物类（含栉水母类）、曳鳃动物类、叶足类、纤毛环超门类群（包括：软舌螺类、水母状动物、帚虫类、腕足类）、环节动物类、节肢动物类以及脊索动物等（图6-6）。
澄江生物群所展示的演化模式与达尔文所预示的模式完全不同。它不但证实了大爆发式演化事件在5.3亿年前确实曾经发生，最令人震撼的则是这一事件发生在短短数百万年期间，几乎所有现生动物的门类和许多已灭绝了的生物突发式地出现于寒武纪地层，而在更老的地层却完全没有其祖先型的生物化石发现。
图6-6 澄江生物群复原图
（自陈均远等，1996）
1—Amplactobulua（巨虾）；1a—Anomalocaris（奇虾）；2—Eldonia（依尔东钵）；3—Saperion（谜虫）；4—栉水母类；5—螺旋藻；6—Megaspinella（宏螺旋藻）；7—Yujnessia（约克那斯藻）；8—Sinocylindra（中华细丝藻）；9—Waptia（瓦普塔虾）；10—Isoxys（等刺虫）；11—Banffia（斑府虾）；12—Vetulicolanidla（古虫）；13—棘皮动物；14—Leptomitella（小细丝海绵）；15—Tiajengia（尖峰虫）；16—Choia（斗蓬海绵）；17—Leptomitus（细丝海绵）；18、42—开腔骨类；19—栉水母类；20—Crumllospongia（钱包海绵）；21—Cindarella（灰姑娘虫）；22—Rotadiscus（轮盘钵）；23—Kuanyangia（开扬虫属）；24—Alalcomenaeus（始虫）；25—Hazelia（海扎海绵）；26—Urokodia（尾头虫）；27—Eoredlichia（始莱得利基虫）；28—Yunanocephalus（云南头虫）；29—Wut⁃ingaspis（武定虫）；30—软舌螺类；31—腔肠动物；32—Halichondrites（软骨海绵）；33—Quadrolaminiella（四层海绵）；34—Cardiodictyon（心网虫）；35—Retifacies（网面虫）；36、39—Xandarella（海怪虫）；37—Microdic⁃tyon（微网虫）；38—Misszhouia（周小姐虫）；40—Naraoia（娜罗虫）；41—Paucipodia（贫腿虫）；43—Takak⁃kawia（塔卡瓦海绵）；44—Fuxianhuia（抚仙湖虫）；45—Acanthomeridion（刺节虫）；46—Onychodictyon（爪网虫）；47、52—Phoronids（帚虫类）；48—Lingulepis（磷舌形贝）；49—Xianguangia（先光海葵）；50—Maotians⁃hania（帽天山虫）；51—Luolishania（罗里山虫）；53—Dinomischus（高足怀虫）；54—Heliomedusa（日射水母贝）；55—Facivermis（火把虫）；56—Annelida？（环节动物？）；57—Cambrorhytium（寒武怀管虫）
澄江生物群的发现对研究生物进化理论方面具有十分重要的意义。达尔文的传统生命演化理论认为，生物演化是“渐变”的。但我国云南澄江生物群的发现却显示了早寒武世生物的快速演化，在距今约5.3亿年澄江动物群中，几乎现今的各主要动物门类（从低等的海绵动物到脊椎动物等十几个门类）都出现有各自的代表，这种“爆发”式的出现和“突变”式的演化，对达尔文传统的“渐变论”的生物进化理论是一个有力的冲击；与此同时，对建立一个新的、完整的生物进化理论也将是一个有力的补充。
寒武纪生命大爆发的真正原因
寒武纪生命大爆发被称为古生物学和地质学上的一大悬案。寒武纪生命大爆发自达尔文以来就一直困扰着进化论等学术界。大约6亿年前，在地质学上称做寒武纪的开始，绝大多数无脊椎动物门在只2000多万年时间内出现了。这种几乎是“同时”地、“突然”地在2000多万年时间内出现在寒武纪地层中门类众多的无脊椎动物化石(节肢动物、软体动物、腕足动物和环节动物等)，而在寒武纪之前更为古老的地层中长期以来却找不到动物化石的现象，被古生物学家称作“寒武纪生命大爆发”，简称“寒武爆发”。
达尔文在其《物种起源》的著作中提到了这一事实，并大感迷惑。他认为这一事实会被用做反对其进化论的有力证据。但他同时解释到，寒武纪的动物的祖先一定是来自前寒武纪动物，是经过很长时间的进化过程产生的；寒武纪动物化石出现的“突然性”和前寒武纪动物化石的缺乏，是由于地质记录的不完全或是由于老地层淹没在海洋中的缘故。这就是至今仍被国际学术界列为“十大科学难题”之一的“寒武纪生命大爆发”。 依照传统和经典的生物学理论，即达尔文生物进化认为，生物进化经历了从水生到陆地、从简单到复杂、从低级到高级的漫长的演变过程，这一过程是通过自然选择和遗传变异两个车轮的缓慢滚动逐渐实现的。
科学家们为揭示“寒武纪大爆发”的原因提出了种种假说。陈均远研究员提出寒武纪生物突变具有极明显的自发性进化行为的设想；舒德干教授提出“寒武纪暖水与冷水两大古生物地理分区"的假说等，但目前还没有一个清晰、证据确凿、令人信服的解释。
寒武纪生命大爆发吸引了无数的古生物学家和进化论者去寻找证据探讨其起因，但都没有找到寒武纪生命大爆发的真正原因，所以把寒武纪生命大爆发认为是反对进化论的有力证据。
地球膨裂说认为“雪球地球’冰期后地温急聚升高是寒武纪生命大爆发的真正原因。“雪球地球”理论认为，地球在距今7.5亿到5.8亿年前曾经经历了一次极其严重而漫长的冰河时代——瓦兰吉尔期。当时不仅陆地全部被冰川覆盖，海洋表面也被完全冻结，液态水靠来自地球核心的热量支持，存在于1公里厚的冰层下。如果从太空看，地球完全是一巨大的“雪球”。“雪球地球”假说最早由美国地质学家约瑟夫·可西文克博士1992年首先提出。“雪球地球”的假说有哪些根据？第一，地球在距今6亿到8亿年间广泛发育了一层或多层称为“冰积岩”的冰川沉积，它代表了全球性的寒冷气候。最著名的一次冰期发生在距今6亿年左右，几乎在现今所有大陆上都留下了可靠的记录，地质学上称为瓦伦格冰期。不管怎样，在地球上很好保存了距今6亿到8亿年的地层中，几乎都能找到同期的冰川沉积。很显然，这个寒冷气候是一个全球性事件。第二，在地球的历史中，很多数据表明，地球在距今6到8亿年间，冰积岩大多沉积在中、低纬度附近，换句话说，也就是赤道和赤道附近，也是陆地主要分布的区域。这方面的资料得出这个结论：广泛的寒冷气候发生在地球的赤道及其附近区域。
地球膨裂说认为，虽然生命在38亿年前形成，但因为地球逐渐变冷，直到8亿年前的“雪球地球”时期的零下50度，冰层12000米厚，物种的进化速度非常缓慢。
“雪球”为什么解冻，变成现在这样的地球，地球膨裂说认为，8亿年前，由于地球内部的放射性物质不断衰变放出热量，使地球发生较大膨裂，造成大量岩浆喷出地壳，使地球的气温急聚升高，冰川溶化，冰臼就是在这一时期形成的。地球气温从震旦纪（8亿年前）的摄氏零下50度，上升到现在的最高温度摄氏58度，8亿年上升了108度，地球的气温平均每1千万年自然升高1.35摄氏度。
地球膨裂说认为，8亿年前地球的气温急聚升高，非常适合生物繁衍，进化速度急聚增加，所以发生了寒武纪生命大爆发。
作者：赖柏林
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