生命起源四大未解之谜(人类未解之谜生命)

小伙伴们,如果你从事的是地质或古生物行业,那对“寒武纪生命大爆发”这件事一定不陌生。这是一场重大的生命演化事件,是指在距今约5.6-5.2亿年前,这一相对较短的地质历史时期内,动物门类相继大量地出现在地球上。

生命起源四大未解之谜(人类未解之谜生命)(1)

额外给大家科普一下,地球存在的几十亿年,依次被人们分为了冥古宙、太古宙、元古宙、显生宙。寒武纪生命大爆发,就意味着显生宙的开始(显生宙就是指生命活跃的时期),而寒武纪之前的时期,则被统称为“前寒武纪时期”。

生命起源四大未解之谜(人类未解之谜生命)(2)

因此,纵观地球长达38亿年的生命演化历史,这短短的4000万年的寒武纪时期,确实只能说是短暂的一段时期了。而在这不到地球历史的1%的时间里,诞生了绝大多数现存的动物门类的祖先。同时,在这个时期,以动物为主导的海洋生态系统初次形成,奠定了显生宙海洋生态系统演变的基础。另外,必须提一下,寒武纪大爆发的时间并不仅仅局限在寒武纪时期, 而是发生在埃迪卡拉纪晚期向寒武纪早期过渡的4000万年内。

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为什么生命会在这一时期集中爆发呢?这个问题自达尔文提出进化论以来,就一直困扰着古生物学、分子遗传学、地质学、地球化学等相关学术界。作为古生物学和地质学上的一宗悬案,这个问题常常被列为自然科学领域的重大难题。对于这个科学难题,人们已经探索了近200年,虽然认识不断提高,但仍未攻克。

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早在19世纪,达尔文就在其《物种起源》中提出“地址记录的不完整性”这一论点,认为在最早的化石记录之前,生命演化已经进行了很长的一段时间, 这段时间甚至比寒武纪到现在的时间还要长。因此,达尔文的进化论观点认为,寒武纪大爆发是由地质记录的不完整性造成的化石保存假象,也就是说其实这只是一场“化石的爆发”,并不是真正的生命大爆发。

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自1948年以来,科学家们继续对这个难题进行研究,通过不断的假设、推测、验证,多学科研究表明: 虽然地质记录的不完整性是不争的事实, 但是寒武纪早期地层中“化石的爆发”可以真实地反映动物门类的爆发式演化过程。

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近期,关于寒武纪生命大爆发的原因,科学家们给出了新的探索性解答。中国科学院南京地质古生物研究团队,通过对西伯利亚寒武纪早期碳酸盐岩地层的碳、硫同位素研究,发现每次氧气产量增加,动物多样性就明显增加,而产量减少,动物多样性随之降低。因此,该团队认为地球上大气与海洋中的氧气含量的多少,是控制生物多样性的一个开关。也就是说,在20亿年前,地球上出现了蓝藻,其光合作用导致地球上的氧含量不断上升。在寒武纪时,地球上的氧气含量达到了顶峰,可能就此造成了多样性的生物门类的爆发式进化。

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当然,还有科学家基于哲学上的量变引起质变,提出了一种“收割原理”。该原理认为,地球寒武纪前30亿年的时间,生命物种相对较简单,食物链与阶级性不明显,各物种间没有明显的竞争。这样和平度过了几十亿年,生命物种数量不断累积。后来,集中在某一时期,就发生了质变。这一时期,为了捕食和繁衍,更高级的物种出现了,物种间的食物链与阶级性不断显现。这一现象,则被人们称为寒武纪生命大爆发。

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总的来说,寒武纪生命大爆发可能是地质记录的不完整性造成的化石保存假象,但这时期确实存在生命爆发式的演化。从外在条件上来看,也可能是氧气含量到达一定程度,导致生命物种多样性的出现。也许,也可能是量变引起质变的一个必然原理导致的必然结果。

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关于寒武纪生命大爆发,小伙伴们还有什么想了解的,欢迎留言关注,我们下期再见。

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