生命大爆发—— 寒武纪

撰文｜若初



生命大爆发—— 寒武纪

撰文｜若初

地球生命的起源可追溯到几十亿年前，但在很长一段时间里，生命的形式都只有微生物和细菌，这种形式一直持续到距今5.42亿年的寒武纪。在地质年代划分中，寒武纪是显生宙古生代的第一个纪，持续时间约为5200万年。因在寒武纪岩石中发现了比其他类群丰富的矿化的三叶虫硬壳，常被称为“三叶虫时代”。此外，寒武纪还产生了进化史上的重要事件“寒武纪生命大爆发”，简称“寒武爆发”。在这一时期多细胞动物几乎同时突然地出现在海洋中，有壳动物和无颌鱼（也就是最早的无脊椎动物）进化形成。从此，地球上的生物开始了大发展时期，并且空前繁盛，海洋里出现了丰富多样且比较高级的无脊椎动物，如三叶虫、头足类、珊瑚等。

海口虫的化石

Tips

后生动物：动物界除原生动物门以外的所有多细胞动物门类的总称。其特征是体躯由大量形态有分化、机能有分工的细胞构成。古生物学、形态学和胚胎学的证据表明：多细胞的后生动物来自单细胞的原生动物。

寒武纪生命大爆发的起源——伊迪卡拉动物群

伊迪卡拉（Ediacaran）动物群是澳大利亚古生物学家斯普里格于1947年在澳大利亚中南部伊迪卡拉地区的庞德砂岩层中首先发现的，但他受寒武纪前不存在多细胞动物说法的误导， 将伊迪卡拉动物群划到了寒武纪，认为它们是寒武纪的化石，也将那里的岩石认定是寒武纪的地层。直到1966年，两个澳大利亚学者在英国的《古生物学》上发表了他们对伊迪卡拉动物群的研究成果：伊迪卡拉动物群中发现的动物并没有已知的寒武纪动物；伊迪卡拉动物群地层中的微体化石与寒武纪地层无相同之处；寒武纪地层覆盖在伊迪卡拉动物群地层之上，且二者不连续。因此得出结论：伊迪卡拉动物群早于寒武纪。由此可以推断出在寒武纪之前就已经出现了大量的多细胞生物，是新近发现的新的地质年代，时间约为6.7亿年前到5.43亿年前，被确定为前寒武纪，成为在寒武纪之前，最早有多细胞动物出现的地质年代。

伊迪卡拉动物群包含3个门，19个属，24种低等无脊椎动物。3个门是腔肠动物门、环节动物门和节肢动物门。水母有7属9种、水螅纲有3 属3种、海鳃目（珊瑚纲）有3属3种、钵水母2 属2种、多毛类环虫2属5种、节肢动物2属2种。它们多保存为印痕化石，尽管它们的形态、结构都很原始，但被认为是20世纪古生物学最重大的发现之一，也是迄今为止人们发现的最古老、最原始的化石，是在寒武纪地层中发现的最有说服力的生物证据。伊迪卡拉动物群中有许多种形态奇特的动物化石，有的身体巨大而扁平，有的呈椭圆形或条带形，有的具有平滑的有机质膜。

学者赛拉赫提出伊迪卡拉动物群可分为辐射状生长、两极生长和单极生长3种类型。除辐射状生长的类型中可能有与腔肠动物有关系的类群外，其他两类与寒武纪以后出现的生物门类并没有亲缘关系。

尽管有关伊迪卡拉动物群的性质还有许多争议，但其奇怪的形态令许多学者相信，伊迪卡拉动物群是后生动物出现后的第一次适应辐射，它们采取的方式与现代大多数动物采取的形体结构变化方式不同，它们没有增加内部结构的复杂性，只改变了躯体的基本形态，把身体变得非常薄，有的变成条带状，有的变成了薄饼状，使体内各部分充分接近外表面，在没有内部器官的情况下进行呼吸和摄取营养，如现代大型寄生动物绦虫。

寒武纪生命大爆发的代表——云南澄江动物群

云南澄江动物群是寒武纪生命大爆发的典型代表，被称为20世纪最为惊人的科学发现之一，距今约为5.7亿年，是世界上目前所发现的最古老且保存最为完整的带壳后生动物群。云南澄江动物群是中国青年古生物学家侯先光于1984年在我国云南澄江县帽天山首先发现的，含有的物种十分丰富并且保存近乎完美，其中包含水母状生物、三叶虫、具附肢的非三叶的节肢动物、金臂虫、蠕形动物、海绵动物、内肛动物、环节动物、无绞纲腕足动物、软舌螺类、开腔骨类以及藻类等，甚至还有低等脊索动物或半索动物(如著名的云南虫)等。云南澄江动物群中许多动物的软组织保存完好，这为研究早期无脊椎动物的形态结构、生活方式、生态环境等提供了极好的材料，同时也成为探索地球上大壳后生动物爆发事件的重要窗口。

中国科学家通过对云南澄江动物群化石的发现和研究，在世界上首次揭示了“寒武纪生命大爆发”的整体轮廓，证实几乎所有的动物祖先都曾经站在同一起跑线上。国家自然科学奖评审委员会这样评价此成果：云南澄江动物群是20世纪古生物学的伟大发现，为生物早期及其在寒武纪早期的“大爆发”问题提供了新的回答。对一些现存生物门类的早期演化进行了系统研究，是对达尔文进化论的重要发展，科学价值重大，在世界范围内影响深远。