试论寒武纪生物大爆发的内涵作业

论述寒武纪生物大爆发的内涵作业

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，自达尔文以来就一直困扰着进化论等学术界。地球距今约有46亿年历史，自距今30多亿年前生物的诞生以来，早期生物的发展极其的简单，且发展缓慢。大约6亿年前的寒武纪出现了生命发展史上的空前大飞跃，其结结构较前高级，门类数量较前大为丰富，在这短短的1亿年时间里，生物发展比之前的30多亿年有了爆炸式的发展。绝大多数无脊椎动物门在几百万年的很短时间内出现了。这种几乎是“同时”地、“突然”地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，寒武纪的动物一定是来自前寒武纪动物的祖先，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。

寒武纪之前的生物发展较缓慢，直至元古宙早期发育大量具有真核细胞的菌藻类植物，到元古宙末期才出现了软躯体后生动物群，其中有类腔肠动物、环节动物、节肢动物。保存下来的印痕化石和遗迹化石称为依迪卡拉裸露动物群。寒武纪之时，现生生活在地球上的各

个动物门类几乎都已同时存在，而不时经过长时间的演化慢慢变来的。其中，是以发展具有硬体的生物为特征，几乎所有的无脊椎动物门，绝大部分纲都以出现，其中以节肢动物门中的三叶虫最为发育。寒武纪生物的形态奇特，和地球上的现生生物极不相同。最古老的鱼也是出现在这个时代。

寒武纪生物大爆发的原因，归结如下：Ⅰ、在寒武纪之前震旦纪时期所有的古大陆已形成，所以寒武纪时地壳运动相对比较平静的时期，它为生物的大发展提供了良好的生存发展条件。Ⅱ、在寒武纪之前，大气中的氧气不断的增加‘稳定，形成了富氧的大气圈，为寒武纪生物的大发展提供了重要的条件。Ⅲ、寒武纪处于南华纪大冰期与石炭-二叠纪大冰期之间的间冰期。气候相对较适宜生物的生存与发展。另外，南华纪大冰期之后由于温度的影响，许多生物大量死亡，甚至灭绝，从而在冰期过后为生物的发展减小了大量的生存斗争。Ⅳ、寒武纪时期磷的含量较多，为许多生物的生存发展提供了极好的养分，有利于生物的发展。

寒武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。100多年以来的证据产生出解释寒武爆发的两种基本观点。一种观点认为，寒武爆发是一种假象，这是某些达尔文或新达尔主义者所持的观点。由于进化是渐进的，所谓的“爆发”只是表明首次在生物化石记录中发现了早在前寒武纪就已经广泛存在并发展的生物，其它的生物化石群则可能由于地质记录的不完全而“缺档”，造成这种“缺档”的原因是前寒武纪地层经历着热与压力，其中的化石被销毁了。

由于发现前寒武纪化石沉积层中存在大量象细菌和蓝藻这样简单的原核生物，因而这一解释不再有说服力。另一种观点认为，寒武爆发代表了生物进化过程中的真实事件，科学家从物理环境和生态环境的变化两个方面来解释这一现象。

侯先光1984年在云南澄江县帽天山首先发现的。这是一个内容十分丰富、保存非常完美，距今约5.7亿年的化石群，其成员包括水母状生物、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，甚至还有属于低等脊索动物或半索动物(如著名的云南虫)等。由于许多动物的软组织保存完好，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，同时也成为了探索地球上大壳后生动物爆发事件的重要窗口。

澳大利亚南部发现的距今6.8亿～6亿年之间的“埃迪卡拉动物群”。云南澄江动物群成了联系布尔吉斯动物群和埃迪卡拉动物群之间的重要环节，随着对澄江动物群研究的深入，埃迪卡拉-澄江-布尔吉斯3个动物群之间的演化关系会更加清楚。

其次，澄江动物群的发现为“间断平衡”理论提供了新的事实依据，对达尔文的进化论再次造成冲击。“间断平衡”理论认为，生物的进化不像达尔文及新达尔文主义者所强调的那样是一个缓慢的连续渐变积累过程，而是长期的稳定(甚至不变)与短暂的剧变交替的过程，从而在地质记录中留下许多空缺。澄江动物群的发现说明了生物的进化并非总是渐进的，而是渐进与跃进并存的过程。

地层经历着热与压力，其中的化石被销毁了。由于发现前寒武纪化石沉积层中存在大量象细菌和蓝藻这样简单的原核生物，因而这一解释不再有说服力。另一种观点认为，寒武爆发代表了生物进化过程中的真实事件，科学家从物理环境和生态环境的变化两个方面来解释这一现象。

1965年，两位美国物理学家提出了寒武爆发是由于地球大气的氧水平这个物理因素造成的。他们认为，在早期地球的大气中含有很少或根本就没有自由氧，氧是前寒武纪藻类植物光合作用的产物并逐渐积累形成的。后生动物需要大量的氧，一方面用于呼吸作用，另一方面氧还以臭氧的形式在大气中吸收大量有害的紫外线，使后生动物免于有害辐射的损伤。

生物学家则从生物本身的生态关系来探讨这一问题，因为地质学的证据否定了这种氧理论的观点。大约在距今10亿年至20亿年之间广泛沉积层中含有大量严重氧化的岩石，这说明在这一时期内已经存在足够生命爆发的氧条件。因而生物学家从两个重要事件的出现来探索造成寒武爆发的原因，即有性生殖的产生和生物收割者的出现。

从化石资料来看，真核藻类大约在9亿年前出现了有性生殖，实际上，有性生殖出现得更早。有性生殖的发生在整个生物界的进化过程中有着极其重大的作用，由于有性生殖提供了遗传变异性，从而有可能进一步增加了生物的多样性，这是造成寒武爆发的原因之一。