寒武纪生命大爆发(寒武纪的地球演化过程)

寒武纪生命大爆发，寒武纪的地球演化过程？

寒武纪对我们来说是十分遥远而陌生的，这个时期的地球大陆特征完全不同于今天。寒武纪常被称为“三叶虫的时代”，这是因为寒武纪岩石中保存有比其他类群丰富的矿化的三叶虫硬壳。当时出现了丰富多样且比较高级的海生无脊椎动物，保存了大量的化石，从而有可能研究当时生物界的状况，并能够利用生物地层学方法来划分和对比地层，进而研究有机界和无机界比较完整的发展历史。

地球开始爆发了全球性的加里东构造运动，地球各板块互相碰撞、挤压，火山喷发频繁，南、北大陆发生多次反复升降，许多地区重新又被海水所淹没。北方各大陆的相对位置较震旦纪时靠近，但互相并没有连接；南方冈瓦纳大陆逐渐连在一起，但并不是完全相连，且可能通过非洲与北方大陆相连通。寒武纪，最主要的特征是生物界的显著繁盛和化石的大量保存。早期，气候干旱，浅海分布广泛，门类众多的海洋无脊椎动物突然之间出现在地球上，这是生物史上的第一次大发展，被称为著名的“生命大爆发”事件。从此，地球上的生物开始了大发展时期，并且空前繁盛，海水里出现了许许多多种动物，如三叶虫、头足类、珊瑚等。

世界多少号世界生命大爆发？

生物大爆发是在寒武纪。

大约5亿4200万年前到5亿3000万年前，在地质学上被认为是寒武纪的开始时间，寒武纪地层在2000多万年时间内突然出现门类众多的无脊椎动物化石，而在早期更为古老的地层中，长期以来没有找到其明显的祖先化石的现象，被古生物学家称作“寒武纪生命大爆发”，简称“寒武爆发”。这也是显生宙的开始。

古生代寒武纪有生物吗？

古生代寒武纪有生物，不过以单细胞生物为主。

寒武纪生命大爆发是为什么？

原因探讨

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。

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。

据目前发现的化石资料，学界的基本共识是，前寒武纪末期发生了一次全球性的生物大灭绝事件，这次大灭绝事件与全球海洋一次巨大的碳同位素负异常事件（BACE事件）在时间上相吻合。因而，这次生物大灭绝事件被认为是由地球环境异常变化引起的，而且这种认识同样支持了寒武纪大爆发的突发性，使得寒武纪大爆发之谜变得更加扑朔迷离。寒武爆发作为地史上的第二大悬案一直为人们所关注。随着化石的不断发现及新理论的建立，这一谜团最终将大白于天下。

为什么进化慢？

生物进化的原因很多，条件复杂

生物进化的外因主要是：生物体存在的载体是地球，而地球的环境在不断变化。看起来，地球上的海洋是一个比较稳定的环境，其实不然，海洋也在无时不停地变着，像体积的变化，温度的变化、盐分的变化等。靠近陆地的浅海更受到影响，产生变化。浅海可上升为陆地，陆地也可以下降为海洋。 自从人类出现以后，人类活动对生物进化的影响更加显著。例如，人类对森林的砍伐破坏，引起森林生态的变化，导致局部地区的气候变化，直接引起一些物种的绝灭。食物链中，每种生物体都占有一定位置并起着一定的生态作用。生物链某一个环节上的某一种生物体的被破坏，会给整个食物链带来麻烦等等。所以，环境的变化是生物进化的重要外因之一。

生物进化的内在原因是：遗传学知识告诉我们，生物前后代的遗传是紧密联系的，是有其遗传物质基础的。对于细胞生物来讲，遗传物质主要是染色体里的DNA，并以遗传单位（即基因）起作用。基因是遗传信息单位，基因指导着生物体的遗传变异会导致生物体表现性状不同和最终导致新物种的产生。 生物进化需要条件。一是环境所提供生物进化的机会。二是生物体能够利用这种机会。

所以，综合以上种种：并不是现在进化慢了，而是进化本来就是很缓慢的。从单细胞进化到现在的人类用了30亿年，而就人类的历史来说，只占了其中极小的一部分时间！

为什么地球在五亿年前会有寒武纪生命大爆发？

谢谢特邀。

发生寒武纪生命“大爆炸”,我认为同样是生物与环境作斗争的必然结果.到寒武纪能出现“大爆炸”是它具有了这样的几个原因与条件：

（1）从地球环境看,在寒武纪之前的震旦纪（8亿年前）,地表上所有大型稳定地块和重要的中间地块已从这时开始形成,它为生物的大发展提供了良好的生存与发展条件.而震旦纪地球气候变化巨大,早震旦纪为全球性的大冰期,到后期（6.5亿年前）,大部分地区又转为干热.这气候的大变化是生物大发展的推动力.

（2）从生物方面看,生物从诞生到寒武纪前已有了30多亿年的发展史,其发展不是等速线性的（这在前一章里已讨论了）,它是随地球一次次冷热周期变化（冰川运动、造山运动）而不断有新的飞跃,使之呈加速发展的.其加速原因,一是有前面所说的生物所具有的斗争性,生物在与环境变化的斗争中不断地发展了自己.二是有下章将要进一步讨论的生物对环境进行改造,为自身的发展创造了条件.例如早期的大气并无氧,约在距今32亿年前出现了能进行光合作用能固氮的蓝藻,它们曾差不多占领了地球的整个水域,对增加地球氧气起了特别重大的作用,由此促进了生物的发展.随着生物的发展又使大气中的氧气不断增加,并不断稳定.到距今14~15亿年时地球形成了稳定的富氧大气圈,这为后来生物的大发展提供了最重要的条件.同时有人认为蓝藻大规模地沉积碳酸盐,把大气中二氧化碳转移到岩石中,二氧化碳含量下降导致地表温度下降,冰川出现,海平面改变,地形地貌变化.认为正是生物的作用,使震旦纪就已形成了有利于生物大发展的环境[当然冰川的出现是地球内、外（来自宇宙）的多种因素作用的结果,而非单纯的生物因素].上两方面的原因又不断相互推动,使生物的发展不断加速,所以到震旦纪后期就已出现了大量高级的裸露动物群和少量小型硬壳动物,以埃迪卡拉（Ediacara）为代表的软体裸露动物群[66],遍及五大洲（已获有数千件标本,包括30余个生物种,分属4个门,有水母类、海腮纲和蠕虫类等等.其中有许多动物体形较大,最大长度近1米）.进到寒武纪后,地球又有各种各样的地壳运动与环境变化,正如陈孟莪在《寒武纪生命大爆炸》[67]一文中所说：“冰期之后气候变暖、海平面上升、海侵造成新的生态环境与新的生态空间；与板块构造运动密切联系的裂谷作用引起岩浆作用,火山活动频繁,超大陆解体引起海陆格局大变；大规模碳酸盐台地形成,其边缘由于上升流而使富营养水体循环,大规模磷酸盐沉积,海水化学成分变化,更有利于生物矿化作用的多样化；古地磁场频繁波动和磁极转换”等等.可以说正是到了寒武纪,生物有了进一步良好的发展环境,又由于环境的各种各样变化的刺激,必促使生物在此时极大极快地发展起来.同时又因环境的各种变化在地球各地不均,变化大而快的地方会促使生物有大而快的发展,不同的变化会促使生物朝不同的方向发展,相对不变的地方,生物也相对稳定.这些情况我们虽未能直接见到,但我们今天见到的许多情况实可类比,例如前面说的金鱼的演化,金鱼由鲫鱼演化而来,可金鱼与鲫鱼之间已有了极大的差异,这是因为家养环境与野生环境有很大差别之故.由于环境的改变与多变不仅造成外形大变,其种类也极大的增多,而鲫鱼却一直变化不大.金鱼若不是家养,有据可查,我们也会以为金鱼是“突变” 而来.以为“地球生命从单样性到多样性不是渐变的,而是突变的.”尤可类比的是,到寒武纪时,生物的分布面已很宽广,动物的活动能力已很强,同种类的个体可以进入到各种不同环境里,这就更促使它们向着不同的方向发展,演变成各种不同的类型,同时它们的变化速度必各不一样,甚至差距会很大,由此出现“渐变”与“突变”（速变）的不同表现.

（3）从时间上看,寒武纪是1亿年[若从埃迪卡拉动物群（6.5亿年前）到“澄江动物群”（5.3亿年前）来算,有1亿多年],这1亿多年,相对生物的发展史及地球年龄来说很短暂,但相对于生物个体的寿命与繁殖周期来说却是极其漫长的,金鱼在1000多年里就有了很大变化,那么在1亿年里生物会产生巨大变化应是不足为奇的.再看寒武纪之后,生物随地球环境的变动同样有一次次大飞跃,且发展更大更快.我们人类的出现是在地球最近一次冰期之后,仅有数百万年的历史.

有人会问：当地球环境有巨大变动,对生物造成巨大灾难时,怎会有生物大发展?

对生物来说,灾难与大发展常常是相伴而生的.当地球发生大的冷热周期变动,或其他的大的灾难性变化后,一是造成生物大批的死亡,甚至绝灭,而与此相伴的是某些生物的大发展.为何会出现如此矛盾的情况呢?从我们现今看到的情况里可以直接找到答案：在前章讨论生物的“反抗性”,列举了苍蝇、蚊子及其他害虫、鼠类,还有各种致病微生物等,曾被我们所使用的药物大批杀灭.可是,过一段时间后,它们反更加猖獗地发展起来,其抗药性种类“反见激增”,有的地方是成几十倍的增加,为何如此?这就因在大批杀灭的同时,有少数未被杀死的个体,经过药物的刺激,增强了生命力,促进了它们大发展.另外,从试验里更可看到,我曾作了用多种物理与化学（包括药物）刺激物作用于几种生物的试验,看到了各种不同的反应：①当用某一大剂量的物理或化学刺激物,作用于同种生物时,由于有个体差异,在大部分生物死亡的情况下,有个别抵抗力强的能够幸存；当刺激物分布不均时,在有些地方剂量相对降低,这里的生物大多能幸存.这些幸存者抵抗力逐代提高.②若不是猛然间给予大剂量（致死剂量）的理化刺激,而是从小剂量开始,一次一次地渐次增加剂量,缓慢作用于生物,那么大部分生物个体不仅都能存活,而且都会跟随不断增强抗力,甚至剂量增至超过原来不能耐受的致死量后,它们仍能耐受,并继续发展.③用多种刺激物分别作用于同种生物的不同个体时,受相同刺激的个体,反应相同,受不同刺激的个体的反应不同,变化各异.④多种刺激交替作用于同种生物时,所引起的生物反应比单一刺激大.⑤同种刺激作用于不同种生物时,各种生物对该刺激的抵抗强弱,反应快慢,变化大小各异.⑥所有受刺激的生物均比未受刺激的生物变化大,发展快,而且在许多情况下变化极快,但不管变化如何大,如何快,都是有其规律的,并非无规律的突变（请参见后面有关试验的章节）.从这些试验里所看到的情况是可以给人一些联想的.

由寒武纪生物“大爆发”的事实,不仅引出了国内外学术界对这事实成因的各种不同的看法,也引出了对待达尔文进化论的三种不同观点：第一种观点认为达尔文的基本观点仍然是正确的.第二种观点认为达尔文进化论已经不能解释生命大爆炸,需修改、补充.我国陈均远教授持这种观点,认为生物除了渐变,还有突变,只有突变才能解释“生命大爆炸”,提出了“广义进化论”[68].在国外有所谓霍克斯（Hox）基因假说,也是以突变来解释“生命大爆炸”.第三种观点不仅否定达尔文进化论,甚至否定生物的进化,否定生物由简单向复杂,由纸级向高级发展、进化[69].

生物伴随大灾难而有大发展,以及发展速度的不均等性等现象,早已为许多人所看到,并提出了各种理论.如“灾变论”（1817年Cuvier提出）；在本世纪50年代后又有人提出“新灾变论”（Alvarez等人提出）,举出许多事实说明生物在大灾难后,有“大爆发式辐射进化”.1972年Eldrege和Gould提出“间断平衡论”（或“中断平衡论”）,他们看到一些新物种能在很短时间内（几千年至几万年）形成,以后又可能在长时间内（数百万年甚至上千万年）发展缓慢.现在人们从“寒武纪生物大爆发”又提出了“突变”理论.这各种不同的理论都是对生物不同的发展情况作出解释.而今我们若是应用生物自身的运动规律来分析,却能看到这些不同情况的实质都是一样的.由此则能对这种种情况作出比较统一的解释.同时对“进化论”本身是否能成立,即生物是否进化,人们也自能得出比较客观的结论.

最后想借此机会再说一说生物灭绝之事.有人说在地球历史上已绝灭的生物比现存的生物多几十倍.这里我想问一问：能不能说在化石上曾见到,后来未再见到的生物都叫灭绝了呢?可不可能其中有许多已演化为其他生物?要知道我们能在化石里见到的生物毕竟是极其稀少的,生物的演化过程,在某些变化大而快的环境里又是极迅速的,这过程无法在化石里重现.现也有不少人从不同角度对绝灭之说产生怀疑