寒武纪生命大爆发

“世界悬案”之谜，寒武纪生命大爆发让达尔文本人也产生了困惑46亿年前，地球诞生了。

前40亿年里，它一直很安静。

到了大概5.3亿年前，这个家伙突然暴富——坐拥各种各样的动物。

在这2000万年的时间里，生命突然爆炸式的出现。

2000万年对于人类来说是很长的一段时间，但是在漫长的地球时间里，就是微小的一瞬间。

就是占据地球发展史1%的这一瞬间，迅速演化出了地球90%以上的动物门类，这个现象被称为“寒武纪生命大爆发”。

此时的地球，出现了软体、节肢、棘皮、腕足、海绵、脊索等等门类的动物，这些动物的外形很现代化。

为什么说外形“现代化”呢？在这次大爆发之前，也有简单的生物，它们的形态是这样的↓这片被称为“成了精的芭蕉叶”的，其实是水母再看看大爆发时期出现的动物↓盔甲一般的外壳、车轮一样的脚、一节一节的身体、有的动物甚至有了300多度视角的眼睛...配置比之前高了n个档。

不难发现，这些动物的外形和现在的很多昆虫基本相似。

三大生物群化石地这些地球往事，人类是怎么知道的呢——化石，这些真的会说话的石头。

中国云南澄江生物群、加拿大布尔吉斯生物群和澳大利亚南部的埃迪卡拉生物群构成了世界三大页岩型生物群，为寒武纪的地质历史时期的生命大爆发提供证据。

1、澳大利亚埃迪卡拉生物群时间：前寒武纪时期（距今6.7亿年）特点：它是寒武纪之前出现的后生动物生命演化的一次尝试，可惜的是这次尝试失败了，但它却为寒武纪生命大爆发奠定了基础。

2、中国云南澄江生物群时间：早寒武纪（距今5.3亿年）特点：涵盖16个门类、200余个物种；珍稀动物化石的发现地，现今生物所有门类的远祖代表都有发现；有硬体也有软体印模，是研究圣地；挑战达尔文渐变式进化理论。

3、加拿大布尔吉斯生物群时间：中寒武纪（距今5.05亿年）特点：“世界文化遗产遗址”，缺点是软体生物的保真度不是很高，而硬体生物保存较多。

达尔文的疑惑如果把地球46亿年的历史压缩成一天，最早的生命可能出现在凌晨4点，而人类直到最后1分多钟才出现。

赵冬冬：寒武纪生命大爆发的阶段性及其对于探讨生物进化院系:物理学系专业:物理学类学号:2011112102姓名:赵冬冬寒武纪生命大爆发的阶段性及其对于探讨生物进化的意义寒武纪生命大爆发被认为是古生物学和地质学史上的一大悬案，自达尔文以来就困绕着进化论等许多学术界，大约6亿年前，在地质学上称作前寒武纪，在短短的几百万年时间里绝大多数无脊椎动物门出现，而在寒武纪前的更为古老的地层中却难以找到动物化石的迹象，这种现象被古生物学家乘坐“寒武纪生命大爆发”。

在距今约5.3亿年前一个被称为寒武纪的地质历史时期，地球上突然涌现出各种各样的动物，它们不约而同的迅速起源、立即出现。

节肢、腕足、蠕形、海绵、脊索动物等等一系列与现代动物形态基本相同的动物在地球上来了个“集体亮相”，形成了多种门类动物同时存在的繁荣景象。

其中具有代表性的生物群有:中国云南的“澄江生物群”，加拿大的“布尔吉斯页岩”和“凯里生物群”，这些为寒武纪生命大爆发提供了有力的证据。

大量的化石证据为达尔文的《物种起源》提供了充足的证据:寒武纪生命大爆发并不是所谓的在一夜之间就出现各种动物，它是有一定的阶段性的，其中舒德干教授提出了“三幕式寒武生命大爆发”。

他人为寒武纪生命大爆发的内因是:动物界基因组成基本成熟;外因是:海洋中增氧提速，海洋化学条件变化，如磷的增加。

其中我对高肌虫做一些分析。

一.高肌虫在甲壳纲内的地位高肌虫在甲壳纲内的地位一直没有很好的得到解决。

最早描述寒武纪高肌虫化石的是琼斯，由于其形态与豆类介形虫极相似，所以当时直接作为豆石类描述。

而后的四分之三个世纪里，尽管添加了不少新属种，但一直被置于介形虫目内。

实际上，现有的高肌虫是一个复合类别，其中绝大多数属种很可能是后来真正介形虫的远祖，另一部分则可能与古甲类或虾类有关。

这两大部分构成高肌虫的主体;此外，少数具有拟生长线的高肌虫是否为泥盆纪以后叶肢介不成功之远祖，也是值得进一步探讨的。

基于高肌虫主要包括两大类很不相同的甲壳动物的事实，霍世诚?舒德干在高肌虫内建立了两个亚目——具腹亚目和缺腹亚目分别代表介形虫和虾类的两只祖先类型。

促成寒武纪大爆发的环境因素简论促成寒武纪大爆发的环境因素生命科学学院03级任汀032210792004年11月前言寒武纪生命大爆发是生命记录史上发生最为快速、规模最为宏大、影响最为深远的一次绝无仅有的演化革新事件。

这个“达尔文生前最头痛的难题”现已成为“21世纪生命科学五大难题之一”。

近年来在我国云南省澄江县发现的澄江化石群和贵州省瓮安县发现的瓮安动物群震惊了全世界，并引起了各国科学家的普遍关注。

对于寒武纪大爆发的成因，许多学者提出过假说，试图从不同的角度去解答，但都面临巨大挑战。

本文作者在阅读了相关资料后，发现当前的主要学说大都从内因即生物本身出发，而忽略了外因，即环境突变可能造成的影响。

笔者认为应把生物爆发这一历史事件放到地球演化的大背景下研究，以一个更宽广的视角去分析这一重大事件。

本文首先对当前主要的假说做了概括和分析，进而讨论外因研究的进展，并根据资料简单阐述自己关于大爆发成因的看法。

关键词:：寒武纪大爆发；主要学说；前寒武纪时期的环境因素；一、寒武纪大爆发如果把地球46亿年压缩成一天24小时，大约在凌晨4点，最早的生命可能在地球出现，而动物世界的崛起发生于21点到21点17分，在这十几分钟里，动物开始了爆发式演化，这段时间便是动物世界的“黎明”[1]。

研究结果表明,整个寒武纪时期,动物生命形式经历过四次大飞跃，即距今6.5亿年的前寒武纪晚期澳大利亚埃迪卡拉动物群距今5.7亿年的寒武纪初期晋宁梅树村小壳动物化石距今5.3亿年寒武纪早期澄江动物化石距今5.1亿年的中寒武纪加拿大布尔吉斯页岩动物群也有学者将整个爆发时期分为四次“突变”，即瓮安大辐射、埃迪卡拉大辐射、梅树村大辐射和帽天山大辐射。

那么，究竟是什么促使地球在“沉寂”近十二亿年后突然连续大规模辐射生命呢？二、关于寒武纪生命大爆发的本质和引发原因的假说笔者认为，关于寒武纪生物大爆发成因的主要学说大致可归为六类[2]：（1）从基因重组突变角度，以瓦楞泰（J. W. Valentine）等的“发育调控机制说”,“重组生殖说”为代表;（2）从基因演化层次角度，如陈均远等的“广义演化论”；（3）从食性分化，物质能量金字塔角度，如斯坦利（S. M. Stanley）1973年提出的“收成原理（cropping principle）说”;（4）从细胞类型的多样性角度，如.“细胞说”;（5）从外部环境催化，大气含氧量变化角度，如“含氧量上升说”；（6）从分子生物学角度，即认为寒武纪“爆发”实质上是生物的一次矿化事件。

生物大爆发的特征一、生物大爆发这是一个发生在寒武纪初期的全球重大生物事件。

在此时间段之前，主要生命形式是菌藻类、无壳后生动物类等较低等动物，包括8亿年前结构原始简单的菌藻类、“淮南动物群”（最早的无壳后生动物群）、“埃迪卡拉动物群”（无壳后生动物软体类为主）、“瓮安动物群”（能分泌硬壳和骨骼的后生动物——小壳动物群）等。

然而，到寒武纪初期，大量海洋无脊椎动物突然涌现且种属繁多，个体较大。

其中，小壳动物群繁盛在寒武纪初始阶段，紧随其后的是澄江动物群。

以我国科学家在我国云南省澄江县下寒武统最早发现的“澄江动物群”为标志，寒武纪早期出现了规模巨大的生物诞生事件。

在澄江动物群中，大量出现的生物类群包括：1.裂肢动物；2.叶足动物；3.奇虾类；4.水母状动物；5.触手冠动物及内肛动物；6.鳃曳动物和其他蠕形动物；7.脊索动物；8.古虫动物门；9.其他类群动物如海口鱼、早期后口动物等。

此外，其他国家与地区还发现最早出现的腔肠动物、蠕形动物、节肢动物、海绵动物、内肛动物、环节动物、无铰腕足动物、脊索动物等20多门80多属。

这些古生物化石，准确标定了生物大爆发的时间底界，科研成果震惊全球。

（澄江动物群画像）二、生物大灭绝由于气候与环境突变等原因，地球上的生物丧失了赖以生存的条件，或无法适应新的环境，最后导致大量种属的消亡与灭绝。

物种竞争、自然选择引发的灭绝是一种正常的自然现象，称大灭绝。

显生宙期间，至少发生过五次全球生物大灭绝。

（一）奥陶纪末期发生在距今4.4亿年前，属于地史上第三大规模的物种灭绝事件。

该事件导致了当时生物界85％的物种灭绝。

绝大部分三叶虫惨遭灭绝。

其原因复杂，推测主要是全球气候突变所致。

资料表明，此时期发生了全球冰川事件，导致气候变冷，大部分生物物种无法适应，难以生存，直至灭绝。

（二）泥盆纪后期发生在距今3.6亿年前，历经两大高峰，中间间隔一千万年，是地史上第四大规模的物种灭绝事件。

该事件导致了笔石、三叶虫等生物物种的灭绝。

寒武纪生命大爆发对达尔文进化论学说的质疑自1859年达尔文《物种起源》出版后，社会公众普遍接受了达尔文的自然选择理论，然而，就是这个被恩格斯评价为“已经把问题解答得令人在满意没有了”的生物进化学说，在今天，却遇到了寒武纪生命大爆发的挑战。

寒武纪是地球生命史上最早有明显动物化石记录的时代，距今大约有5.3亿年。

科学家经研究发现，在寒武纪之前，地球上实际并没有复杂的动物，但是到了寒武纪初期，地球的生命存在形式却突然出现了由简单到复杂、由单样性到多样性的飞跃，动物种类在这一时期像爆炸一样突然大幅度增加，形成所谓的“寒武纪生命大爆炸”。

1909年，古生物学家华克（W alcott）在加拿大的伯尔基斯岩中，发现多种海洋动物的化石群在寒武纪中期突然大量出现，引起了世人的广泛关注。

不过，直到20世纪80年代，科学家发现的寒武纪化石大部分还是海洋三叶虫等较低等的动物，进入90年代，中国科学家侯先光教授、陈均远教授在云南澄江帽天山的石层中，发掘出许多类不同体型的动物化石，从较低等的海绵、水母、触手类、虫类、各种节肢类，到较高等的半脊索动物（云南虫），共38个门类100多种动物，其年代比加拿大伯尔基斯岩化石群还早1500万年。

澄江化石群涉及当今动物界大多数门类，还包括许许多多现今已经灭绝无法归入现有门类的形状古怪的动物。

澄江化石群不仅种类繁多，而且保存精美，保存了诸如动物的肢体、触毛等，连软组织的标本如水母的口部、肠脏、神经等都保存了下来。

澄江化石群在短短300万年的地质时间内，完整记录了大规模动物群突然同时出现的情况，并且完全没有留下任何进化或演变的痕迹。

这一发现为寒武纪生命大爆炸提供了较为详实的科学依据，并对达尔文的进化论产生了质疑。

达尔文在“物竞天择，适者生存”的进化论中，有两个重要的思想。

一是“物种并非永久不变”①，在地球漫长的岁月长河中，“新的物种缓慢地在连续的间隔时间内出现”，达尔文推崇“自然界不产生飞跃”的观点，把进化看成是一个稳定、渐变、连续的过程；二是“一切动物和植物都是从某一种原始类型传下来的”②，达尔文认为，“在它们的胚胎中，同源构造上、残迹的构造上，我们都有明显的证据，可以证明每一界面里的一切成员都是从单独一个祖先传下来的。

简述澄江动物群寒武纪大爆炸抚仙湖是国内第二深内陆淡水湖泊，容量189.3亿立方米，蓄水量居国内淡水湖泊第三位，占全省湖泊蓄水总量的65.7%，湖水澄碧清澈，透明度达7.8米，水质达国家二级饮用水标准，平均水温17.3℃，湖中生息繁衍抗浪鱼、金线鱼等24种土著鱼种。

水资源总量年均2.79亿立方米，每平方公里有水量36.89万立方米，每亩耕地有水资源1569立方米，年可供水量5557万立方米，两湖一江过流量217.22亿立方米，水能资源可开发量9.12万千瓦。

磷矿资源现已探明储量6.5亿吨，矿区面积48平方公里，品位高，易开采。

1984年7月1日中科院南京分院教授侯先光，在云南澄江县帽天山首次发现了现已闻名于世的澄江动物化石群，并立即进行了大规模系统采集。

这个位于我国云南的生物群，是目前保存极其完整的早寒武世早期古生物化石群。

澄江生物群的研究和发现，不仅为“寒武纪大爆发”这一非线性突发性演化提供了科学事实，同时对达尔文渐变式进化理论产生了重大的挑战。

寒武纪是现代生物的开始阶段，是地球上现代生命开始出现、发展的时期。

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。

寒武纪是显生物的开始，标志着地球生物演化史新的一幕。

在寒武纪开始后的短短数百万年时间里，包括现生动物几乎所有类群祖先在内的大量多细胞生物突然出现，这一爆发式的生物演化事件被称为“寒武纪生命大爆炸”。

带壳、具骨骼的海洋无脊椎动物趋向繁荣，它们因底栖生活，以微小的海藻和有机质颗粒为食物，其中，最繁盛的是节肢动物三叶虫，故寒武纪又称为“三叶虫时代”，其次是腕足动物、古杯动物、棘皮动物和腹足动物，寒武纪的生物形态奇特，和我们现在地球上所能看见的生物极不相同。

比较著名的有早寒武纪云南澄江动物群、加拿大中寒武纪的布尔吉斯页岩生物群。

寒武纪的生物界以海生无脊椎动物和海生藻类为主。

无脊椎动物的许多高级门类如节肢动物、棘皮动物、软体动物、腕足动物、笔石动物等都有了代表。

寒武纪生命大爆发还原原始海洋动物体貌前寒武纪-寒武纪转换时期(距今6亿年前后)是地质历史上最为关键的时期之一。

在这一时期，随着罗迪尼亚超大陆的裂解和冈瓦纳大陆聚合，大量生命繁衍需要的无机盐由此向海洋富集，与此同时，大气自由氧含量的上升使全球表层海水彻底氧化。

一系列环境因素的利好，使得后生动物(又称多细胞动物)这一更简单更高等的生命在前寒武纪晚期的埃迪卡拉纪(6.35-5.41亿年前)开头崛起，并在寒武纪早期发生大规模辐射式演化。

从最简洁的海绵动物到最高等的脊索动物在内，几乎现生全部动物门类在寒武纪早期短短两千万年的时间内快速消失，这就是闻名的“寒武纪大爆发”大事(5.41-5.20亿年前)。

动物的寒武纪大爆发作为一个客观存在的事实已被广泛接受，然而厚厚的前寒武系地层中却鲜有后生动物化石的踪影。

这一现象早在达尔文时代就引发了人们的关注，近两百年来让地质学家和古生物学家感到困惑不已。

有关“寒武纪大爆发”的讨论不仅没有破解动物起源之谜，反而给这一生物演化大事蒙上了一丝神奇颜色，那么，寒武纪原始海洋动物是什么模样呢？科学家曾认为，生活在寒武纪的栉水母近似于现代栉水母类动物，属栉极动物门。

但从最新出土化石来看，科学家提出另一种猜想。

它的体表长有细须或毛发状结构。

这些印迹的仆人包括：Thaumactenaensis(A至D)，Galeactenahemispherica(E至I)及Batofasciculusramificans等。

栉水母并不是真正意义上的水母，它们没有刺人的细胞和松软的触须，爱护它们的是坚硬带刺的骨架。

这种小生物体形很像圣诞节用的装饰物品。

在2021年7月10日出版的《科学进展》杂志中，具体报道了有关栉水母的最新科学讨论。

科学家近期在中国南部发觉一种蠕虫化石，这种蠕虫全身“超级武装”，且有着美丽的长腿。

科学家将其取名为Collinsiumciliosum，或“多毛的柯林斯怪物”，它拥有多达30条长腿——其中18条腿末端长着爪子，可以勾住动物并戳穿其体表，另外12条腿前后挥动，用来捕获水中养分物。

寒武纪生命大爆发证明温度是生物进化的动力达尔文的进化认为，自然选择是生物进化的动力。

恩格斯说，“在某一给定的地区的地理、气候等条件的逐渐变化（例如，中亚细亚的变干燥）的情况下，也是一样。

究竟动物和植物成员在那里是否相互压迫，这是无关紧要的；由这些变化决定的有机体的进化过程在照样发生”。

这就是说自然选择有多种因素，但不可能自然选择中的多种因素都是生物进化的动力，只能有一种是生物进化的动力。

那自然选择中的那种因素是生物进化的动力呢？世界上的生物学家们还没搞清楚。

地球膨裂说认为，寒武纪生命大爆发证明温度是生物进化的动力。

地球膨裂说认为，要想搞清这个问题，必须首先搞清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”。

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。

科技日报/2004年/02月/24日/破解寒武纪生命大爆发之谜三位科学家并列获国家自然科学一等奖郑千里马波张哲浩云南大学教授侯先光等 澄江动物群与寒武纪大爆发 成果荣获国家自然科学一等奖的喜讯让云南各界欢欣鼓舞。

2月21日,云南各主要新闻媒体都以显著位置、大量篇幅刊登这一新闻,闻讯侯先光等在京获奖的科学家当天下午回昆,所有新闻记者早早的就等候在机场,最早的提前了2个小时,翘首盼望的新闻记者,形成了引人注目的 追星族 !。

本报讯1984年7月1日,当时还在中国科学院南京地质古生物研究所工作的科技人员侯先光在云南澄江帽天山野外考察时,发现了一块堪称为 石破天惊 的古生物化石,后来,由中国科学院南京地质古生物研究所研究员陈均远、已经调任云南大学任教授的侯先光教授及西北大学教授舒德干的共同领衔,经过近二十年的不停歇的努力,我国澄江动物群与寒武纪大爆发的研究取得了丰硕的成果,在2月20日举行的2003年度全国科技奖励大会上,他们三人一起并列获得了2003年度自然科学一等奖。

地球大约在46亿年前诞生。

在地球诞生后的40亿年时间里,地球上的生命,包括植物和动物,几乎没留下任何实质性的痕迹。

然而,在此后不超过500万至1000万年的这段短短的时间里,却产生了生命的大爆发。

达尔文在 物种起源 中也承认他无法解释寒武纪化石突然出现这一事实,同时达尔文还承认这一事实将可能成为否定其提出的生命进化理论的有力证据。

陈均远、侯先光、舒德干三位科学家领衔的科技团队通过对澄江古生物化石的进一步发掘并开展的卓有成效研究证明,现今世界上所有的动物的门都在这一时期同时出现,而且之后再没有产生新的门。

这一时期出现的生命的形状同今天的生物已很相近,从星形对称的海星到左右对称的甲壳纲动物,以及具备脊椎雏形的动物等。

在云南省澄江县发现的动物化石中,即使不包括现在已经绝灭了的门,所发现的动物的门仍多达20个,而现在地球上热闹非凡的上千万种生物总共才30多个门。