寒武纪大爆发(亦称寒武纪生命大爆发,Cambrian Explosion),是相对短时期的进化事件,开始于距今5.41亿年前的寒武纪时期,化石记录显示绝大多数的动物“门”都在这一时期出现了[1][2]。它持续了2千万年[3][4]-2.5千万年[5][6],它导致了大多数现代动物门的发散。 因出现大量的较高等生物以及物种多样性,于是,这一情形被形象地称为生命大爆发。这也是显生宙的开始。在世界各地发现的化石群共同印证了这一生命进化史上的壮观景象,例如在加拿大的伯吉斯页岩,和在中国的帽天山页岩(澄江化石地),清江生物群等。这一时期的化石群相当典型,非常多的不同种类的生物几乎同时在这一时期出现。
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寒武纪大爆发的事实证据也曾让达尔文非常困惑,在《物种起源》中写道:“这件事情到现在为止都还没办法解释。所以,或许有些人刚好就可以用这个案例,来驳斥我提出的进化观点”。但即使到达尔文死后一百多年的今日,寒武纪大爆发依旧是科学界的一大谜题,尚待更多的科学证据出土,也许就能窥见当时的实际情况,找出真正的原因。
寒武纪化石
寒武纪年代约为5.4亿~4.8亿年前,此时的生物化石大多具有较为坚硬的外壳,让化石得以保存下来。
寒武纪进化出的生物
寒武纪进化出了世界上绝大部分现存的20多个动物门,也生活着具有坚硬外壳的生物,例如奇虾和三叶虫,此事件被称为寒武纪大爆发或寒武纪生命大爆发,此时也进化出两侧对称动物
前寒武纪生命
埃迪卡拉纪——寒武纪早期骨骼化
寒武纪生命
痕迹化石(洞穴等)是周围生命的可靠指标,并表明寒武纪开始时生命的多样化,动物在淡水领域的殖民速度几乎与海洋一样快[7]。
世界上许多地方都发现了被称为“小壳动物群”的化石,其历史可以追溯到寒武纪之前到寒武纪开始后约1000 万年(内马基特-达尔丁纪(Nemakit-Daldynian)和寒武纪第二期;参见寒武纪时间线)。 这些化石集合非常复杂:脊椎、骨片(装甲片)、管子、古杯动物(海绵状动物),以及非常像腕足动物门和蜗牛状软体动物的小贝壳,但都很小,大多为1 至2毫米长[8]。
虽然这些化石很小,但比产生它们的生物的完整化石要常见得多。 至关重要的是,它们覆盖了从寒武纪开始到第一个化石库(lagerstätten)的窗口:这是一个缺乏化石的时期。 因此,它们补充了传统的化石记录,并使得许多生物类群的化石范围得以扩展。
阶段
有效性
可能的原因
针对寒武纪大爆发,学界曾经提出过几种假设:
- 地球在寒武纪之后才出现足以保存化石的稳定岩层,而前寒武纪的沉积物毁于地热和压力无法形成化石。
- 动物到了寒武纪才进化出能够形成化石的坚硬躯体。
- 大气中累积足够的氧气量,足以使大量动物短时间进化,并且形成臭氧层隔离紫外光。
- 某些进化出眼晴的掠食性动物侵入物种稳定平衡的地区,减少原先占优势的寡占物种,释放生态栖位给其余物种,并由于捕食-被捕食的竞争关系中促进大量物种歧异度的增加跟进化。
- 大爆发只是个假象,寒武纪初期生物的多样性产生只是类似种群生长曲线,S形曲线中的快速上升段。
近年来研究认为,寒武纪大爆发跟埃迪卡拉纪末期灭绝事件有关:该次灭绝事件结束了隐生宙,为多细胞生命在显生宙的发展铺平了道路。
寒武纪早期生物多样性的独特性
参见
参考资料
参考书目
外部链接
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