寒武纪大爆发 刘润寒武纪大爆发

为什么寒武纪大爆发与达尔文的进化论并不矛盾？

作者：赖柏林

生物的演化中，遗传物质的突变和杂交造成的基因重组，会引起生物群体中基因频率的变化。这种变化一般是缓慢的。但在一些特殊情况，突变并积累突变的速度可能会突然加快，这就有可能在短时间内产生许多新的物种。所以，在寒武纪突然出现许多新的物种，与达尔文的进化论并不矛盾。

寒武纪大爆发 刘润寒武纪大爆发

寒武纪大爆发 刘润寒武纪大爆发

在地球上的已知生物中，动物界共分为41个“门”，其中35个门存活至今，6个门已灭绝。存活至今的35个门中有19个诞生在寒武纪；6个已灭绝门中有4个诞生在寒武纪。也就是说，动物界共有23个门是在寒武纪时期出现的， 超过了总数一半以上 。可见，寒武纪这4400万年间对地球动物界的贡献可谓非同小可。

达尔文认为，生物为了适应环境和生存竞争而改变的过程很缓慢，也许要经过许多代的努力才能获得，而且这种演化也只能一级一级往前进，如果把生物的演化路线比作一棵树，演化的过程就是由树干的一根枝条慢慢向上分叉成两根枝条，再继续分叉成四根枝条形成树上许许多多的枝条。所以在寒武纪一下子冒出这许多或低级或高级的生物物种，确实是达尔文理论难于解释的。有人就据此质疑达尔文二叠系 284—的进化论。

达尔文时期人们曾对寒武纪许多生物门类的突然出现感到困惑，一个很大的因素是化石记录不完整。如今，人们在寒武纪之前的地层中也已经陆续发现了许多生物群，如贵州5.8亿年前的生物群，说明通过更多的努力，我们能够找到这些突然出现的生物早期演变的线索。

生物物种大爆发为什么偏偏发生在寒武纪

B.出现了数量众多、种类单一的海洋生物

提到进化论，我们首先想到的是达尔文，但其实达尔文的进化论也有缺点，那就是利用达尔文进化论无法解释寒武纪，为什么会出现生命物种大爆发。但是在现代进化论以及间断平衡演化理论下，我们可以了解为什么生物会在寒武纪时集中爆发。

老留系 436—409

寒武纪生命大爆发寒武纪是显生宙的开始，距今约5.42亿年前—4.85亿年，持续了大约5800万年，而在这短短5800万年里，不大量生物开始在寒武纪突然出现，而且出现的生物门类也非常多，现如今所有的“门”，在寒武纪时基本上都已经出现。

对此，有些科学家认为，之所以寒武纪会发生生物物种大爆发，是因为寒武纪之前，地球上大多数动物属于单细胞动物，或者是多细胞生物，没有硬质化的外壳，因此化石难以保留。

而在寒武纪时，出现了许多带有硬壳的生物，比如：三叶虫，奇虾等，所以我们能观测到很多寒武纪时的生命。按照这种理论，寒武纪并不是真正的生命大爆发，而是一种象。

但是有些科学家却不这么认为，他们认为寒武纪生命物种大爆发不是象，解释寒武纪生命大爆发的理论，就是：间断平衡演化。

间断平衡演化虽然达尔文提出了进化论，但是达尔文的进化论中并没有提到生物的演化是匀速的，还是不匀速。

有些人认为，生物的演化是匀速发生的，比如：生物在1000万年里，不断调整自己的基因，使得该种群中的体型一点点变大。

比如：英国在工业革命时期，由于环保意识不强，导致大量未经处理的废气被排入大气中，使得树木、建筑等都被熏黑。而当地有一种白蛾子，在过去它们趴在白色的树干上时能够隐藏自己的身影，然而由于外界环境的改变，导致这种白蛾子很容易被鸟类发现。后来，有一小部分蛾子在演化时，基因突变出现了黑蛾子，由于这些黑蛾子能够更好地适应环境，所以后来英国许多树上都有黑蛾子。

通过英国蛾子的变化，我们能够看出生物适应环境的速度非常迅速，所以目前主流科学界认为，生物的演化速度并不是匀速的，而是长期静止，在短期内（环境改变时）加速演化。

生物学家克劳德认为，2.Hox基因调控下产生同源异形。 Hox基因又称同源异形基因，它负责调控关于细胞分裂、纺锤体方向，以及硬毛、附肢等部位发育的基因。人类的“六指症”就是受它影响所产生的。举个例子，某种生物本该长有鞭毛的地方，却长出了多余的口器或副肢等等。也就是说看似两种完全不同的生物，也许他们是同一种，只是身体器官的位置变化较大。在当时，生物基因没有现代生物那么复杂，Hox基因表现出的突变率也会较高，因此生物多样性就产生了。地球上绝大多数真核生物都需要氧气，对于单细胞生物而言，获取氧气的方式很简单，就是依靠细胞膜的渗透与吸收。随着细胞的增多，细胞膜之间相互会折叠，导致多细胞生物渗透的氧气不够，只有当大气中的含氧量上升到一定浓度后，多细胞生物才能获取到足够的氧气。

在寒武纪之前，地球上虽然已经有蓝细菌可以生产氧气，但当时的游离氧会和海洋中的二价铁离子结合，生成三价铁，三价铁不溶于水，会沉淀在海底，所以地球早期地质层中会有一层红色的含铁沉淀物。

至于为什么氧气含量降低之后，多细胞生物依然能生存，这是因为多细胞生物演化出了专门的器官来获取氧气，比如：腮、肺等。

历史上出现过哪几次物种大爆发？分别介绍一下请

节肢动物早期辐射演化研究；

新华网2月25日电（记者张景勇）我国的澄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”。江动物群化石在世界上首次揭示了“寒武纪大爆发”的全貌轮廓，从而为世界所广泛关注寒武纪生命大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，但都没有找到寒武纪生命大爆发的真正原因，所以把寒武纪生命大爆发认为是反对进化论的有力证据。。那么到底什么是寒武纪与“寒武纪大爆发”？澄江动物群化石的首次发现者、云学侯先光给出详细解答。

宙古生代的个纪，距今约5.4亿至5.1亿年，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。

澄江动物群的地质时代正处于“寒武纪大爆发”时期，它让我们如实看到5.3亿年前动物群的真实面貌，各种各样的动物在“寒武纪大爆发”时期迅速起源，立即出现，现在生活在地球上的各个动物门类几乎都已同时存在，而不是经过长时间的演化慢慢变来的。它将动物多样性的历史前推到寒武纪早期。

为什么会在寒武纪出现如此众多丰富的生物？科学家们提出许多设，但目前还没有一个清晰的、提出确凿证据、令人信服的解释，“寒武纪大爆发”仍然是一个没有完全解开的谜。（完）

谁能简略介绍一下寒武纪生命大爆炸？为什么在这个时期会突然出现众多大型多细胞生物？

其实，寒武纪的生物大爆发与达尔文进化论是不矛盾的。自然选择依然是生物演化的动力，如今我们对生物产生变异和物种形成的机理的认识较过去有了很大的进步。随着20世纪分子生物学的进步，人们认识到生物的演化随着人们对环保的认知不断加强，英国的工业废气排放量逐渐减少，当地环境又恢复到之前的水平。此时黑蛾子容易暴露在鸟类的视野之中，于是又有一些黑蛾子基因变异，出现了白蛾子。由于白蛾子能够适应环境，因此白蛾子数量逐渐变多了起来。中，遗传物质（基因和地球膨裂说认为“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”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”的说有哪些根据？，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。不管怎样，在地球上很好保存了距今6亿到8亿年的地层中，几乎都能找到同期的冰川沉积。很显然，这个寒冷气候是一个全球性。第二，在地球的历史中，很多数据表明，地球在距今6到8亿年间，冰积岩大多沉积在中、低纬度附近，换句话说，也就是赤道和赤道附近，也是陆地主要分布的区域。这方面的资料得出这个结论：广泛的寒冷气候发生在地球的赤道及其附近区域。染色体）的突变和杂交造成的基因重组（比如细菌之间互相交换遗传物质），会引起生物群体中基因频率的变化。这种变化一般是缓慢的。但在一些特殊情况，比如环境剧变、地理隔离等条件下，突变并积累突变的速度可能会突然加快，这就有可能在短时间内产生许多新的物种甚至新的大类。这就像演化树的1根枝条上分出的枝条不止2根，而是10根，但演化树的基本形式还是没变。所以，在寒武纪突然出现许多新的物种、新的门类，甚至出现比较高等的门类，与达尔文的进化论并不矛盾。这种新的更具说服力的进化论，称为现代综合进化论。

寒武纪的爆发对于科学界来说意味着什么？

意味着生物的大爆发，给现在地球上那么多物种提供了更好的进化源头。

寒武纪的爆发对于科学界来说也就是回到了过去的年代，因为寒武纪其实是我们的上个世纪，所以它的爆发也代表着我们可能陷入之前那种困境

寒武纪的爆发导致生物多样性的极速增加，而且促进了生命的进一步进化且加速了生物发展的进程，也意味着地球历来的气候变化和地质发展的原因。

寒武纪的爆发对于科学界来说，意味着有着更多的例子可以研究地球历来的气候变化和地质原因了地球膨裂说认为，8亿年前地球的气温急聚升高，非常适合生物繁衍，进化速度急聚增加，所以发生了寒武纪生命大爆发。，对于科学界来说是一个非常好的样本。

论述寒武纪生物大爆发？

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。但澄江动物群告诉我们，现在地球上生活的多种多样的动物门类在寒武纪开始不久就几乎同时出现。

寒武纪生命大爆发一直让达尔文感到十分困惑。在人们普遍认同达尔文进化论的今天，全面揭示并合理解释寒武纪大爆发的真实面貌、探索众多动物门类起源的难题，是古生物学和进化生物学的重要前沿科学领域。近二百年来，动物界一直被习惯地划分为脊椎动物和无脊椎动物两大领域。因而探索这两大类动物之间的演化关系，不仅构成进化生物学中的一个核心命题，也是公众普遍关注的热点问题。自1984年在云南澄江发现了5.3亿年前的软躯体石群——澄江动物群以来，深入研究寒武纪大爆发成为可能。由陈均远、侯先光、舒德干合作近20年来,主要做了以下几方面的研究工作：

作者：赖柏林

一、寒武纪大爆发面貌的揭示与动物多样性起源的研究：

脊椎动物起源及其重建寒武纪早期生态系统和食物链；它早期后口动物的发现和研究；

疑难化石研究取得突破性进展。

二、寒武纪大爆发时的生态系统、古生物地理、演化模型及爆发机理研究：

主要灭绝化石类群的发现与研究为构建“蘑菇云式”的演化模型提供了重要依据。

三、“寒武纪大爆发”的本质和理论解释

该项目一系列化石的发现不仅为“寒武纪大爆发”突变的存在提供了依据，证明了门一级高级动物类群的起源是“寒武纪大爆发”的核心内容和本质所在，进而对达尔文倒锥形进化树模式提出了质疑。提出了广义进化论。主要发现点有：发现、采集标本10万余件，发现并研究了包括脊椎、真节肢、螯肢和甲壳等动物的起源；对各门类化石进行了深入细致的化石生物学、功能解剖学、演化生物学、古生态学、古地理学、埋藏学等多学科综合研究，发现并论证了已知最古老、最原始的脊椎动物昆明鱼和海口鱼，将脊椎动物早期历史往前推进了约五千万年，论述了节肢动物构造的原始特征和演化趋势，证实了现生动物门和亚门以及复杂生态体系起源于早寒武纪，提出“广义进化论”，对寒武纪生命大爆发的激发因素进行了综合分析，进化重新理解为生命的自我过程，这一过程导致了生命系统分形结构的产生和演化。提出与传统观念有别的“寒武纪全球暖水和冷水两大动物群分区”的新说，首次较完整地揭示出早寒武世海洋生态群落面貌。以上的发现与研究较全面揭示了寒武纪大爆发主幕的真实面貌，对一些重要动物类别进行了起源探索，对进化论进行了重要补充和修正。诠释并回答了寒武纪大爆发这一重大疑难科学的很多问题，与世界的加拿大布尔吉斯页岩动物群相比，我国澄江动物群不仅具有化石资源的优越性，时代上更靠近寒武纪生命大爆发的始点，更重要的是其研究更为深入。该项研究标志着我国科学家在早期生命演化与“寒武纪大爆发” 研究领域作出的重大贡献和在学术上的领先地位，为科学界在上赢得了荣誉，是中华民族对人类文明宝库作出的重要贡献，具有重大的科学价值。该项目发表论文90多篇，其中在《Nature》和《Science》上发表14篇，SCI收录37篇，70篇被SCI引用842次；出版专著9部。

寒武纪是什么时代

但在18亿年前，由于海洋中的二价铁离子被氧化殆尽，以至于氧气能够被释放到大气中。就这样，到了寒武纪时，大气中的氧气含量足够多，已经能够支持多细胞以及复杂生命的生存。因此寒武纪时，生命开始多种多样了起来；再加上它们演化出了坚硬的外壳，以至于有很多化石也被保留了下来。

寒武纪是“三叶虫的时代”。

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，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。

寒武纪的生物大爆发

寒武纪生命大爆发（Cambrian Explosion）：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。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们在几百万年的很短时间内出现了。

这种几乎是“同寒武纪生命大爆发（Cambrian Explosion）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。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。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”。

寒武纪生命大爆发发生在什么时代？

正确：D

寒武纪生命大爆发(CambrianExplosion)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。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寒武系 前期：564—535 中期：535—515 后期：515—500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“雪球”为什么解冻，变成现在这样的地球，地球膨裂说认为，8亿年前，由于地球内部的放射性物质不断衰变放出热量，使地球发生较大膨裂，造成大量岩浆喷出地壳，使地球的气温急聚升高，冰川溶化，冰臼就是在这一时期形成的。地球气温从震旦纪（8亿年前）的摄氏零下50度，上升到现在的温度摄氏58度，8亿年上升了108度，地球的气温平均每1千万年自然升高1.35摄氏度。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。

地球简史5：寒武纪生物大爆发不存在？

奥陶纪(5亿1千万年前到4亿3千8百万年前

承接上文，时间来到 显生宙古生代寒武纪。 这一时期罗迪尼亚超大陆已经分裂为冈瓦纳大陆与劳亚大陆。“寒武纪”这寒武纪（Cambrian）是显生宙的开始，距今约5.42亿年前-4.85亿年。前一个纪是新元古代埃迪卡拉纪，后一个纪是奥陶纪。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。个名字想必大家都不陌生，的“生物大爆发”就出现在这个时期。 “寒武纪大爆发”对地球生物的贡献有多大呢？ 请您看一组简单数据，您立刻就明白了。

关于寒武纪生物大爆发的原因，科学界尚无统一定论。越来越多的科学家相信，它是由几个因素共同作用产生的结果：

3.相对丰富的含氧量。 寒武纪大气中的含氧量又达到了一个新的高度，能够支撑起一个需要更多氧气才能存在的生态圈，因此很多动A.一个相当平静的时期物物种在此时诞生，并存活下来。

4.猎食性动物的诞生。 “大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”的故事是在寒武纪开始的，体型大、更容易存活的个体，通过繁衍逐渐提高生态位，于是金字塔式的生态食物链结构出现了。填补各个生态位的物种也跟着陆续进化出现。

科学界还有一种观点，认为寒武纪生物大爆发是不存在的，生物一直是呈S曲线快速进化的。我们通过化石分析出的结果，也许十分片面。在寒武纪地层出现的动物化石种类中， 三叶虫占60%、腕足动物占30%，另外10%中有很多也都是“有壳动物” 。这可能说明“有壳”才容易形成化石保存至今。也许还有大量“无壳”动物也生活在寒武纪甚至寒武纪之前，但由于各种原因（如：岩石层相对薄弱、地质运动影响等等）无法保留下来被我们发现。可能是“ 趋同进化 ”作用，使寒武纪时期的生物都长出更容易生存下来的“外骨骼装甲”。

1995年，科学家在火山灰层中，发现了众多寒武纪之前的多细胞生物化石，填补了生物大爆发之前的埃迪卡拉纪末化石空白期，这也是对“寒武纪生物大爆发不存在”观点的佐证。

地球简史系列，我会持续更新连载。希望大家喜欢，谢谢！

地球简史4：生物大爆发前夕，生物化石空白期之谜

地球简史3：人类出现可以再早15亿年？