寒武纪生物大爆发时的主要生物

2024-05-10 09:57

1. 寒武纪生物大爆发时的主要生物


寒武纪生物大爆发时的主要生物

2. 寒武纪生物大爆发中产生了哪几种著名生物?

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.“寒武纪”是地质史上的一个年代,因英国的一座小山而得名,期间大约是五亿四千万年前至五亿一千万年前.它的名称并不含有特殊的意义,但它却是一个特殊的时代. 
  地球大约是在46亿年前诞生的.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,即大约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这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.
   
  古三叶虫
  1882年,达尔文在生命的最后一封信中谈到古三叶虫.在他看来像三叶虫这么复杂的动物突然地出现在寒武纪地层中,这是不可思议的. 
  三叶虫是生活在五亿多年前到两亿多年前的一种已经灭绝的原始节肢动物.它的形体扁宽,背面正中突起、背上有两道纵沟,把身体纵分为三叶形,因此而得名. 
  过去,寒武纪通常被称为“三叶虫的时代”,因为在寒武纪地层中保存有大量的比其他类群丰富的三叶虫化石,而在寒武纪地层中,不具矿化的软躯体动物化石从未被发现. 
  科学家从寒武纪之前的古老岩层中发现了一些单细胞生物的化石残骸,但它们都在不久以后销声匿迹了.这就好像在生命的史书上划了一条分界线,之前不过是热身运动,之后到了寒武纪真正的进化才开始. 
  一切都突然开始了,生命的形式不知为什么突然就变得多姿多彩,生机盎然,这一突发性生命创新事件通常称为“寒武纪生命大爆发”.正是在这一时期,生命选择了其基本的形式,以后也再没有什么大的改变.当科学家们检索寒武纪时代的化石所记载的历史时,到处可见的是难解的谜和进化过程中的空白阶段.当新的生命形式在化石记录中出现时,人们找不到与之相对的原种,而当它们突然消亡时,又没留下什么显而易见的进化体. 
    “为什么我们没有发现成千上万的过渡类型化石埋藏于地壳中呢?” 达尔文痛苦地意识到,地层断层中确实缺少此类化石的存在.这一事实一直困扰着达尔文,以至于他在书中用了一整章来讨论“地质记录的不完整”. 
  布尔吉斯动物群的发现
  1909年8月,美国地质调查所所长维尔卡特带领全家到加拿大落基山脉的布尔吉斯山去野外地质旅行.回程的路上,一块石头绊倒了他夫人的坐骑,维尔卡特捡起这块作怪的石头,奇迹出现了,一块保存有软体动物的化石显现在维尔卡特面前.
  后来,经过大规模的发掘、采集后,布尔吉斯动物群给当时科学界造成极大震撼.它使科学家第一次清楚地认识到,在寒武纪海洋中具有骨骼化的动物仅仅占少数,绝大多数是不易保存的软躯体动物门类,纠正了人们对寒武纪仅存有三叶虫等少数硬体动物的错误认识.
    化石记录了五亿一千五百万年前寒武纪中期无脊椎动物惊人的丰富,被科学界视为生命起源和早期演化的重要依据,为破解寒武纪生命大爆发之迷提供了重要线索. 
    由于地质保存上的缺陷,布尔吉斯动物群化石没有立体的层面,很多的动物形态只能依靠推测. 
    1981年,加拿大布尔吉斯动物群被联合国教科文组织批准为“世界文化遗产遗址”,成为全世界古生物学者关注的圣地. 
  寒武纪生命大爆发的代表——云南澄江动物群
  在昆明东南方50多公里的地方有一座小城.境内有著名的抚仙湖,湖水清澈纯净,可直接饮用,小城也由此而得名澄江.但是,谁也料想不到一本破解地球生命的天书,就埋藏在澄江这座不起眼的帽天山下.对古生物学家侯先光教授而言,1984年他在澄江帽天山的那次重大发现,至今还使他无法平静.  
  在澄江帽天山的半山腰有一座外形奇特的建筑,这是中科院南京古生物所的野外工作站.它由中国著名建筑师齐康设计,其设计灵感来自在帽天山上发现的一种寒武纪生物--灰姑娘虫.
  1984年7月,南京地质古生物研究所侯先光研究员在云南澄江县帽天山发现了第一块早寒武纪动物化石长尾纳罗虫.这次发现可以说是很偶然的事件,侯先光原来的意图是到澄江来寻找金碧虫的化石,没想到无心插柳,意外获得了这块长尾纳罗虫的化石.
   那年6月,侯先光在导师张文堂的指导下,赴云南为硕士研究生论文搜集古介形类化石.
  1984年7月1日,下午3点钟左右,侯先光在一大堆石块中随手拿起一块,一锤下去——一个栩栩如生的虫体出现了.这是一条寒武纪早期的无脊椎动物,属于知名的古生物学家维尔卡特于1909年在加拿大发现的布尔吉斯动物群的一个重要成员.国外科学家认为纳罗虫是最早出现的硬体生命之一,在亚洲大陆还是首次发现,而且还保存有附肢.这一发现意味着,寒武纪生命大爆发的证据就在脚下.后来,这一天成了澄江动物化石群的纪念日.世界著名古生物学家、德国的塞拉赫教授称:“澄江动物群的发现就像是来自天外的信息一样让人震惊.”美国《纽约时报》称:“中国澄江动物群的发现,是本世纪最惊人的发现之一”.
  侯先光带着这一重大成果返回南京,写出了发掘报告,并与导师张文堂教授撰写了研究澄江动物化石的论文《纳罗虫在亚洲大陆的发现》,师生俩在文章中把澄江发现的古生物正式命名为“澄江动物化石群”.从此揭开了而后二十年让世人不断惊讶的序幕. 
  一系列的野外发掘和研究工作由此开始.不断的发现和探索,将五亿三千万年前的生命世界展现了出来. 
  消息传出后,一批批国内外地质学家和古生物学者蜂涌而至,一批又一批形态各异的化石被挖掘出来,人们从未见过保存得如此完整的生物化石:不仅保存了生物的骨骼,还保存了表皮、纤毛、眼睛、肠胃、消化道、口腔、神经等各种软组织.其中,水母状化石的触手、辐管、环肌、中央腔和口部构造清晰可见,蠕虫化石的体环、吻部构造、消化道和尾刺完整无缺,腕足动物化石则显示出从外壳向外伸出的粗壮的肉茎.以或卷曲或斜躺或平直姿势埋藏的纳罗虫化石,完好地保存着它们的软躯体构造,甚至连肠道中充满的食物也清晰可见,显示着其在临死之前还曾经饱餐一顿.具有网状骨片的微网虫,即使活着时保持站立的姿势就已经很不容易,有的竟然可以在死后仍然保持立姿.这些化石是世界其他地方难得一见的带软躯体构造的化石.5亿年前生物的软躯体构造居然能成为化石陈存在岩层中,这是澄江化石最为独特之处.
  专家从澄江古生物化石群发现,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35个门.这说明,在寒武纪早期,动物多样性的基本体系就已经建立了.
   
  1989年,真正的完整的微网虫化石在帽天山出现,令科学家大跌眼镜.原来,困惑了古生物学界几十年的这些骨片,就长在一个蠕虫一样的生物体内,身体两旁. 
  微网虫是绝灭了的多腿缓步类动物.身体长4到6厘米,头短而小,尾长.其腹部两侧具有成对的腿,不善行走,用带爪的腿攀附在其它生物体上,是澄江动物群的珍稀化石. 
  陈均远教授发现的微网虫使得带网孔骨片的化石在分类学上的定位问题得到了解决.美国哈佛大学的古尔德教授撰文写道:因为微网虫完整化石的发现和研究,使得人类科学的历史又向前跨越了一步.
        
           澄江动物化石群的又一重大贡献,就是发现了完整的奇虾化石,证实了早寒武纪即存在肉食动物. “奇虾”并非真正的虾,它是寒武纪海洋里最大最凶猛的食肉动物.1992年帽天山北坡修筑公路,推土机推出了一个巨大的断面,最完整的奇虾化石终于显形了. 
    奇虾的第一块化石早在1892年发现于加拿大.其实这只是奇虾的一个前肢,当时却被错误地认为是某种虾状动物的身体,但令人困惑的是,总找不见虾头.直到在澄江帽天山发掘出三块最完整的奇虾化石,才使古生物学上长达一个世纪的误解终于被澄清.原来,布尔吉斯发现的“奇虾”只是一种大型食肉动物的一只“手”而已.在过去的100多年间,科学家们一直认为奇虾是无腿的大怪物,而澄江出土的奇虾化石腹部都有粗壮成对的腿. 
  奇虾是巨型肉食动物,头背部有一对茎状眼,口腔前侧有一对强壮的用于捕捉猎物的巨形前肢.根据其化石碎片推测,这类动物体长可达2米以上,它的嘴直径可达25厘米,而当时动物的平均大小却只有几毫米到几厘米.相比之下,奇虾是所向无敌的巨无霸了.后来,日本科学家根据化石复原模型和研究成果做出了奇虾的模型.我们看到,科学家模拟出来的这种动物,有长长的触角和胡须,像虾一样的壳和尾翼,软软的身体下部有一个方形的口,用来过滤海水,获得食物. 
  奇虾的出现,标志着在寒武纪初期,海洋的生态系统已经有了相当完整的金字塔式的食物链系统,而奇虾就是位于这个金字塔顶端的生物. 
   
   
  1991年,候先光教授在帽天山发现了一种蠕虫状动物化石,命名为“云南虫”.当初,由于某些特征难于解释,它被放在分类位置不定的蠕形动物.四年后,南京地质古生物研究所陈均远教授在英国《自然》杂志上首次提出云南虫属最古老的脊索动物,拉开了它们神秘的面纱. 而西北大学舒德干教授,由相同的线索,引出了不同的结论.“它已经超出了非脊索动物的范围.但是,我觉得因为它没有肌节,没有真正的脊索,也就是说不具备真正脊索动物的两个基本特征.” 半索动物的论证遭到陈均远的驳斥,他极力支持云南虫是脊索动物. 争论往往是发现的契机.1999年4月,陈均远教授等在昆明海口耳材村的山坡上发现了云南虫的近亲“海口虫”,把澄江动物群的研究推向了高潮. 海口虫向世人提供了一幅清晰的大爆发早期的、不容置疑的脊索动物的快照. 同年11月,西北大学舒德干教授等又在昆明海口地区发现了保存极为完善的“昆明鱼”化石,再次引发科学界的大震憾. 澄江动物群的“海口虫”、“昆明鱼”等珍奇化石的发现,使古生物学界形成了共识.在前寒武纪末期至寒武纪初期,地球上确实发生了一次生物门类大创新事件,而且,现今的动物界无脊椎动物和脊椎动物两大类都参与了这次大爆发事件. 
  在这些动物化石研究中,最令人激动的是被命名为“云南虫”的一种动物,它是最古老的脊索动物,它的发现和研究,将包括人类在内的脊椎动物的历史向前推进了1000多万年.地质时代中生代的脊索动物恐龙,地质时代新生代的脊索动物哺乳类动物以及后来的人类,它们的共同祖先是"云南虫". 
    根据科学家推断,“云南虫”当时为了获得在海中游泳的能力,在各体节内发展了肌肉,利用肌肉收缩来使身体呈现波浪运动.它的体内有一条贯穿前后的软管,作为椎骨,还有一对很小的侧折,后来演化成哺乳类的四肢,以及我们人类的臂和腿
  2002年1月15日,云南省古生物学家罗惠麟、陈良忠、胡世学在昆明地区早寒武世澄江动物群化石中发现了海口华夏鱼、中新鱼两种新物种化石,此发现填补了从头索动物进化到脊椎动物的空白,一个寒武纪生命大爆发的壮观图景、一个生命演化的完整链条已经清晰地展现在人们面前.图为最新发现的中新鱼化石,从这块古老的化石上,能清晰地分辨出“鱼”的头部及背鳍、嘴和眼睛等器官.其实,这条化石“鱼”属原口动物纲,是最原始的软体脊椎动物.

3. 寒武纪生物大爆发的原因是什么?

寒武纪(Cambrian 距今5.4~5.1亿年)—海洋无脊椎动物大发展 寒武纪是地质历史划分中属显生宙古生代的第一个纪,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。 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。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。 寒武纪是显生宙(Phanerozoic Eon)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”(Cambrian explosion)。带壳、具骨骼的海洋无脊椎动物趋向繁荣,它们营底栖生活,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世云南的澄江动物群、加拿大中寒武世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。其中以节肢动物门中的三叶虫纲最为重要,其次为腕足动物。此外,古杯类、古介形类、软舌螺类、牙形刺、鹦鹉螺类等也相当重要。抛开牙形石不说,高等的脊索动物还有许多其他代表,如我国云南澄江动物群中的华夏鳗、云南鱼、海口鱼等,加拿大布尔吉斯页岩中的皮开虫,美国上寒武统的鸭鳞鱼。 在潮湿的低地,可能分布有苔藓和地衣类的低等植物,但它们还缺乏真正的根茎组织,难以在干燥地区生活;无脊椎动物也还没有演化出适应在空气中生活的机能。寒武纪没有真正的陆生生物,大陆上缺乏生气、荒凉一片。 古生物学引用“大爆发”一词,来形容生物多样性突然爆发式出现。根据寒武纪开始时痕迹化石和小壳化石的突然多样性和复杂性,“寒武纪大爆发”的理论在澄江动物群发现之前就已提出,但对“寒武纪大爆发”所产生的动物及动物群落结构特征所知甚微,即使著名的加拿大布尔吉斯页岩动物群化石也比“寒武纪大爆发”晚1000多万年,不能回答寒武纪初期海洋中具体有什么生命。 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。 寒武纪的生物形态奇特,和地球上的现生生物极不相同。最古老的鱼种也出现在这个时代,是耳材村海口鱼(Haikouichthys ercaicunensis),该化石发掘在澄江动物群。

寒武纪生物大爆发的原因是什么?

4. 寒武纪物种大爆发的原因是什么

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”。
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,寒武纪的动物的祖先一定是来自前寒武纪动物,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。这就是至今仍被国际学术界列为“十大科学难题”之一的“寒武纪生命大爆发”。 依照传统和经典的生物学理论,即达尔文生物进化认为,生物进化经历了从水生到陆地、从简单到复杂、从低级到高级的漫长的演变过程,这一过程是通过自然选择和遗传变异两个车轮的缓慢滚动逐渐实现的。
科学家们为揭示“寒武纪大爆发”的原因提出了种种假说。陈均远研究员提出寒武纪生物突变具有极明显的自发性进化行为的设想;舒德干教授提出“寒武纪暖水与冷水两大古生物地理分区"的假说等,但目前还没有一个清晰、证据确凿、令人信服的解释。
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。
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。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事件。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。
地球膨裂说认为,虽然生命在38亿年前形成,但因为地球逐渐变冷,直到8亿年前的“雪球地球”时期的零下50度,冰层12000米厚,物种的进化速度非常缓慢。
  “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,上升到现在的最高温度摄氏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。
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。
作者:赖柏林

5. 为什么寒武纪早期会发生生物大爆发?

01    早期的生物结构比较简单,基因较易发生突变,也较易把突变稳定下来,形成新的物种。随着生物的演化,生物的结构越来越复杂,基因突变造成新物种变得越来越难。生物大爆发发生在寒武纪早期,是诸多因素共同导致的结果。
   
  
   
 6亿多年前,地球经历了一次寒冷的特大冰期后开始逐渐回暖,至寒武纪时已很暖和了,这有助于生物的大发展。
   
 当时的大气环境也适宜生物大发展。藻类的光合作用已使地球上的氧气大大增加,足以满足生物对氧气的大量需求;臭氧层已经形成,保护了生物不被紫外线、宇宙线伤害。
   
  
   
 这个时期恰好又是板块分离、火山喷发事件频繁发生的时期。这些事件也会促使生物的大发展,火山喷发会增加海水中的营养元素,板块分离会使大陆架范围大大扩大,为浅海区生物的发展提供更多的空间。
   
 十几亿年前多细胞生物开始出现,生物的性别分化也随着演化逐渐显现和成熟。有性生殖提供了更多遗传变异性,促使新物种、新门类大量出现。
   
  
   
 寒武纪之初出现了捕食蓝细菌等原核生物的原始动物。这些“收割者”让营养级金字塔的物种多样性迅速提高,最终导致了寒武纪大爆发。这一观点被称为“收割理论”。
   
 早期的生物结构比较简单,基因较易发生突变,也较易把突变稳定下来,形成新的物种。随着生物的演化,生物的结构越来越复杂,基因突变造成新物种变得越来越难。总之,生物大爆发发生在寒武纪早期,是诸多因素共同导致的结果。

为什么寒武纪早期会发生生物大爆发?

6. 寒武纪物种大爆发的原因是什么

是否真的是大爆发,还是只是寒武纪开始化石更容易保存了,毕竟更早的都是软体动物。
根据岩层中三价铁的沉积,可以做出当时空气中含氧量增加的推测,大多数真核动物都需要氧气,所以造成了爆发。
量变引起质变,当物种Evolution到一定程度之后,有更多的形态就变得更容易,特别是对于结构相对简单的动物。
化石解读,很多早期被认为是完全没有归属的奇葩生物,随着生物学的发展,变得有归属了,就不那么奇葩了。
我觉得1,2,3综合占了90%的原因,4占了10%。

7. 寒武纪物种大爆发的原因是什么?

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。
在距今约5.3亿年前一个被称为寒武纪的地质历史时期,地球上在2000多万年时间内出现了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。
中国云南澄江生物群、加拿大布尔吉斯生物群和凯里生物群构成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。
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,寒武纪的动物的祖先一定是来自前寒武纪动物,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。

寒武纪物种大爆发的原因是什么?

8. 论述寒武纪生物大爆发?

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:


一、寒武纪大爆发面貌的揭示与动物多样性起源的研究:


    脊椎动物起源及其它早期后口动物的发现和研究;


    节肢动物早期辐射演化研究;


    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:


    重建寒武纪早期生态系统和食物链;


    全球寒武纪古生物地理分区新假说;


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”事件的本质和理论解释


该项目一系列化石的发现不仅为“寒武纪大爆发”突变事件的存在提供了依据,证明了门一级高级动物类群的起源是“寒武纪大爆发”事件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”的新假说,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,与世界著名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,为中国科学界在国际上赢得了荣誉,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。