[摘要]地球寒武纪生物大爆发（寒武纪生物大爆发未解之谜），关于《地球寒武纪生物大爆发（寒武纪生物大爆发未解之谜）》的内容介绍。寒武纪为何会发生生命大爆发？这个时期都出现了哪些生物？ 说到大爆炸，对生物学不太了解的朋友可能就不太清楚了。事...
地球寒武纪生物大爆发（寒武纪生物大爆发未解之谜），关于《地球寒武纪生物大爆发（寒武纪生物大爆发未解之谜）》的内容介绍。
寒武纪为何会发生生命大爆发？这个时期都出现了哪些生物？ 说到大爆炸，对生物学不太了解的朋友可能就不太清楚了。事实上，他们经历了生命史上的一个神秘时期。在此期间，地球上的...
寒武纪为何会发生生命大爆发？这个时期都出现了哪些生物？
说到大爆炸，对生物学不太了解的朋友可能就不太清楚了。事实上，他们经历了生命史上的一个神秘时期。在此期间，地球上的生物物种无缘无故地突然繁荣起来。很多物种突然出现。到目前为止，他们不知道这些生物物种来自哪里。直到现在，这个谜题还是一个未解之谜。
这期间，生物学上有一个专有名词，叫做“寒武纪生物大爆发”。地层中突然出现了多种无脊椎动物化石，基本上在寒武纪开始后的短短几百万年间，就突然出现了大量的多细胞生物，包括几乎所有生物群的祖先。然而，这些动物的祖先在较老的地层中没有发现。在生物考古中，这些各种生物化石的突然出现，代表了那个时期地球上众多生物物种的突然出现，被古生物学家称为“寒武纪生命大爆发”，简称“寒武纪大爆发”，标志着地球上生物进化史上的一个新景象。
著名生物学家达尔文在《物种起源》中也提到了这一现象，这让他感到困惑，并认为这将作为反对他的进化论的有力证据。但他也提出了一个可信的解释:寒武纪动物一定来自前寒武纪动物的祖先，它们也是经过漫长的进化过程才出现的。这些动物化石的“突然性”和前寒武纪动物化石的缺乏是由于不完整的地质记录或旧地层被淹没在海洋中
关于寒武纪生物大爆发的原因有很多推论。人们普遍认为，地球大气中的氧气含量突然增加，比氧气含量高出近十个百分点。增加的原因可能与海洋中的蓝藻有关。充足的氧气为生物爆炸提供了条件，良好的气候和生态环境为生物爆炸提供了物质基础。
另外，有人认为这种生物爆炸与动物有性繁殖的繁荣有关，因为有性繁殖使动物的基因更加全面，更有利于自身的发展和进化，所以催生了物种爆炸。
什么是寒武纪生命大爆发？
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
寒武纪为什么会突然的发生生物物种大爆发？
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。
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，不仅有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，或者是微型多细胞生物，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，而是一种假象。
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假象，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。
但是有些科学家认为， 生物的演化不是匀速发生的，而是长期静止，短期加速 。比如：同样是演化出较大的体型，如果是匀速发生的，那么子代体型虽然比父代大了一些，但是增大的这些并不能让它具有明显的生存优势。但如果子代体型突然比父代大了10%，就能明显提高生存优势，因此该基因才能够被保留下来。也就是说，生物基因可以在短短一两代人身上发生突变。
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，在过去它们趴在白铯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。
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。
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。
寒武纪生命爆发的原因
由于生物的演化速度并不是匀速的，所以生命有可能在短短几百年时间里大量出现，因此寒武纪生命大爆发不是假象，而是生物史上一次重大演化。
之所以地球上只出现过寒武纪一次生命大爆发，可能和当时的氧气含量有关。
生物学家克劳德认为，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铯的含铁沉淀物。
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。
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。
世上一切事物的出现都不会是偶然的，都有一个形成的必然过程，寒武纪的物种大爆发同样如此。宇宙中的一切物质结构体最初都是由微能量粒子聚变而来。物质最初由质子，中子，光子，自由电子等在强能量场中聚变成原子，原子再化合成分子，再由不同的碳水化合物大分子链结聚合演变成细胞，最后才演变成地球中的原始生物藻类和三叶虫类等，而这一切都需要在漫长的时空中演变。
地球成形之后至少存在了四十六亿年之久，地质学家按时空物质变化，建立了一套地质时代体系，从大到小划分为宙，代，纪，世，期等单位。地质学家将地球用最大的单位宙将我们生存的地球划分为:冥古宙，太古宙，元古宙，和显生宙四大宙。
我认为:冥古宙应是整个地球还处在未成形的中子，质子，电子，光子等的混合状态，就象宇宙中的太空星云及中子星，质子星时期一样，还处在星球演变的初期。太古宙初期应象现在的太阳状态，中期为大部分为熔融态物质，晚期出现固态外壳和气态大气层。元古宙初期就有了相对稳定的坚硬外壳，到中期地球上应有了充足的水，在低洼处形成了河江湖及原始海洋，形成了产生生命的温床和摇篮，形成了原始细胞结构物质，产生了原始植物及动物的始祖，直到元古宙晚期才有肉眼明显可见的多细胞生物出现。
直到距今五点四一亿年前的寒武纪初期才形成生物大爆发，标志着显生宙的来临。显生宙达数亿年，根据生物在地球时空中的演变，又划分为古生代，中生代，以及新生代。我们人类的出现就处在距今大约六千五百万年前恐龙灭绝到至今的新生代。
所以说，一切物质和生命的形成都有一个漫长的演变时空过程，而且一切物质都是由无形的微能量粒子聚变成有形的物质，而一切生命体也需要从有形的自然物质的原子，分子结构状态演变成细胞结构物质状态，然后才能演变进化成由细胞形成器官的复杂多样的生命体。这是一个由能量到物质，由物质演变成具有生命活体需要的漫长时空过程，也是一个由无形到显形的过程。因此，地球在寒武纪以前是地球生命诞生以前的漫长孕育过程，寒武纪生物大爆发只是地球生命结构体由简到繁，由隐形孕育期到显形诞生的关健时刻期点。
在《物种起源》一书中，达尔文写道“为什么整群的近似物种好像是突然出现在连续的地质诸阶段之中呢？虽然我们现在知道，生物早在寒武纪最下层沉积以前的一个无可计算的极古时期就在这个地球上出现了，但是为什么我们在这个系统之下没有发现巨大的地层含有寒武纪化石的祖先遗骸呢?”
这就是5.4亿年前至5.3亿年前的早寒武纪生命大爆发——门类众多的无脊椎动物突然出现在化石记录中，在早期的岩层中却没有明显的祖先，这个问题也被称为“达尔文之惑”。他在《物种起源》中承认，自己无法解释寒武纪化石突然出现这一现象。那寒武纪大爆发这个现象具体情况是如何呢？
要了解寒武纪生物大爆发，需要把我们的视线转到中国云南。1984年，我国云南澄江帽天山附近发现了澄江生物群，是保存完整的寒武纪早期古生物化石群，被称为20世纪最惊人的发现之一。对澄江古生物化石群的研究证明，在寒武纪有过一次生命大爆发，也就是距今5.3亿年以前的数百万年时间内，几乎所有现生动物门一级和绝灭了的相当动物门一级的生物在地层中突发性地出现了。这不仅为寒武纪生命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论产生了重大的挑战（达尔文进化论只能解释生命演化的常态渐变过程，不能解释突变过程）。
澄江生物群共涵盖16个门类、200余个物种化石。澄江生物群奇迹般地完好保存了生物的矿化骨骼，还保存了大量软体组织印痕，如：表皮、感觉器、纤毛、眼睛、肠、胃、消化腺、口腔和神经等，甚至有的动物好像在临死前还饱餐一顿，消化道里充满着的食物仍可辨认。
正是由于这些丰富的化石信息，科学家们可以在此基础上提出各种假说，解释寒武纪大爆发的谜题。
地球膨裂说
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，当时陆地和海洋都被埋在1公里厚的冰层下。到5.4亿年前，也就是寒武纪时期，气温急聚升高，非常适合生物繁衍，进化速度急聚增加，所以促生了寒武纪生命大爆发。
1998年，瓮安动物群的发现支持了地球膨裂说。古生物学家陈均远、李家维在贵州瓮安含磷地层中发现了远古动物的卵、胚胎、幼虫和成体动物化石，这些最古老的动物是在雪球事件刚刚过去之后，以神秘的方式出现的，距今5.8亿年。瓮安动物群的发现，表明在5.8亿年前，贵州瓮安一带曾经是充满着蓬勃生机的生命乐园，或许，正是这个在生命经历了极端寒冷的“雪球”环境之后第一时间建立起来的生命乐园，为寒武纪生命大爆发点燃了导火索，为地球生命步入动物时代迈出了第一步。
Hox基因调控理论说
Hox基因是一种“同源异形”基因，是动物形态的设计师。这种基因在最早的动物祖先中就已形成，在所有的脊椎动物和绝大部分无脊椎动物中普遍存在，调控的机理也相似，这表明Hox基因可能是最古老的基因之一。Hox基因是一种“同源异形”基因，是动物形态的设计师。这种基因在最早的动物祖先中就已形成，在所有的脊椎动物和绝大部分无脊椎动物中普遍存在，调控的机理也相似，这表明Hox基因可能是最古老的基因之一。
比如，让某个Hox基因发生突变，能使果蝇在该长眼睛的地方长出翅膀，或者在该长触角的地方长出了脚。寒武纪生命大爆发很可能就是源于Hox基因突变，起初，Hox基因突变在胚胎早期引起的变化不大，但随着组织、器官的分化定型，突变的影响逐步被放大，导致身体结构发生重大的改变。寒武纪时期生物的基因结构、发育过程都比较简单，Hox的基因突变容易被保留，结果导致了生物的多姿多采。
为什么寒武纪会出现生命大爆发？科学家提出两种猜测
天文学家
阿尔伯特·爱因斯坦
地球是一个物种丰富的生命世界，除了智慧生命人类之外，还有数百万种以上的各种生物。人类进入 科技 时代之后，一直在 探索 生命的起源，达尔文的《进化论》提出之后，人们对于生命的起源有了追寻的方向。
进化演化是生命发展的核心，那么地球的生命起源于何时？对此，科学家通过大量的研究认为，生命起源于38亿年前，也就是在地球诞生8亿年之后，最初的生命只是非常简单的原始生命。而简单的生命经过不断的进化演化，才有了后来物种丰富的生命世界。
根据达尔文的进化论，生命的进化演化是一个渐变式的过程，既然是渐变式的过程，那么在漫长的38亿年里，生命物种的出现基本应该是平均的，在不同的生命阶段都应该有生物化石才对。
可是科学家通过大量的研究却发现，事情并不是这样，考古学家发现了大量的古生物化石，这些生物化石基本都是集中在5亿年前，更早的生物化石基本没有。而5亿年前的那个时段也被科学家称之为寒武纪生命大爆发，大约在5亿4200万年前到5亿3000万年前，地球生命迎来了辉煌的大爆炸时期，出现了门类众多的无脊椎动物化石。
通过大量的考古发现，已经证明了寒武纪生命大爆发的正确性，于是一个谜团就出现了：地球有38亿年的生命史，为什么寒武纪会出现生命大爆发？在寒武纪之前的那30多亿年的生命岁月里，为什么没有大量的生物化石？
这个问题让无数的科学家感到头疼，就连达尔文都曾经在《物种起源》中表露过这个疑惑，不少的人们对于地球生命的起源产生了怀疑，对进化论产生了怀疑。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。经过长时间的研究 探索 ，科学家对这种情况提出了两种观点。
第一种观点是含氧量突变说，此观点认为，在20亿年前，地球大气的含氧出现了一次剧变，含量开始大幅提升。而在此之前，地球的含氧量是非常低的，那个时候的生命是厌氧微生物，都生存在海洋中，氧气的缺乏让生命的进化演化之路非常缓慢，10多亿的时间也没有让生命迎来转机。
直到20亿年前，地球上出现了一种特别的生物，它就是蓝藻。蓝藻是一种非常霸道的生物，它的繁殖特别快，而且它也是地球上第一个出现的，能够进行光合作用的生物。
我们都知道，植物的光合作用能够释放出氧气，而在20亿年前，地球大气的二氧化碳含量是非常高的，那个时候的地球非常炎热，直到蓝藻出现之后，通过光合作用不断吸收大气中的二氧化碳转化为氧气，于是地球大气发生了剧烈的变化，氧气含量大幅增加。
经过漫长的岁月，大面积的蓝藻释放出了大量的氧气，同时也吸收掉了大量的二氧化碳，地球的气温开始下降，由原来的炎热转变为温暖。氧气的大量出现，促使厌氧生物逐渐退出 历史 舞台，同时促进了一部分古细菌发生演化，成为适应富氧环境的真核生物。
氧气的不断增多，让地球的生态环境也发生了一系列变化，生命的进化演化速度加快，多样性也发生着变化。多细胞生物快速进化和演化，最终引来了5亿多年前的这场生命大爆发，拉开了地球生命向高级生物演化的帷幕。
第二种观点是收割原理说，这个观点认为在寒武纪生物大爆发之前，地球上所有的生命都是非常简单的生命。这些简单生命之前不存在明显的食物链和阶级性，不同物种之前基本也没有什么竞争，没有所谓的天敌存在。这样的生命世界可想而知是一片死气沉沉。
可是量变能够引起质变，当大量的简单生命经过30多亿年的积累之后，终于在寒武纪时期产生了质变，更高级的生物在这场质变中登上了 历史 舞台，开启了后来辉煌的生命进化演化之路。
这个观点是指地球上的生物在5亿多年前进化演化非常缓慢，基本没什么太大的变化，这是一个积累的过程。当积累到一定程度之后，在5亿多年前迎来了生命大爆发。
以上两个观点，到底哪一个才是正确的，目前无人可以难出准确答案。我们研究 探索 生命的起源和进化演化历程，主要还是通过不断发现的古生物化石，正是因为我们发现的古生物化石基本都是来自于寒武纪，所以才有了寒武纪生物大爆炸的提出。
而在寒武纪之前的漫长岁月里，我们发现的生物化石非常稀少，在地层中几乎找不到它们的化石。出现这种情况的原因可能非常复杂，科学认为在寒武纪之前还没有硬骨生物的出现，所以生物很难以化石的形式保存下来，再加上5亿多年前，地质变动特别厉害，也很难给化石保存的时机。
5亿多年前的寒武纪出现了硬骨生物，地质活动也逐渐稳定了下来。这个时候生物化石更容易保存，也更容易被我们发现。总体来说，寒武纪生命大爆发还有许多的谜团目前无法搞清楚，而要真正揭开这些谜团，还需要科学的不断进步。
只有科学力量不断强大起来，那么我们就可以深入更深的地壳深处，或许会有意想不到的重大发现。同时，通过对基因技术的不断研究 探索 ，在未来人类有可能也可以创造生命并观察它们的进化演化历程。通过这样的观测研究，或许能够让我们真正搞明白生命的起源以及它整个进化演化是什么样子。