寒武纪生命大爆发(cambrianexplosion)
被称为古生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
化论等学术界。大约6亿年前,在地质学上称
寒武纪的开始,绝大多数无脊椎动
门在几百万年的很短时间
现了。这
几乎是“同时”地、“突然”地
现在寒武纪地层
门类众多的无脊椎动
化石(节肢动
、
动
、腕足动
和环节动
等),而在寒武纪之前更为古老的地层
期以来却找不到动
化石的现象,被古生
学家称作“寒武纪生命大爆发”,简称“寒武爆发”。达尔文在其的著作
提到了这一事实,并大
迷惑。他认为这一事实会被用
反对其
化论的有力证据。但他同时解释到,寒武纪的动
的祖先一定是来自前寒武纪动
,是经过很
时间的
化过程产生的;寒武纪动
化石
现的“突然
”和前寒武纪动
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
的缘故。
详细说明
在距今约5.3亿年前一个被称为寒武纪的地质历史时期,地球上突然涌现各
各样的动
,它们不约而同的迅速起源、立即
现。节肢、腕足、蠕形、海绵、脊索动
等等一系列与现代动
形态基本相同的动
在地球上来了个“集
亮相”,形成了多
门类动
同时存在的繁荣景象。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
学理论,即达尔文生
化认为,生
化经历了从
生到陆地、从简单到复杂、从低级到
级的漫
的演变过程,这一过程是通过自然选择和遗传变异两个车
的缓慢
动逐渐实现的,
国的科学家通过古化石研究向这一权威理论提
了挑战。
在国际上被誉为“20世纪最惊人的发现之一”的“澄江动群”化石,就为探索“寒武纪生命大爆发”的奥秘开启了一扇宝贵的科学之窗。1984年7月1日,“澄江动
群”在云南省澄江县首次被发现,这一多门类动
化石群动
类型众多,且十分珍稀地保存了动
构造,首次栩栩如生地再现了远古海洋生命的壮丽景观和现生动
的原始特征,以丰富的生
学信息为“寒武纪大爆发”研究提供了直接证据。
经过多年的努力,国在有关“寒武纪大爆发"的古生
学研究方面已在国际上取得了领先地位。不久前,从事“澄江动
群”研究的
科院南京地质古生
所陈均远研究员、云南大学侯先光教授和西北大学舒德
教授共同领衔的“澄江动
群与寒武纪大爆发”项目因在早期生命演化研究
取得重大突破,荣获了国家自然科学奖一等奖。
远古的化石群奇迹般地完好保存了生的矿化骨骼,还保存了大量
组织印痕,如:表
、
觉
、纤
、
睛、
、胃、消化
、
腔和神经等,甚至有的动
好像在临死前还饱餐一顿,消化
里充满着的
仍可辨认。化石
国的科学家们对“澄江动
群”的不断挖掘发现和
系统研究,探索了脊椎动
、真节肢、螯肢和甲壳等动
的起源,证实了现生动
门和亚门以及复杂生态
系起源于寒武纪早期,挑战了自
而上倒锥形
化理论模型,为自上而
的爆发式理论模型提供了化石证据。现已描述的澄江动
群化石共120余
,分属海绵动
、腔
动
、鳃曳动
、叶足动
、腕足动
、
动
、节肢动
、棘
动
、脊索动
等十多个动
门以及一些分类位置不明的奇异类群,此外,还有多
共生的海藻。
通过研究丰富的化石信息,科学家们为揭示“寒武纪大爆发”的谜团提了
假说。陈均远研究员提
寒武纪生
突变
有极明显的自发
化行为的设想;舒德
教授提
“寒武纪
与冷
两大古生
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,科学家们也在继续致力于实地考察和研究,以求早日完全解开“寒武纪大爆发”的谜底。
起源
寒武纪生命大爆发的起源—埃迪卡拉动群
三叶虫埃迪卡拉(ediacaran)动群是sprigg于1947年在澳大利亚
南
ediacara地区的庞德砂岩层
首先发现的。最初人们未能确定这一动
群的时代,后来终于确定为前寒武纪,年龄为6.7亿年。埃迪卡拉动
群包
三个门,19个属,24
低等无脊椎动
。三个门是:腔
动
门,环节动
门和节肢动
门。
母有7属9
;
螅纲有3属3
;海鳃目(珊瑚纲)有3属3
;钵
母2属2
;多
类环虫2属5
;节肢动
2属2
。多保存为印痕化石,尽
它们的形态、结构都很原始,但它们被认为是20世纪古生
学最重大的发现之一。这一发现使科学界摈弃了
期以来认为在寒武纪之前不可能
现后生动
化石的传统观念。所谓后生动
即是指相对于原生动
的各
多细胞动
艾迪卡拉动群包
了多
形态奇特的动
化石:
大而扁平、多呈椭圆形或条带形,
有平
的有机质
,是人们迄今为止发现的最古老、最原始的化石,也是在太古代地层
发现的最有说服力的生
证据。
seicher的观
,艾迪卡拉动
群可分为辐
状生
、两极生
和单极生
3
类型。除辐
状生
的类型
可能有与腔
动
有关系的类群外,其他两类与寒武纪以后
现的生
门类无亲源关系。
尽有关艾迪卡拉(型)动
群的
质还有许多争议,但其奇怪的形态令许多学者相信,艾迪卡拉(型)动
群是后生动
现后的第一次适应辐
,它们采取的不同于现代大多数动
采取的形
结构变化方式。不增加
结构的复杂
,只改变躯
的基本形态,变得非常薄,成条带状或薄饼状,使
各
分充分接近外表面,在没有
官的
况
行呼
和摄取营养。如现代大型寄生动
涤虫现代大多数动
采取的是保持浑圆或球形的外
形态的同时,
化
复杂的
官来扩大相应的表面积(如肺、消化
),从化石上可以看
,这些生
已
有了
度分化的组织和
官,说明它们已不是最原始的类型。它们代表了后生动
现以后的第一次辐
演化因此,可以认为艾迪卡拉(型)动
群是在元古宙末期大气氧
量较低的条件
后生动
大规模占领浅海的一次尝试,结果失败了,而导致绝灭。在后来的演化过程
,后生动
采取了第二
方式,使
的
官复杂化和
多样化的发展,即生
系统演化。
代表
介绍
寒武纪生命大爆发的代表─云南澄江动群
博馆寒武爆发的典型代表是被称为20世纪最惊人的科学发现之一的我国云南澄江动
群,它是世界上目前所发现的最古老、保存最为完整的带壳后生动
群。该动
群是我国青年古生
学家侯先光1984年在云南澄江县帽天山首先发现的。这是一个
容十分丰富、保存非常完
,距今约5.7亿年的化石群,其成员包括
母状生
、三叶虫、
附肢的非三叶的节肢动
、金臂虫、蠕形动
、海绵动
、
动
、环节动
、无绞纲腕足动
、
螺类、开腔骨类,以及藻类
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