生命是宇宙中的奇迹，迄今为止，只有我们地球上有生命的存在，那么现在地球上的形形色色的生命是怎么来的呢？为了解释这个问题，在19世纪中叶，达尔文提出了著名的进化论，他指出当今地球上包括人类在内的所有的生命，都是由地球上最原始的生命，在漫长的进化史中，通过大量的细微而渐进的变化逐渐演化而成。

虽然进化论在提出之后遭到了很多质疑，但是随着时间的推移，人们发现进化论可以很好地解释我们所观察到的很多生命现象，同时又有众多的化石证据能够印证进化论的观点，于是进化论逐渐被越来越多的人认同。时至今日，在经过长时间的发展和完善之后，进化论早已成为了科学界的主流观点。

然而并不是所有的化石证据都完美地支持进化论，事实上，发生在5亿多年前的“寒武纪生命大爆发”就被人们称为是进化论的“软肋”。寒武纪开始于大约5.42亿年前，总共持续了大约5800万年的时间，化石证据表明，在寒武纪前期的大约2000万年的时间里，地球上突然出现了大量物种。

在这段时间里，大量的腕足、海绵、节肢、蠕形、脊索动物纷纷在地球上出现，其生物门类高达50余个，相比之下，现在地球上生物门类却只有30多个，而其中大约90%的门类都可以在“寒武纪生命大爆发”中找到。

数量如此众多的物种在短短的2000万年时间里集体出现在地球上（相对于地球生命的进化史），这似乎很难用进化论来进行解释，因为根据进化论的观点，生命的进化是一个缓慢而连续的过程，是不可能突然出现这么多的物种的，所以说“寒武纪生命大爆发”就成了地球生命进化史的未解之谜。

虽然达尔文本人也对此感到困惑不已，甚至认为这可能会成为反对进化论的有力证据，但是他还是对此给出了自己的解释，他推测这些物种应该是由更早的物种逐渐演化而成，这些物种的祖先早就已经在地球上广泛存在，只是因为它们大多是小型软体类动物，很难在地质层中留下化石，所以现在的我们才没有找到相应的化石证据。

遗憾的是，后来科学家在前寒武纪化石沉积层中发现了大量的原核生物化石，所以达尔文的这种解释就显得有点尴尬了。那么又应该如何解释这个进化论的“软肋”呢？对此科学家们提出了多种猜测，下面我们来简单了解一下目前认同度比较高的一种（注意，这只是一种猜测，并不是确定的结论）。

尽管早在30多亿年前，地球上就出现了能够通过光合作用生产氧气的蓝细菌，但一来它们的数量不多，二来当时地球上存在着很多吸收氧气的机制，例如在海洋中大量存在的二价铁离子就可以有效地吸收氧气，因此在很长的一段时间里，地球大气和水体中的含氧量都很低，很显然，这并不适合多细胞生物的多样化，因为多细胞生物的多样化需要足够多的氧气。

直到大约18亿年前，地球上氧气的“生产量”才真正地超过了“消耗量”，地球大气和水体中的含氧量开始逐渐增加，随着这个过程的持续，当其突破一个临界值的时候，地球上的物种就开始出现了多样化。

然而在7.5亿年前到5.8亿年前，地球上又经历了一次非常严重的冰河时代——瓦兰吉尔期，进而导致了一次规模不小的物种灭绝事件，地球上物种的进化也因此而停滞。

到了5亿多年前的寒武纪前期，地球开始迅速回暖，再加充足的氧气供应，这无疑给当时的生命创造了非常适宜的环境，于是在经历了极端寒冷的冰河时代之后，地球上的生命开始了“狂欢派对”，在接下来的大约2000万年时间里，它们就演化出了为数众多的物种。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见`

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5亿年前的寒武纪时期，地球生物为什么会爆炸式增长？

在五亿年前，持续3000万年左右的时间里，地球上突然出现了很多新奇的物种，这个现象被人们称为“寒武纪生命大爆发”。早期考古学家发现了云南澄江生物化石群、加拿大布尔吉斯生物化石群和凯里生物化石群，这三个生物化石群被认为是世界上三大最有代表性的寒武纪页岩型生物群。至于“寒武纪生命大爆发”的原因，科学家仍在探索中。

在生物学界和地质学界至今还存在着一个未解之谜。生物学家和地质学家通过分析化石发现：大概在五亿年前左右，持续3000万年左右的时间里，地球上突然就出现了很多新物种，也就是在那个时期，地球上的生物物种突然间变得丰富多样，如节肢动物、脊索动物、无脊椎动物。这些新物种仿佛从天而降，又如同“从石头里蹦出来的孙悟空”，因为生物学家和地质学家在更为早期的地底下并没有找到它们祖辈的化石。就目前的发现来看，这些新物种可能并没有祖先，因此生物学家们把这种现象称为“寒武纪生命大爆发”。

生物学家和地质学家是如何发现寒武纪生命大爆发的？早期，生物学家曾经在我国云南澄江发掘了很多生物化石，而且加拿大的生物家也在大布吉斯和凯里也发现了许多生物化石组成的群落，这三大生物群就被称为世界上三大最有代表性的寒武纪页岩型生物群。

近期，生物学家又在我国湖北宜昌长阳地区发现了生物化石，而且这些清江生物化石也被证实是寒武纪时期的生物群。这些生物化石群就是生物学家研究“寒武纪生命大爆发”这一现象的生物素材，而且这些生物素材十分丰富，比如清江生物群中就有101个后生动物属，其中先前未有描述的新发现属种占53%，软躯体生物种类比例高，85%不具有矿化骨骼，绝大多数为水母、海葵等无骨骼动物；澄江生物群化石则超过了110种，其中有些物种分别属于十几个动物门；加拿大布尔吉斯生物群目前被发现大约119属140种海洋动物，该生物群还被联合国教科文组织批准为"世界文化遗产遗址"。

这些生物化石群不仅仅是物种丰富多样，而且保存得很完整，使得生物学家们能够通过研究这些生物化石群去了解寒武纪时期发生的事情，甚至找出“寒武纪生命大爆发”的原因。

一般的化石不一定能够完整地保存生物被矿化了的骨骼，更别说是一些更细微的结构，比如说纤毛、皮肤、内脏器官等，但是这些生物化石群却是例外，生物学家们对此都惊叹不已。因为该生物化石群中很多物种的内脏器官、眼鼻喉、甚至是在肠道中未消化的食物都能被清晰地看到，仿佛是受到了无形的庇护。

达尔文进化论出错了吗？为什么在五亿年前，寒武纪发生生命大爆发

经历了超过40亿年的漫漫长夜，5.6亿年前，地球迎来一个崭新的时代——寒武纪。

由微生物主宰的隐生世界从此不复存在，宏观的生物开始登上地球生命的舞台，复杂生物的全方位辐射铺张，让海洋变得熙熙攘攘，地球完成了从隐生宙到显生宙的跨越。

当达尔文第一次看到寒武纪生物化石群时，他也 自我怀疑 了！

达尔文的进化论认为所有生物都只有一个共同祖先，生物是从简单到复杂，从单细胞到多细胞逐渐发展而来。 但寒武纪的生物似乎是突然冒出来一样，大量喷涌出现，这是进化论无法解释的。 因此，达尔文一度 认为寒武纪生命大爆发只是化石爆发的假象, 并非真实的生物演化事件。

然而，在距今约 5.6亿至5.2 亿年的四千万年的时间里，地球确确实实经历了波澜壮阔的寒武纪生命大爆发 ，这是一场革命的开端，也是一段波涛暗涌的神秘时代，短暂而又美好。

在不到地球 历史 1%的时间里, 地球诞生了现今几乎所有动物门类的祖先，这些生物在短暂的时间内快速演化，在几近荒芜的海洋世界繁衍生息, 漫无边际地 探索 各种形态空间和生态策略的可能性, 在较短的时间内产生了大量的形体构型和生态类型，把前寒武寂静的海洋瞬间变成了热闹的动物园，以动物为主导的海洋生态系统初次形成。

当埃迪卡拉纪晚期的软体动物还在海底巡游时，地球的初代霸主奇虾悄悄登上了顶级掠食者的王座。奇虾不按常理的弯道超车，让它直接从厘米级的生物变成1米长的巨兽，从众多形状微小的甲壳生物或者软体生物中脱颖而出，以至于最初古生物学家发现它的时候竟把它的不同部位当成不同生物处理。

奇虾体长1米，最长可达2米，它们有一对带柄的巨眼，一对分节的用于快速捕捉猎物的巨型前肢，两侧还有一双适合游泳的桨状附肢，让它们得以在海洋中快速穿梭。它们巨大而又强壮的嘴部结构让它们可掠食当时任何大型的生物，这对于当时连眼睛、游泳能力都没有的其他生物来说，完全是致命的顶级捕食杀手。

于是，大量的动物纷纷进化出硬壳来防御，三叶虫就是代表！

三叶虫作为寒武纪海洋中作为最初级的消费者，只能栖息在海底，啃食着弱小的浮游生物。虽然三叶虫也进化出了眼睛这种最强的器官，但面对奇虾的巨钳，它们只能躲进厚重的铠甲，背上生长出尖刺，演化出不同的形态防御结构偷生。但是它们也算是进化的成功者，三叶虫以数量取胜，遍布了整个寒武纪的海洋，以至于寒武纪又被称为“三叶虫的时代”，直到三亿年后的二叠纪才淡化出地球生命的舞台。

寒武纪大爆发诞生了众多稀奇古怪的生物，爆炸式的物种多样性增长使得海洋上演了一场气势磅礴的大戏。这场生命的大爆发并非单纯的生物种类增加的过程，它导致了广泛的生物矿化、动物体型增大、躯体结构的复杂化, 以及构成动物的大部分组织、器官和系统的形成。在四千万年的时间里，动物的祖先有足够的时间演化出眼睛、附肢、触手、肌肉、肠道、血管、鳃、矿化骨骼等性状和器官, 形成功能强大的消化、循环和神经等系统, 发生形态和生态的多样化与复杂化。

寒武纪生命大爆发是地球 历史 上，唯一一次动物门类的大爆发, 奠定了显生宙以来海洋生态系统的演化基础, 然而若是深究“寒武纪生命大爆炸”的原因是什么？直到今天，恐怕科学家也很难说清楚！只能通过残留在地层中的迹象，窥探那个遥远的时代发生了什么。

6亿年前，罗迪尼亚超大陆的裂解，可能促成了前寒武纪埃迪卡拉生物群的诞生。同样地， 5.4亿年前，位于在地球南半球的潘诺西亚超大陆发生裂解，分裂成冈瓦纳大陆和三个小陆块：劳伦大陆、波罗的大陆和西伯利亚大陆。

大量的裂解事件导致当时地球的具有极长的海岸线，同时裂解事件伴随大量的火山喷发，地球温度进一步升高，雪球地球时代的冰川彻底消失，地球海平面上升， 导致浅海海域分布面积扩展，菌藻席复苏。菌藻席的生长使海床表面形成了一层稳定的结构，为营固着底栖生物提供了栖息基底， 为生物的爆发提供了温床。

其次，由于雪球地球的结束，冰川消退，大量地壳的物质从陆地搬运到海洋，包括构成生命的钙、钾、磷等重要元素，从根本上改变了海洋的化学成分，海水中的磷酸盐浓度急剧升高，海洋沉积物也从白云质向石灰质转变，提供了生物进化所需的钙离子，这些新成分有助于促进生物矿化，为生命提供了产生外壳和骨骼所需的化学物质。

因此，旷阔的浅海海域、适宜的温度、丰富的营养物质，为生物多样性的爆发提供了充足的环境条件和物质基础，让奇虾等顶级捕食者爬上霸主的地位。

根据美国生态学家史蒂文提出的“收割理论”，生态系统复杂化也是产生物种多样性的基础，大型捕食者的出现，避免了一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。

在前寒武纪几十亿年的时间里，海洋生态系统的初级生产者主要为原核蓝藻，它们在生态学上属于单一不变的群落，营养级也十分简单。由于地球上的生存空间被种类少但数量庞大的生物群落顽强地占据着，导致生物进化速度非常缓慢。而奇虾等捕食生物的出现，改变了原有的生态系统结构，为其他生物创造了生存空间，增强了生态系统的生物多样性。

因此，寒武纪的营养级金字塔开始向两个方向迅速发展：低层次的生产者增加了更多新物种，丰富了物种多样性；而顶端又增加了新的捕食者"，丰富了营养级的多样性，从而逐渐丰富了整个生态系统的生物群落，最终可能促进寒武纪生命大爆发。

寒武纪生命大爆发是地球生命演化的必然历程，是许多因素制衡条件下发生的自然过程, 需要许许多多、大小尺度不同的、内在的和外在的必要条件, 小可以到元素和分子, 大可以到宜居的地球。无论哪一个必要条件不具备, 寒武纪大爆发都不会发生。

然而，就在生命大爆发发生五千多万年之后，地球迎来地质 历史 上第一次大清洗——奥陶纪生物大灭绝，地球上约49%的属都在这次事件中消失了 ，那些生命的先驱消失在生命进化的征程上，轰轰烈烈的寒武纪大爆发暂时告一段落。

一切会被尘土覆盖，一切又都将会在废土之上重建。虽然寒武纪大爆发以灭绝收尾，但生命的种子还在，进化的故事仍在继续，接下来的奥陶纪又将是一个波澜壮阔的时代！

视频链接：十大科学难题之一！寒武纪生命大爆发，生命为何突然出现了？

——完——

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