生命大爆发的寒武纪,生命进化有多快?
回到320万年前,南猿在地球上第一次用两只脚直立行走;追溯到6500万年前,繁盛了2亿年的恐龙灭绝了;寒武纪比这两个时代早了约5亿年。当时生命世界发生了“寒武纪大爆发”,在不到654.38+00万年的时间里,各种超乎我们想象的奇妙生物相继出现,占据了海洋。
中国澄江有最真实的“爆发”记录。
世界上有两个地方保存着最好的寒武纪时代的化石记录:一个是加拿大西海岸的洛基山脉,那里的伯吉斯页岩中出现了寒武纪的化石;另一个是中国云南省澄江县。
伯吉斯页岩的化石形成于寒武纪中期,那时大爆炸已经过去;澄江的化石群形成于寒武纪初期,真实记录了各种生物从无到有的过程。
澄江,位于云南省会昆明以南50多公里处,是一个典型的牧区,以前没有被古生物学家关注过。然而,侯先光博士于1984年在澄江毛天山一带发现的化石,却让全世界的科学家感到惊讶,也让澄江成为研究寒武纪大爆发的热点。
侯先光的团队继续研究澄江的化石。虽然距离最初的发现已经过去了近30年,但具有较高科学价值的化石仍然层出不穷,澄江也被列入了世界遗产的等候名单。
侯先光在澄江发现的第一个化石是Naraoia。这种生物只有6厘米长,但它有着非常先进的身体结构。它的身体中央有类似梯子的黑色条纹,从“梯子”到身体两侧生出许多脚。
就像今天海洋中的虾蟹一样,它的全身都包裹在几丁质外骨骼中。寒武纪之前生物种类很少,没有长脚长壳的生物。然而进入寒武纪后,突然出现了各种进化生物。
侯先光于7月1,1984日在野外调查中发现了长尾蠕虫。回忆起当时的情景,他说由于过度激动,他拿着化石的手一直在颤抖,无法控制。随后几年,侯先光等研究人员在毛田山发现了200多种化石,都是寒武纪大爆发的杰作。
像澄江的毛天山,寒武纪早期的地层能在如此长的时期内持续沉积,实属罕见,这为我们解读寒武纪大爆发的全过程提供了独特的契机。在毛天山,人们还发现了前寒武纪(科学家称之为“前寒武系”)和寒武纪这两个相邻时代地层的清晰界线。
侯先光说,从这个界限向上,也就是在寒武纪地层中,至今发现了Nalox、三叶虫等各种化石,都是突然出现的,是寒武纪大爆发的证据;但在界线之下,即前寒武纪地层中,尚未发现具有复杂体结构的化石。
侯先光说,根据达尔文的进化论,生物是逐渐进化的,所以应该在前寒武纪晚期的地层中发现具有中间进化形式的化石,但事实证明这样的中间类型并不存在。寒武纪化石突然以大爆炸的形式出现,说明生物的进化是在极短的时间内完成的。
在前寒武纪时代,大多数生物都是扁平的身体,没有眼睛,没有附属物,没有外壳。德国有个著名的古生物学家叫阿道夫?赛拉奇(阿道夫·赛拉奇)。
20世纪80年代,他发现前寒武纪的各种生物化石都有一些共同特征:身体扁平,由许多腔室组成,全身像气垫;没有摄食器官、消化器官和循环器官,通过表皮扩散吸收营养和排出废物。它们与寒武纪时代出现的那些新生物有很大不同。
“吃”和“被吃”是进化的驱动力。为什么寒武纪之后生物进化突飞猛进?原来海洋中已经出现了食肉动物,它们专门捕猎没有抵抗力的动物。动物中的弱势群体不想成为刀下之鱼,进化出了保护壳。然而道高一尺,魔高一丈。食肉动物进化出了更强的牙齿,可以将猎物坚硬的外壳咬成碎片。
5亿多年前,澄江还是一片浅海。生活在海底,古老的莱德里基蠕虫以36英尺的身长在海底灵巧地行走,戴着两副月牙形眼镜警惕地观察着四周。
中国的微网虫属于弱势群体,它们的食物是海底的淤泥。这只可怜的虫子与世界和平相处,它的一块块“盾牌”是唯一的防御装备。
一些动物在泥里打洞。古头虫躲在沙子里,偷看路人,伺机攻击猎物。
楔形的古菌在海里成双成对地游动。奇怪的是,它们的嘴从来都是闭不上的,游泳的时候只是一直张着嘴。寒武纪海洋的霸主是怪虾。这只奇怪的虾独自一人,四处扫视,寻找可以吞下的东西。怪虾游得很美,你根本看不出它是凶残的捕食者。
在澄江,人们还发现了无脊椎动物的粪便化石。从其中一个粪便化石中,研究人员发现了一层致密的昆明格拉菌外壳。大菱鲆是一种体型微小的海洋动物,体长仅5毫米左右,粪便中发现大量高肌虫,进一步证实了当时“吃”与“被吃”的关系。
寒武纪是一个各种生物大爆发的时代,也是一个弱者与强者关系形成的时代。弱肉强食的丛林法则实际上成为了生物颜色进化的驱动力。帕克博士发现的具有光栅结构的彩色生物就是在这样险恶的环境中产生的。