地球約有46億年的歷史,生物約在距今35億年前誕生(近年人們研究又提出生命在38億年前誕生)。早期生物極其簡單,且發展緩慢,但發展不斷加速,到距今6~5億年的寒武紀,出現了生命發展史上的空前大飛躍,其結構較前高級,門類數量較前大為豐富,這1億年較這之前的30多億年可說是一瞬間,生物卻有了爆炸式的大發展,因而人們稱之為“寒武紀生物大爆發”,又稱“寒武紀生命大爆炸”。
我國中科院的科學家們在云南澄江帽天山發現了距今5.3億年的寒武紀動物化石群(命名為澄江化石群)[65],有節肢類、脊索類以及海綿和蠕形動物,另外還有大量奇蝦類、葉足類、水母狀生物等共80多種,分屬于40多個生物類別!捌浞N類之多,保存之精堪稱世界一絕”!都~約時報》曾將其列入20世紀最驚人的發現之一。它正是“寒武紀生命大爆炸”的又一最好見證。但對“大爆炸”的成因在國內外學術界已引起了各種不同的看法。這里我提出自己的淺見,參與討論。
發生寒武紀生命“大爆炸”,我認為同樣是生物與環境作斗爭的必然結果。到寒武紀能出現“大爆炸”是它具有了這樣的幾個原因與條件:
。1)從地球環境看,在寒武紀之前的震旦紀(8億年前),地表上所有大型穩定地塊和重要的中間地塊已從這時開始形成,它為生物的大發展提供了良好的生存與發展條件。而震旦紀地球氣候變化巨大,早震旦紀為全球性的大冰期,到后期(6.5億年前),大部分地區又轉為干熱。這氣候的大變化是生物大發展的推動力。
。2)從生物方面看,生物從誕生到寒武紀前已有了30多億年的發展史,其發展不是等速線性的(這在前一章里已討論了),它是隨地球一次次冷熱周期變化(冰川運動、造山運動)而不斷有新的飛躍,使之呈加速發展的。其加速原因,一是有前面所說的生物所具有的斗爭性,生物在與環境變化的斗爭中不斷地發展了自己。二是有下章將要進一步討論的生物對環境進行改造,為自身的發展創造了條件。例如早期的大氣并無氧,約在距今32億年前出現了能進行光合作用能固氮的藍藻,它們曾差不多占領了地球的整個水域,對增加地球氧氣起了特別重大的作用,由此促進了生物的發展。隨著生物的發展又使大氣中的氧氣不斷增加,并不斷穩定。到距今14~15億年時地球形成了穩定的富氧大氣圈,這為后來生物的大發展提供了最重要的條件。同時有人認為藍藻大規模地沉積碳酸鹽,把大氣中二氧化碳轉移到巖石中,二氧化碳含量下降導致地表溫度下降,冰川出現,海平面改變,地形地貌變化。認為正是生物的作用,使震旦紀就已形成了有利于生物大發展的環境[當然冰川的出現是地球內、外(來自宇宙)的多種因素作用的結果,而非單純的生物因素]。上兩方面的原因又不斷相互推動,使生物的發展不斷加速,所以到震旦紀后期就已出現了大量高級的裸露動物群和少量小型硬殼動物,以埃迪卡拉(Ediacara)為代表的軟體裸露動物群[66],遍及五大洲(已獲有數千件標本,包括30余個生物種,分屬4個門,有水母類、海腮綱和蠕蟲類等等。其中有許多動物體形較大,最大長度近1米)。進到寒武紀后,地球又有各種各樣的地殼運動與環境變化,正如陳孟莪在《寒武紀生命大爆炸》[67]一文中所說:“冰期之后氣候變暖、海平面上升、海侵造成新的生態環境與新的生態空間;與板塊構造運動密切聯系的裂谷作用引起巖漿作用,火山活動頻繁,超大陸解體引起海陸格局大變;大規模碳酸鹽臺地形成,其邊緣由于上升流而使富營養水體循環,大規模磷酸鹽沉積,海水化學成分變化,更有利于生物礦化作用的多樣化;古地磁場頻繁波動和磁極轉換”等等?梢哉f正是到了寒武紀,生物有了進一步良好的發展環境,又由于環境的各種各樣變化的刺激,必促使生物在此時極大極快地發展起來。同時又因環境的各種變化在地球各地不均,變化大而快的地方會促使生物有大而快的發展,不同的變化會促使生物朝不同的方向發展,相對不變的地方,生物也相對穩定。這些情況我們雖未能直接見到,但我們今天見到的許多情況實可類比,例如前面說的金魚的演化,金魚由鯽魚演化而來,可金魚與鯽魚之間已有了極大的差異,這是因為家養環境與野生環境有很大差別之故。由于環境的改變與多變不僅造成外形大變,其種類也極大的增多,而鯽魚卻一直變化不大。金魚若不是家養,有據可查,我們也會以為金魚是“突變” 而來。以為“地球生命從單樣性到多樣性不是漸變的,而是突變的!庇瓤深惐鹊氖,到寒武紀時,生物的分布面已很寬廣,動物的活動能力已很強,同種類的個體可以進入到各種不同環境里,這就更促使它們向著不同的方向發展,演變成各種不同的類型,同時它們的變化速度必各不一樣,甚至差距會很大,由此出現“漸變”與“突變”(速變)的不同表現。
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