黎明，黎明，隻等這一刻，生命開始爆發 寒武紀生物識别 01 奇蝦 02 歐巴賓海蠍 03 各種各樣的三葉蟲 04 怪誕的蟲子 05 懷瓦亞蟲 06 拾取蠕蟲、海口魚和昆明魚 07 歡呼昆蟲瘋狂生命進化之路 生物爆發導緻 01 天 02 特蕾莎 03 人結束後瘋狂

過去

總是有一種天生的好奇心和敬畏感

為了生活

人類仍有許多未知數需要探索

編寫|雷德利希亞

美國|一小斤

校對|于華清

在40多億年前的寒武紀度過漫長的夜晚後，地球迎來了一個新的時代——寒武紀。地球的生物世界經曆了翻天覆地的變化，在寒武紀時期，"寒武紀生命大爆發"事件已成為衆所周知的熱門話題，至今仍被國際學術界評為"十大科學問題"之一。就連最初被發現的達爾文也變得迷茫，成為他的學術對手頻繁攻擊他的有力武器。這個問題一直持續到今天。在衆多時代明顯的宙斯時代，寒武紀的頭被炒作起來，以至于就連國産晶片和國産劇都以寒武紀時代命名，因為寒武紀代表着一個新時代的開始，代表着一場革命的開始，也指一波黑暗浪潮，一個神秘時代的爆發， 短而美。以下是神秘而壯觀的寒武紀時代，以發現生命大爆炸的起源。

< h1級""pgc-h-right-arrow"資料軌迹""12">寒武紀的起源</h1>

寒武紀跨越了5000多萬年，産生了比前40億年更大的生物突變，介于5.41億至4.854億年前。寒武紀的名字也具有深刻的文學性，其來源也值得研究。1835年，在英格蘭西部的威爾士山脈首次發現了灰燼覆寫的地層，在羅馬統治期間被稱為寒武紀，他以這座山的舊名命名，後來被日本學者翻譯成"寒武紀"（語音讀法："Kanbuki"），早期的中國地質學家接受了這個名字并一直持續到今天。首字母縮略詞源自西裡爾字母，發音像英語中的ye，但由于學者們習慣了Camrian，他們經常将其誤讀為"Kan"。寒武紀并不意味着這一時期處于寒冷時期，相反，寒武紀是一個"寒冷但仍武裝"的時期，平均地表溫度超過25度，遠遠高于今天的地球表面溫度，尚武指的是這段時間的生物正處于瘋狂的軍備競賽中，裝備着鋒利的武器和硬殼。

英國地質學家亞當·塞奇威克

寒武紀分為四十年，即紐芬蘭（5.41-5.21億年）、二（5.21-5.09億年）和苗靈石（509-4.97億年）、芙蓉石（4.97-4.854億年），寒武紀地層有6個金釘，其中4個在中國被發現。（金釘是用來确定全球時間塔邊界層剖面的點，而中國有11個金釘，世界第一。

寒武紀地層年代表

加拿大伯吉斯地區的衛星圖像

伯吉斯頁岩 - 化石愛好者的天堂

雲南省澄江角天山

澄江生物群發現點

清江生物群，寒武紀疫情的另一個重要化石地點

寒武紀生物群恢複地圖

< h1級""pgc-h-right-arrow"資料跟蹤""31">寒武紀生物識别</h1>

寒武紀給我們留下的最重要的印象是複雜的生物組成和奇形怪狀的生物物種，生物進化仿佛像是朝不同方向試錯，這種奇異的生物外表甚至被奇異的畫家所熟知。這些不同的進化路徑最終隻剩下少數有用的特征被儲存下來并演變成今天的生物景觀，是以寒武紀被用作宙斯誕生的第一個時代，這是地球發展的新裡程碑。先來幾道生活爆裂的明星海鮮，讓大家一起來看看。

寒武紀海洋，古唐杯生物是海底最常見的低層動物

寒武紀生物摘要

各種寒武紀生物與人類大小的比較

< h1級""pgc-h-right-arrow"資料跟蹤""39">01奇蝦</h1>

在爆發之前，這些生物的形狀很小，大不超過10厘米，但蝦在許多生物中并沒有像正常一樣進化。這個生物從厘米直接變成了一個1米長的龐然大物，以至于當古生物學家第一次發現它時，他們把它的不同部分當作不同的生物。直到20世紀90年代，中國南姑研究所的科學家在鶴天山發現了一隻蝦的完整化石，5億年來第一個海洋霸主的秘密才被公之于衆。

奇蝦回收地圖

奇蝦嘴上有一對巨大的特殊掠食性附屬物，一雙卡地蘭大眼睛，以及适合遊泳的槳狀四肢，這些對于眼睛、遊泳能力的生物來說，當時完全失去了抵抗力，讓所有的動物都冷冰冰的。大量的動物為了抵抗硬殼的進化來支撐最後的頑固，但奇蝦為了防止這些漏網的魚，它的捕食肢體也有密集的麻刺，用來打開殼，蝦嘴上也有32顆鋒利的牙齒，這使得硬殼也變薄了。該物種廣泛分布于伯吉斯頁岩、澄江生物群和其他生物群中。

蝦的掠食性肢體

一大口奇怪的蝦

加拿大奇蝦

圖像

其他種類的蝦

奇蝦恢複模式圖

麒麟蝦——澄江奇蝦新發現的近親

< h1級"pgc-h-right-arrow"資料跟蹤"54">02 Obabin Sea Scorpion</h1>

在寒武紀時期，形狀奇特的生物并不少見，但Obabin海蠍子是獨一無二的。雖然這種海蠍被稱為海蠍，但它與貝爾-芝-李姬時代的海蠍無關。它的體型适中，但相對奇特的蝦隻能說很小，總長度可達7厘米。它遊泳的槳狀附屬物類似于奇怪的蝦，其獨特之處在于它的嘴裡有一個掠食性的肢體，類似于一個機器人手臂，可以翻找直到海底并将小生物夾在嘴裡。頭部還有整整五隻卡齊蘭眼睛，充滿了掠奪和逃跑的力量。歐巴賓海蠍和奇蝦屬于蝦恐懼幫，其中有許多奇怪的寒武紀捕食者。

歐巴賓海蠍恢複地圖

成群的奧巴賓海蠍子

奧巴賓海蠍正在捕食阿米什毛毛蟲

歐巴賓海蠍捕食水下動物

< h1級"pgc-h-right-arrow"資料軌道""64">各種各樣的三葉蟲</h1>

作為寒武紀海洋中最大的古生物學，就像現代海洋中的魚類一樣，寒武紀海洋也被稱為三葉蟲時代。作為最初的一類消費者，三葉蟲雖然進化出眼睛是最強的器官，但也隻能穿重甲來防止蝦的攻擊，就像鲨魚和普通海魚的關系一樣。三葉蟲種類繁多，是以看起來很奇怪，很有道理，Ledericki是最典型的三葉蟲，其他九種用途的三葉蟲看起來不一樣，有尖銳的刺，有兔耳朵，甚至後來泥盆三葉蟲的形态也更加多樣。它們以底栖、遊泳或浮遊生物為生，并根據不同的生活環境和特征進化出不同的形态結構。

三葉蟲恢複圖

不同的萊德裡克蠕蟲

耳形範特西蟲（南姑蘇荷秀泉畫）

< h1 類""pgc-h-arrow right-right"data-track""73" >04 個怪誕的錯誤</h1>

寒武紀第一個最奇怪的蠕蟲，怪異的蠕蟲，自發現以來一直是古生物學家的獨特外觀。纖細的身體一側有幾對堅硬的長刺，一側有柔軟的四肢，尾巴上有不明的球體。科學家最初認為長刺是腿，柔軟的四肢是喂養附屬物，球體是頭部。但事實恰恰相反，經過研究并大量化石發現，軟肢是真正的腿，背部長刺用于防禦，真正的頭部在另一側纖細的身體，發展出一雙眼睛和嘴巴，那球形物體實際上是從内髒中擠出形成的化石。怪異的蠕蟲屬于綠葉足類動物，是恐蝦類動物。

錯誤的怪誕蟲子恢複圖（腹部背部相反，第一個和最後一個錯誤）

接近右側怪誕的錯誤恢複地圖

糾正怪誕的蟲子（十英尺，前六個有兩根手指，最後四個有一根手指，脖子上有三對掠食性肢體）

< h1級""pgc-h-right-arrow"資料跟蹤""80">05 Vivaia蠕蟲</h1>

它長約 5 厘米，有點像帶刺的殼。Waivaya蠕蟲覆寫着甲蟲形狀的鱗片和一排排看起來像飛蛾的荊棘，但它與任何現有的動物門都沒有明确的關系。Vivaya生活在寒武紀早期和中寒武紀時期，已知有一系列幼蟲，最小的是2毫米。

萬歲蠕蟲的化石和修複地圖

萬歲屋蟲恢複地圖

<h1級"pgc-h-arrow-right"data-track""85" >06拾音蟲、海口魚和昆明魚</h1>

海嘴魚和昆明魚于5.05億年前在伯吉斯頁岩中發現，5.2億年前在澄江生物群中發現，最早的脊椎動物來自生物爆發，被認為是人類和其他脊椎動物的共同祖先。它們微小而原始，在寒武紀生物時期處于動物種群的底部，但1億年後，它們将它們變成了世界的主人，仍然統治着整個星球。

拾取恢複地圖（拾取蠕蟲可能不是脊椎動物）

海口魚類恢複地圖

昆明魚類恢複地圖

< h1級""pgc-h-right-arrow"資料跟蹤""93">07歡呼蟲</h1>

啦啦蟲的特點是幾對軟肢，由多達20到30個肢體組成，但與當時有硬殼的動物不同，它是整體暴露在外的，沒有貝殼保護，科學家認為可能有特殊的毒液和僞裝來防禦和捕食。

歡呼蟲恢複地圖

啦啦蟲生态修複地圖，具有狀态

各種形狀的寒武紀生物

馬爾三葉蟲

微網蟲

進化出調制狀态的爬蟲

奧德拉蠕蟲

<h1級"pgc-h-right-arrow"資料軌道""109">瘋狂的生命進化之路</h1>

<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="110">

</h1>

寒武紀的爆發産生了幾乎所有的物種，這些物種在短時間内迅速進化，将前寒武紀海洋變成了一個充滿活力的動物園。寒武紀噴發不僅僅是兩個王朝之間的進化，根據古生物學家的說法，寒武紀噴發屬于多階段蘑菇雲狀噴發。讓我們簡要地看一下這些生物的瘋狂進化。

寒武紀紀念品 （維基百科）

寒武紀生命爆發的帷幕模式（朱貓岩，2019）

序言（5.70-5.39億年）：寒武紀之後是新時代的埃迪·卡拉格時代，在冰封之後整個地球的"雪球地球"事件，埃迪·卡拉格已經發芽了複雜生命的種子，誕生了埃迪卡拉生物群系，當無聊的單一小殼群将毫無抵抗力的埃迪卡拉吉軟體動物消滅時， 生物進化成死胡同。但這場長達3000萬年的混戰也開啟了寒武紀的爆發。

第一幕（5.39-5.21億）：寒武紀第一紐芬蘭之後，小殼類動物種群繼續豐富物種，多孔動物、刺猬和對稱動物兩側，特别是冠狀動物快速輻射，腕足動物的出現标志着第一幕的高峰。海洋中磷酸鹽和鈣離子含量的增加使得硬殼和外骨骼的出現成為可能。中國南方的眉洄村動物群和西伯利亞的土木動物群是小貝殼動物群的代表。

第二幕（5.21-5.15億年）：寒武紀爆發的高峰期，地球上出現了大量動物超人和門級動物冠和幹群分支，特别是後口動物的大爆發，以泛節肢動物為主。澄江生物群是現階段的先驅生物群。通過第二幕的演化，為寒武紀時期奠定了複雜而完整的生态系統。

<h1級"pgc-h-箭頭右轉"資料軌道""120">生物爆炸原因</h1>

<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="121">

寒武紀爆發的真正原因尚未最終确定，但經過一個多世紀後，研究人員一直在努力讓人們更接近真相。對大爆發原因的不同推論有利有弊，但可以肯定的是，生命的爆發肯定是多種原因造成的。簡單性可以歸納為三點：一天中的時間，土地，人和。

< h1級"pgc-h-right-arrow"資料跟蹤""123" >01天</h1>

機會是給那些有準備的人的。生命最需要的是正确的環境，而環境中最重要的就是它所依賴的氧氣。氧氣是生命之源，通過前寒武紀以來藍色細菌不斷轉化地球有毒氣體，經過30多億年的不懈努力，地球的含氧量已經達到了16.4%的高度。結果，在25億至6億年前發生了兩次重要的"大氧化事件"，是以在羅迪尼亞超大陸水力壓裂後不久，Edikala生物群的誕生被迎來，但其中許多是水母狀的軟體動物，種類不是很豐富。寒武紀時期的溫度也達到了宜人的條件，平均氣溫比以前高10攝氏度，溫暖的溫度更适合在淺海度假。此時，海水為生命提供了另一個重要條件，那就是有機質，在寒武紀晚期至寒武紀早期，海水中磷酸鹽的濃度急劇上升，海洋沉積物也從白雲變為石灰，提供所需的鈣離子，鈣和磷是貝殼和外骨骼形成的重要條件， 這些有機物和高濃度的氧氣，使得生物多樣性爆發成為可能。事實上，在大多數寒武紀種群物種分布中，具有硬殼的節肢動物總是占大多數。從新泰古到寒武紀期間，海洋環境的頻繁變化被13C的負異常變化記錄下來。此時，地球為生物多樣性的爆發提供了足夠的環境條件。

地質曆史中的溫度變化

地質史上氧濃度的變化

澄江生物群物種多度，節肢動物占絕大多數（朱毛燕， 2019）

<h1類"pgc-h-right-arrow"data-track""131" >02</h1>

根據當地情況，這一道理也是生物界的一句名言，最适合生物體的環境是溫暖的淺海，而淺海環境分布在大陸各地。超級大陸是地球上以周期出現的大陸，通常有規律地裂解和聚集。羅迪尼亞超大陸的水力壓裂可能有助于前寒武紀埃迪卡拉生物群的誕生，就像在寒武紀之前一樣，學者推測在6億至5.4億年前的地球南半球有一個Pannotia大陸，分裂成Gonwana大陸和三個小大陸：Lauren大陸，Boro大陸和西伯利亞大陸。大量的水力壓裂事件使當時的地球變得異常長。再加上氣溫上升，海平面上升大大增加了淺海的面積，為生物噴發提供了足夠的溫床。再加上當時豐富的氧氣含量和營養成分，是生物體大量繁殖的完美時機。

貢瓦納大陸的形成

帕諾西亞超大陸分解成極長的海岸線和廣闊的淺海

< h1級"pgc-h-right-arrow"資料跟蹤""137">03人和</h1>

人類和這個詞是牽強附會的，但正是生物本身推動了它們的超級進化。最初認為建立生态系統捕食者網是一個主要條件，而最強的捕食者奇蝦的出現促進了地層生物的不同抵抗力，進化以保護自己。但這個理論中明顯的漏洞是高捕食者是如何産生的。在過去的二十年中，對基因突變已有一種解釋，HOX基因（同源同種異體基因）是一類調節生物體的基因，一旦發生突變，生物體就會經曆局部變形。對果蠅的一系列實驗發現，當HOX基因發生突變時，果蠅有時會把觸角變成腿，或者多長幾對翅膀，導緻大規模的蛻變。是以，一些生物學家認為，某些基因的突變同時促成了寒武紀早期大量奇怪生物的出現，在爆發後，這些基因被鎖定，沒有産生新的生物。這個理論甚至被寫進了中學的生物教科書。生物開始從自身開始改變，有天地，并且已經同意相同的條件來形成現在繁榮的生物群落。

寒武紀生物群恢複圖（楊定華）

也許這些情況同時也太巧合，甚至不合邏輯，但事實是，地球為這一事件積累了40億年的運氣，最後等到地球中年這個偉大的時刻。寒武紀生命的爆發，給寂靜的地球帶來了無限的生機和生機。

到目前為止，許多證據都是站不住腳的，并且存在許多缺點。我們仍在等待進一步的探索。

< h1級""pgc-h-arrow-right-"data-track""143">瘋狂的盡頭</h1>

寒武紀的爆發催生了許多奇怪的生物，物種多樣性的爆炸導緻了海洋中強大的遊戲。但該劇仍有待結束，生物爆炸以大規模滅絕的形式拉上帷幕。

在生物爆炸發生5000多萬年後，地球曆史上第一次大規模滅絕事件的标志是奇怪生物的重大清洗，消滅了地球上約49%的物種。原因可能是大規模的缺氧事件，一些研究人員認為，宇宙輻射破壞了地球的臭氧層，導緻大量地表生命死亡。

至此，咆哮的寒武紀疫情暫時結束，這一事件孕育了幾乎所有現代生物的原始祖先，為地球的生物群系點燃了希望之火。雖然它以滅絕事件結束，但文明的種子仍然存在，随後是一代人的輝煌世界。下一篇：Otau Ji - 軟體動物主宰海洋。

大通寺海洋

資源

1. 維基百科-寒武紀

2. 知道 - 寒武紀生命大爆發讨論

3.Bowring， S. A.， et al. "校準早期寒武紀演化速率"。科學 261.5126（1993）：1293-1298.

4.何婷婷、朱明、米爾斯B.J W等。極端氧擾動與動物寒武紀輻射的可能聯系[J].自然地球科學， 2019.

5.陳相等遠等。"澄江生物群——寒武紀疫情的見證。國家自然科學博物館（1996年）。

6.Shudegan等"關于寒武紀爆發和動物樹木的形成"。古生物學 48.3 （2009）： 414-427.

7. 朱茂岩， 趙芳辰， 尹宗軍等中國寒武紀疫情研究：進展與展望.中國科學： 地球科學， 2019 （10）.

8.朱貓豔."動物的起源和寒武紀爆發：來自中國的化石證據。古生物學 49.3 （2010）： 269-287.

本文授權轉載自微信公衆号"中國科學院地質地球研究所"。這些圖檔來自網際網路，最初标題為"破曉，黎明的黎明 - 寒武紀"。