在寒武纪爆发期间,形成了一个完整的地球生态系统。这个生态系统的结构与现代非常相似,宝塔形结构就是我们通常所说的"大鱼吃小鱼,小鱼吃虾,虾吃泥"。

在寒武纪海底,与澄江动物群共存的海藻茁壮成长。在海底沉积物中生活着各种挖洞的蠕虫,如线状动物、晃动动物等,它们大多以海底沉积物为食。海底还有许多爬行的节肢动物,其中大部分也以沉积物为食。这些藻类植物、食泥动物等构成了宝塔形食物链的基础。海绵动物,刺猬,高脚杯虫,伊尔登形触手等,生活在海底,以过滤海水中的营养物质作为食物。爬行和捕食其他小动物,以动物尸体为食的绿叶脚,以及在三维水中游泳和捕食的节肢动物构成了食物链的中间层。那么,寒武纪海食物链顶端的动物是什么呢?
根据化石碎片,在澄江动物群中发现的最大动物是一种名为"奇虾"的动物,估计有近2米长。
虾头上有一对茎形的眼睛,一对有力的四肢和一个巨大的圆形嘴巴,有尖牙。大眼睛使虾视野广阔,有力的四肢可以用来捕捉和牢牢控制较大的动物以避免逃跑,而带有尖牙的巨大嘴巴可以撕裂各种动物的尸体。奇虾体部分,带外骨骼。在虾腹部的两侧,有桨状的腿肢和强壮的内肢结构,使它们能够在海中快速游泳,并用腿捕捉其他动物。
因此,在海洋的寒冷早期,奇虾是最凶猛的动物,高高在食物链之上。
值得一提的是,科学家对奇虾的过程有着有趣的理解。
这种虾最初是在加拿大不列颠哥伦比亚省的伯吉斯页岩中发现的。1892年,Whiteaves首次将看起来像虾的甲壳类命名为"Odd Shrimp"。后来,虾的其他化石碎片被描述为海绵,水母,针鼹,链接动物和其他完全不同的动物。1979年,布里格斯意识到所谓的"虾"实际上是动物的附属物,而不是完整的动物。1985年,惠廷顿和布里格斯指出,以前被认为是不同动物的结构实际上属于奇怪的虾。
伯吉斯页岩动物群
1909年8月,美国著名古生物学家、史密森尼协会主席威尔卡特率领全家前往加拿大落基山脉的伯吉斯山脉。在回去的路上,他妻子的马绊倒了一块石头。当他拿起石头看时,他惊讶地发现这是一块他从未见过的动物化石。该动物从头部伸出两对触手,身体有多个部分。威尔卡特以他的一个朋友的名字命名为"Mar trilobite"。
第二年夏天,威尔卡特回到这里开始了大规模的挖掘工作,产生了100多块保存完好的无脊椎动物化石,有的像水母、海葵等肠道动物,有的像链接动物,有的像海参和其他针鼹......
由于Mar三叶虫和后来发现的许多不同动物化石是在称为Burgess页岩地层的地层中发现的,因此它们被统称为Burgess页岩生物群。
研究发现,伯吉斯页岩生物群生活在寒武纪(5.05亿年前)周围,这就是我们通常所说的寒武纪爆发。在此期间,大量的动物种群在相对较短的时间内突然出现(也许只有几百万年),现在几乎所有物种都可以在这里找到它们的祖先,而在此之前,动物世界是由简单的生物组成的,如多细胞来世和小型甲壳类动物。伯吉斯页岩生物群是寒武纪爆发的重要证据。
伯吉斯生物群的发现,对当时的科学界来说是一个巨大的震撼,它第一次向科学家表明,寒武纪海洋中只有少数有骨头的动物,其中绝大多数是不易保存的软体动物,纠正了寒武纪只有少数硬质动物的误解, 如三叶虫。
寒武纪疫情是如何发生的?
是什么导致了寒武纪的爆发?
许多人共同的一种观点是"氧变异理论"。该理论认为,大约20亿年前,光合作用水生祖核生物的存在导致游离氧和紫外线辐射在水圈和大气中积累。在9亿至15亿年前,真核生物开始出现,导致大气和水体中的氧气含量进一步升高,碳酸盐沉积物和二氧化碳水平下降。这一事件的直接后果是全球气温的上升和下降,冰川的形成和融化,海平面的上升和下降,导致地球表面生态环境的多样化和生物群的急剧分化。其中,氧含量是后生物体进化的主要障碍,当这个障碍被消除时,多细胞后生物动物立即出现,并迅速进化。
另一个流行的想法是"收获原则"。该理论认为,捕食者的出现是寒武纪爆发的主要触发因素。在寒武纪之前,30亿年来,只有简单的海洋生物(如藻类)的主要生产者。由于没有捕食者,整个前寒武纪生物体的组成非常单调。捕食者的出现为初级生产者开辟了新的空间。结果,更多和更高级别的捕食者进化而来。
此外,还有一些理论试图从进化发育机制来解释寒武纪爆发,并且在寒武纪爆发期间,当基因的复杂性达到一定阈值时,许多后来的动物群体由于基因的重建而经历了爆炸性辐射现象。
到目前为止,对于寒武纪的爆发还没有明确和令人信服的解释。因此,寒武纪的爆发仍然是一个未解之谜。
为什么澄江动物群保存完好?
澄江动物群的各类动物都可以保存得这么好,一定有一些地质、沉积的突发事件,让昆明地区当时各种生物的海洋生物迅速被掩埋和封闭,不仅保护它们免受细菌腐蚀,而且保护它们免受各种底栖动物的侵害。
对于澄江动物群的掩埋方法和保存,有专家认为,在泥底海岸,风暴导致充满沉积物的海水流入深海盆地并形成浑浊的流动,就像一条流动的海底河流,这种洋流变成了有毒的水,杀死了生活在浅水区的动物,将它们的尸体带到海面下的缺氧区,并从捕食者和挖掘者那里沉积下来;保护它免受穿孔细菌的侵害。这样,澄江动物群就应该被埋在场外。然而,保存完好的澄江动物腕足动物标本、高肌肉蠕虫附属标本、叶足萝莉山虫标本,都表明澄江动物群应就地埋藏。
专家还指出,有可能是风暴吹起了大量靠近古陆地的沙子到海中沉积下来,导致大量动物死亡。然而,这种解释并不能解释某些动物的死亡原因。事实上,当风暴来袭时,寒武纪光秃秃的古代大陆尘土飞扬,清澈的海水中充满了碎片沉积物,这可能会使游泳能力差的底栖动物死亡,但很难将洞穴挖掘和游泳能力强的动物置于死亡状态。事实上,蠕虫身体的不同部位分别储存在不同的泥岩中,这表明许多生活在洞穴中的蠕虫似乎在死亡前正在穿过层。对大量标本的研究表明,澄江动物群似乎代表了埋在原地的动物群落。突发事件不仅导致各种动物被迅速掩埋,而且造成水中有毒物质,导致动物在挣扎致死中迅速窒息,甚至细菌当时难以生存和繁殖。
近年来,专家指出,火山爆发也可能影响澄江动物群的保护环境。
新的研究证明,澄江动物的化石保存完好,主要是由于黄色铁矿石的矿化。动物死亡后,黄色铁矿石的矿化迅速发生。我们现在看到的澄江动物化石的精细构造细节,其实是黄铁矿石矿化的结果。