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早期生命的进化并不是达尔文所认为的渐进的"进化树"

寒武纪疫情

早期生命的进化并不是达尔文所认为的渐进的"进化树"

我们是谁?我们从哪里来?我们要去哪?我们的人类历史只有200多万年的历史,而在地球46亿年的历史中,直到38亿年前,才在海洋中发现了极其简单的原核单核细胞细菌藻类生物。

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然后是30亿年的浩瀚,地球经历了古老的宙斯,

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元古界

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除了冰土雪球事件,只孕育了蓝藻、绿藻等低级生命。直到5.45亿年前的前寒武纪时期,生命的奇迹才在这一刻突然出现。

在荒诞前时期开始不到1000万年后,地球突然出现了多种多细胞高等生命,这种生命进化史上的紧急情况,科学家称之为寒武纪爆发。

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1984年7月1日,中国科学院南京地质古研究所侯先光教授在云南省澄江发现了澄江动物群高潮——寒武纪爆发的产物,云南省被誉为国内外保存完好的软体石群。它被称为"20世纪最惊人的发现之一",是了解地球上生命起源和进化的独特窗口。澄江动物群生动地展现了5.3亿年前海洋生物的壮丽景观和随后动物的原始特征。它表明,5.3亿年前,寒武纪开始后不久,几乎每天的每一个动物类别:海绵到脊髓,都有自己的代表性。据统计,今天的生物群落有约40万种植物,100万种动物,化石种包括约25万种植物。在地质史上,大约有500亿种生命。所有这些生物都可以归入这35类,这些物种的祖先都起源于寒武纪爆发。

1859年,英国生物学家达尔文出版了《物种起源》。

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进化论由此创立,从此,进化论的概念在人们的心中牢固地确立了。达尔文认为,生命的形成和发展是由自然选择和变异驱动的,通过迁徙和进化,从劣等到更高,从简单到复杂的发展。每个物种最初起源于一个单独的位置(即,一个物种只有一个起源中心)。根据现代生物学研究,物种存在的时间限制为500万年,属的时间限制为2000万年,生命形成新物种的最短时间限制为55,000年。因此,形成生物上更高层次的分类单位(如剖面、目标、大纲和门)的时间框架是无法计算的。这些进化原理使得很难解释寒武纪开始后不到1000万年从低生命到高寿命的飞跃。寒武纪的爆发证明,早期生命的进化并不是达尔文所认为的渐进的"进化树",而是一种爆炸性的"灌木"方法。各种实验动物大规模出现,突变,形成一幅壮丽、壮丽的生命图景。

澄江动物群包含近180种化石物种,描绘了寒武纪生物的快速进化和辐射发展。但这里的"快速"和"爆炸"是基于地质时间,与地球的整个历史相比。并不像人们可能认为的那样,"绝大多数动物在寒武纪时期像爆炸一样出现"。

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用科学的方法分析,澄江动物群不是上帝的恩赐,而是一个自然的进化过程,是各种物质因素的全面归纳,从数量的积累到质的飞跃。科学家们一直在探索为什么寒武纪生物把自己设计成看起来很奇怪。

科学家们发现,生命本身发生了一些变化,从而酝酿出一场大爆炸。其中一个内在原因是性别差异,这为生命的数量增加打开了差距。一般而言。生命的繁殖,无性繁殖比有性生殖更简单,省力更少,但过程要慢得多。与无性繁殖相比,在两个过程中,有性繁殖可以一次产生数千个后代,使父母双方的遗传物质重新组合,从而大大加快了后代性状的出现,为自然选择提供了来源。在有性繁殖出现后,单个物种的数量显着增加,随后是多物种爆发。当然,生命付出了代价,这是死亡的到来,只有遗传基因是永恒的。在寒武纪早期,生物特征基因的数量达到了临界点。在5.6亿至5.3亿年前的3000万年间,生物基因从简单的6个临界点扩展到40个到50个临界点,直接导致了生物形态多样性的发展。第三,生物体之间的竞争、共生关系可能产生新的物种。例如,寒武纪早期钙沉淀细菌与鼹鼠共存,导致遗传重组产生甲壳类动物。

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除了自身因素外,生命的进化也与外在因素密切相关。许多不相关的生物类别都参与了寒武纪早期生命辐射的演变和生物矿化事件,除了生命的条件(内部原因)之外,它们还与我们当时知之甚少的全球环境变化(外部原因)有关。由于外部原因,大气中氧气含量在寒武纪早期增加。地球通过古代安迪宙斯近40亿年的演化,火山活动与外星碰撞减少,大部分和平,大气中的二氧化碳大多转移到海洋中,形成碳酸钙,成为岩石圈的一部分,成为氧气的位置。再加上大量的藻类辛勤工作,氧气水平急剧上升。科学家估计,到寒武纪早期,大气中的氧气含量已达到今天的10%,极大地刺激了生命生活方式从厌氧到有氧的转变,加速了细胞进化,并促使了更大的复杂动物的出现。外因是二是海水中磷的增加。数十亿年的火山活动和岩石圈的地表水侵蚀导致海水中磷含量的稳步上升,在元古代末期形成了大量的磷矿床。在沿海河流中,靠近人嘴口的微小生命将水中的磷和钙结合在一起,形成内部和外部的骨骼,以逃避自然灾害。当这些自给自足的生物体发展到一定程度,超过环境负荷时,它们开始相互吞噬。从此引发"军备竞赛",用磷、钙做成"刀枪"、"铠甲",莫拳揉搓手掌,大干。外因三,"雪球事件"结束。在元朝末期,地球的大部分地区都被冰川覆盖,被称为"雪球事件"。这个长达1000万年的冰冻期,生命调整了它们的适应能力,一组实验基因被组合在一起,淘汰了老、弱、残,只有最好的遗传密码,最顽强的生物才被选中。冰河时代过后,地表开始升温,海平面上升,大陆架面积增加。已经创建了基本的大气区和复杂多样的环境。经历过冰洗的优秀分子为了适应多样化的环境而迅速膨胀。外部原因,地球在宇宙中的适当位置打开了生命的遗传密码。现代天文学告诉我们,地球除了自转之外,还绕着太阳公转,随着太阳系的运行,它绕着银河系的中心移动,整个银河系也绕着宇宙的中心移动。在这个过程中,不断变化的宇宙射线与构成生命的元素的原子结构直接接触,触发基因重组。基因以生命多样性的形式迅速被重新植入和扩增。

5.3亿年前的澄江帽天山地区是一个温暖的热带浅海湾,孕育了地球早期的祖先。现在,让我们把这艘"潜水艇"带回遥远的寒武纪海,看看我们周围的奇怪生物!

首先,你永远不会错过奇怪的虾

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这个寒武纪海洋巨兽。它是寒武纪时期的顶级捕食者,当时动物的平均大小只有几毫米到几厘米,但它可以长到2米以上!它拖着长长的扫帚形尾叉,游过海洋的上游,用一双长长的长柄长着巨眼扫过周围的水域,寻找它最喜欢的食物,Waputa虾(大量的waputa虾遗骸化石在消化道和奇怪的虾的粪便中发现)。

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当Wapta虾游到它附近时,奇怪的虾会使用寒武纪的第一武器,原来的肢体(一对锯状的附属物)迅速将其夹住,并将其送到入口处,可怜的Wapta虾就这样分成了碎片。以奇特虾为代表的各种大型捕食者的发现意味着在早期寒武纪海洋生态系统中存在相当完整的生态金字塔。虾的发现就像它一样具有传奇色彩。

1892年,怀特乌斯描述了加拿大施特劳山脉奥古斯都页岩的虾类附属物化石,他认为这是头部缺失的虾状节肢动物的化石,因此得名"奇怪的虾"。1911年,沃尔科特发现了它的环形嘴巴,它被解释为一种类似水母的生物。后来,又发现了另一只腿缺失的虾的化石,科学家们惊讶于这么大的节肢动物竟然没有腿。直到澄江帽天山最完整的虾化石出土,人们才有幸看到它的真面目。

对于像薯条虾这样的怪物,Wapta虾只能小心翼翼地成群移动。它们在海底觅食,在当时很常见,是原始消费阶层的主要成员。

可以看到星嘴水母成群结队地飘荡,用水推动一个长约15厘米的圆盘形身体,让生长在身体一侧的触手旋转以过滤食物。身体也会变形,"帆"漂流,偶尔用触手鞭打几次,挣扎着游动。

在海星水母上,你可以找到地球上行走的先驱,怪异的蠕虫(化石经常保存在一起)。它长约2厘米,附着在星嘴水母上,有10对软腿(叶脚),末端有钩子。背部有七对长长的刺。同样,它的名字也让科学家感到震惊,1977年,英国古生物学家莫里斯错误地将这种怪异蠕虫的背部颠倒过来,想象着它在用背部的触手游泳时在腹部的坚硬刺痛中行走!这个错误也被澄江的完整化石所纠正。

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怪异的蠕虫还有一个同样怪诞的表亲,微网蠕虫,它也经常爬在星嘴水母上。毛毛虫状的身体长约8厘米,但身体两侧有九对骨板。这些网状骨板非常精细。这就像三叶虫的复杂眼睛。所以它被称为"九眼精灵"。这些骨板是否真的是双眼的尚不确定。有学者认为骨板是连接身体和腿部的"头饰",也有学者认为这些管子是物质交换和呼吸的通道。微网虫让科学家想知道,它在头的哪一端?最初,科学家们将其较厚的一端解释为头部,后来比较了当代动物的结构,基本上证实了较薄的末端是它的头部。

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然后我们把目光投向海底,各种海绵动物色彩斑斓,璀璨夺目。在这些森林覆盖的"建筑物"中,最高的是对角线四层海绵,它是多细胞聚集体和多细胞动物之间的过渡生物,固定在海底生活,过滤海水。食物(腐烂的有机物、细菌、藻类、生物幼虫、溶解在水中的氨基酸等)越高,过滤的水就越多。为了支撑高大的身体,它长出脚手架状的四层纵横交错的钙骨针。第一层水平骨针,第二层垂直骨针,第三层右斜骨针,第四层左斜骨针——这样命名为对角线四层海绵,澄江动物化石群海绵化石是目前保存最低的一层,是大量完整海绵骨化石的唯一来源。

相比之下,第一颗光海葵要漂亮得多。

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它有16条触手,美丽而多彩,被称为海之花。作为刺猬,它比海绵更先进,具有初级组织分化和原始神经系统,可以被视为真正的多细胞动物。但不要被它美丽的外表所迷惑,它们是自然杀手,花瓣状的触手上富含刺猬,随时准备向路过的动物发送冷箭。刺猬,包括水獭,海葵,珊瑚和海獭,是最原始的来世。

还有各种各样的腕足和软体动物生活在泥泞中:太阳拍摄的水母覆盖着圆形的外壳,覆盖着纤毛,如周围辐射的阳光,当它在1987年被发现时被误认为是水母,并被命名为"太阳射水母"。

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直到1992年,科学家们才将其重新归类为腕足动物。小舌形贝类与现代海豆芽非常相似,被认为是缓慢进化的典型代表,因此是梯度理论的重要支持证据。长圆锥形软舌螺钉可长达3米,嘴端有盖子,两端伸出一对弯曲的附属物。它是软体动物最古老的代表,在寒武纪和奥陶时期非常繁荣。

在"建筑物"和"花朵"中,有我们早就知道的三叶虫 - 曾经是寒武纪时代的代表。

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它们以具有三个水平垂直的背板命名,是寒武纪时期最常见的动物群体之一。它还穿插着各种其他节肢动物。仔细观察,你会发现它们的形状和大小各不相同。科学家们用他们的想象力给它们起了个名字:以发现地命名的抚仙湖虫,

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跨性马虫,云南头虫,加拿大蠕虫;周小姐,娜罗,以发现者的名字命名的石榴石;钻石头虫、海怪、灰姑娘虫、中国月之谜等以奇形命名等。

你想最后看到人类的祖先吗?一起来看看云南虫吧!先做好心理准备,它看起来不像,看起来像一条灰色的小虫子,S形扭身体,小心翼翼地在海里游来游去,怕被虾等捕食者发现。

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在节肢动物时代,我们的祖先没有坚硬的外壳,他们是如此卑微,以至于他们似乎正在沿着进化的阶梯滑落。但正是它拥有当时最先进(似乎没有必要)的结构,即脊髓。如今所有的脊椎动物都是由它们发育而来的,脊椎动物可以使动物拥有巨大而灵活的身体(像恐龙一样),也使动物的大脑体积"大跃进"般的发展,最终我们出生了,也让地球进入了智能时代。

想象一下,如果脊髓动物被淘汰,就不会有恐龙时代和我们的人类社会。它将被什么样的世界所取代?直立的节肢动物会统治地球吗?你在电视上有各种各样的错误(如果他们发明了它)吗?也许他们会把云南蠕虫等脊髓动物作为宠物养在家里?

灾难来袭时,我们正好喝醉了。一场百年一遇的风暴将数百米高的四川古国推向浅海。突然,海底一片漆黑,包括奇虾在内的各种生物在逃生之前就窒息而死。快速掩埋的沉积物将它们保存为三部分,甚至在它们被微生物分解(或缺乏微生物和食肉动物)之前。它们留在沉积物中,在数亿年的地质作用下形成化石。就这样,地球远古祖先的悲剧被永久保存在现在的澄江帽天山中。

寒武纪离我们很远,那些奇妙的生物只是静静地躺在页岩中,守护着自己的秘密,等待着人们去发现,回忆起一个不属于我们的时代。