探索之旅：天赐——史前生命大爆发(组图)

1859年11月，达尔文的著作《物种起源》出版。

书中第一次放弃了上帝创造世界的观点，使上帝创世说的信仰受到怀疑，开创了生物演化史上的新纪元。

进化论认为，生物进化是物竞天择和渐变的过程，物种的细微变化经过长时间积累，就会导致新的物种出现。

但是，由于进化论与当今进化生命学科三大难题中的两个既生命的起源和人类起源相关，其本身也必定存在着自己的困难。

达尔文写到，“今后如果有人对我的理论提出挑战，这很可能来自对寒武纪动物突然大量出现理论的解释。”

“寒武纪”是地质史上的一个年代，因英国的一座小山而得名，期间大约是五亿四千万年前至五亿一千万年前。它的名称并不含有特殊的意义，但它却是一个特殊的时代。

这个时代不仅困惑了达尔文，也困惑了达尔文以来的一个多世纪。

1882年，达尔文在生命的最后一封信中谈到古三叶虫。在他看来像三叶虫这么复杂的动物突然地出现在寒武纪地层中，这是不可思议的。

三叶虫是生活在五亿多年前到两亿多年前的一种已经灭绝的原始节肢动物。它的形体扁宽，背面正中突起、背上有两道纵沟，把身体纵分为三叶形，因此而得名。

过去，寒武纪通常被称为“三叶虫的时代”，因为在寒武纪地层中保存有大量的比其他类群丰富的三叶虫化石，而在寒武纪地层中，不具矿化的软躯体动物化石从未被发现。

科学家从寒武纪之前的古老岩层中发现了一些单细胞生物的化石残骸，但它们都在不久以后销声匿迹了。这就好像在生命的史书上划了一条分界线，之前不过是热身运动，之后到了寒武纪真正的进化才开始。

一切都突然开始了，生命的形式不知为什么突然就变得多姿多彩，生机盎然，这一突发性生命创新事件通常称为“寒武纪生命大爆发”。

正是在这一时期，生命选择了其基本的形式，以后也再没有什么大的改变。

当科学家们检索寒武纪时代的化石所记载的历史时，到处可见的是难解的谜和进化过程中的空白阶段。当新的生命形式在化石记录中出现时，人们找不到与之相对的原种，而当它们突然消亡时，又没留下什么显而易见的进化体。

“为什么我们没有发现成千上万的过渡类型化石埋藏于地壳中呢？” 达尔文痛苦地意识到，地层断层中确实缺少此类化石的存在。这一事实一直困扰着达尔文，以至于他在书中用了一整章来讨论“地质记录的不完整”。

就在达尔文去世27年后，一块落基山脉的石头出现在世人面前。

维尔卡特，这位美国地质调查所所长，在北美地区调查、采集了40多年寒武纪的化石。1909 年8月，维尔卡特带领全家到加拿大落基山脉的布尔吉斯山去野外地质旅行。回程的路上，一块石头绊倒了他夫人的坐骑，维尔卡特捡起这块作怪的石头，奇迹出现了，一块保存有软体动物的化石显现在维尔卡特面前。

后来，经过大规模的发掘、采集后，布尔吉斯动物群给当时科学界造成极大震撼。它使科学家第一次清楚地认识到，在寒武纪海洋中具有骨骼化的动物仅仅占少数，绝大多数是不易保存的软躯体动物门类，纠正了人们对寒武纪仅存有三叶虫等少数硬体动物的错误认识。

化石记录了五亿一千五百万年前寒武纪中期无脊椎动物惊人的丰富，被科学界视为生命起源和早期演化的重要依据，为破解寒武纪生命大爆发之迷提供了重要线索。

由于地质保存上的缺陷，布尔吉斯动物群化石没有立体的层面，很多的动物形态只能依靠推测。

1981年，加拿大布尔吉斯动物群被联合国教科文组织批准为“世界文化遗产遗址”，成为全世界古生物学者关注的圣地。

在昆明东南方50多公里的地方有一座小城。境内有著名的抚仙湖，湖水清澈纯净，可直接饮用，小城也由此而得名澄江。

但是，谁也料想不到一本破解地球生命的天书，就埋藏在澄江这座不起眼的帽天山下。

对古生物学家侯先光教授而言，1984年他在澄江帽天山的那次重大发现，至今还使他无法平静。

在澄江野外勘查后，候先光首先在抚仙湖的洪家冲山头工作了数天，后因断层致使地层缺失，不得不重新选择发掘点。于是7月1日，候先光把发掘工作转移到了帽天山。

这块曾在加拿大布尔吉斯动物群出现的软体化石的突然出现，使候先光惊愕异常。

随后，候先光又发掘了许多以前从未发现过的其他门类的软体化石。

这就是当年侯先光发现的第一块软躯体化石，现作为标本保存在中国科学院南京地质古生物研究所。

1985年，候先光与导师张文堂教授发表了第一篇有关澄江动物群的研究论文，向世界宣布中国的重大发现，揭开了而后二十年让世人不断惊讶的序幕。

一系列的野外发掘和研究工作由此开始。

不断的发现和探索，将五亿三千万年前的生命世界展现了出来。

现在地球上总共有30多个门类的生物，而澄江化石群在三十多个化石点中就已经发现了20多个门类一级生物。这一发现表明，寒武纪早期生命爆发式的出现，比人们原来想象的还要突然得多。

在数万块100多种动物的化石中，它们分属于海绵、腔肠、蠕形、节肢等动物门类，大多数都是以前从没有发现过的，科学家就用采集地、采集人来命名。

在化石标本中，还有许多无法归类的生物，很多可能代表早已灭绝的生物类别。

这是从加拿大布尔吉斯发现的一些化石残片，它到底是什么东西？后来，科学家根据这些网状骨片构造取名“微网虫”

1989年，真正的完整的微网虫化石在帽天山出现，令科学家大跌眼镜。原来，困惑了古生物学界几十年的这些骨片，就长在一个蠕虫一样的生物体内，身体两旁。

微网虫是绝灭了的多腿缓步类动物。身体长4到6厘米，头短而小，尾长。其腹部两侧具有成对的腿，不善行走，用带爪的腿攀附在其它生物体上，是澄江动物群的珍稀化石。

1992年帽天山北坡修筑公路，推土机推出了一个巨大的断面，最完整的奇虾化石终于显形了。

奇虾的第一块化石早在1892年发现于加拿大。其实这只是奇虾的一个前肢，当时却被错误地认为是某种虾状动物的身体，但令人困惑的是，总找不见虾头。

直到在澄江帽天山发掘出三块最完整的奇虾化石，才使古生物学上长达一个世纪的误解终于被澄清。

奇虾是巨型肉食动物，头背部有一对茎状眼，口腔前侧有一对强壮的用于捕捉猎物的巨形前肢。根据其化石碎片推测，这类动物体长可达2米以上，而当时动物的平均大小却只有几毫米到几厘米。

奇虾的出现，标志着在寒武纪初期，海洋的生态系统已经有了相当完整的金字塔式的食物链系统，而奇虾就是位于这个金字塔顶端的生物。

五亿三千万年前，当时昆明周边地区大约位于北纬15度，这一纬度比现在中国的海南省地理位置还要靠南一些。正是这个原因，温暖的气候，含矿质的海水，使蠕虫、水母、节肢动物等多门类动物大量出现。

某一天，在浅海洲坡的生物正在悠闲的活动，突然暴风雨来袭。

暴风雨过后，凶猛的泥石流吞没了沿途的生物，造成浅海生物大规模集体死亡，它们活生生地被埋在泥石流之中。埋葬它们的突发事件不仅使各类动物活的时候就被快速埋葬，并在水中还产生了有毒物质，使动物在挣扎中快速窒息死亡，即便细菌在当时也难以生存繁衍。经过岁月的压缩，它们变成薄薄的化石，被珍藏在石头制成的书页中。

在寒武纪大爆发前，地球上到底发生了什么？是什么导致这次疯狂的进化？

距澄江不远的晋宁县位于滇池的东岸，近年来这里也成了古生物学家探寻的基地。 从梅树村动物群开始到澄江动物群短短不到几百万年，它们却见证了大爆发的始末。

寒武纪大爆发从开始到结束大约只经历了两百多万年的时间，它与整个地球生命历史三十五亿年相比较，就好像是一天24小时中的一分钟还不到，只是非常短暂的一瞬间。

为什么在这“一瞬间”，突然出现了如此众多而丰富的生物？根据各种动物骨骼的演化，科学家们从大气含氧量和海水成分中去寻找线索，认为含氧量的增高可能是导致大爆发的重要因素之一。

一些科学家认为，小型食草性动物的出现，才是大爆发的主要诱导因素。它们以别的细胞为食，有了掠食者，便有更多的生产者，以及更多的掠食者便演化出来。

一些科学家却认为是地球的臭氧层被破坏，大量宇宙射线直射，引起了基因突变。

最近，中国科学家在探索澄江动物群的基础又发现了比它早5000多万年的贵州瓮安动物群。

不论哪一种观点，都在诉说着一个事实，那就是生命的突然爆发。而从渐变的进化模式来说，这个过程至少得花几十亿年时间，而事实却不是这样。这个爆发不是简单的数量增加，而是奠定了现代动物的基本门类及它们与后世动物进化的关系。

1991年，候先光教授在帽天山发现了一种蠕虫状动物化石，命名为“云南虫”。当初，由于某些特征于解释难，它被放在分类位置不定的蠕形动物。

四年后，南京地质古生物研究所陈均远教授在英国《自然》杂志上首次提出云南虫属最古老的脊索动物，拉开了它们神秘的面纱。

而西北大学舒德干教授，由相同的线索，引出了不同的结论。

“它已经超出了非脊索动物的范围。但是，我觉得因为它没有肌节，没有真正的脊索，也就是说不具备真正脊索动物的两个基本特征。”

半索动物的论证遭到陈均远的驳斥，他极力支持云南虫是脊索动物。

争论往往是发现的契机。1999年4月，陈均远教授等在昆明海口耳材村的山坡上发现了云南虫的近亲“海口虫”，把澄江动物群的研究推向了高潮。

海口虫向世人提供了一幅清晰的大爆发早期的、不容置疑的脊索动物的快照。

同年11月，西北大学舒德干教授等又在昆明海口地区发现了保存极为完善的“昆明鱼”化石，再次引发科学界的大震憾。

澄江动物群的“海口虫”、“昆明鱼”等珍奇化石的发现，使古生物学界形成了共识。在前寒武纪末期至寒武纪初期，地球上确实发生了一次生物门类大创新事件，而且，现今的动物界无脊椎动物和脊椎动物两大类都参与了这次大爆发事件。

澄江动物群是地球早期生物演化实例的一大奇迹，这部天书为人类窥视最古老的生命提供了丰富的咨询。

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