寒武纪生物

地球生物群的第一个重要转折点发生在大约5.4亿年前的寒武纪。当地球进入寒武纪时,生命物种突然繁荣起来。

从5.3亿年前开始,在2000多万年间,出现了多种无脊椎动物化石,如节肢动物、腕足动物、松鼠、海绵动物、脊索动物等。突然出现,但在更早和更老的地层中没有发现祖先化石。因此,这一时期突然出现的生命物种现象被古生物学家称之为“寒武纪生命大爆发”,也称之为“寒武纪生物”。

寒武纪生物

有充分证据证明,加拿大云南澄江生物地球化学群、伯吉斯生物地球化学群和凯里生物地球化学群共同构成了世界三大寒武系页岩生物地球化学群(中国湖北宜昌长阳地区清江生物地球化学群,新近发掘也属于寒武系生物地球化学群)。

它们生动地再现了古代海洋生物的壮丽景观和活体动物的原始特征,为研究寒武纪生物大爆发提供了直接的证据和丰富的生物信息。例如,中国云南澄江生物群的化石有120多种,隶属于海绵动物、腔肠动物、腕足动物、鳃足动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物、脊索动物等10多个门。此外,还有一些分类位置不明的奇怪群体和各种共生藻类。

生物学家通过系统地挖掘和研究这些动物化石,探索了无脊椎动物中节肢动物、螯合剂和甲壳动物的起源,并证实了活的动物门和亚门以及复杂的生态系统起源于早寒武世,这挑战了自下而上的倒锥进化理论模型,为自上而下的爆炸理论模型提供了化石证据。

为什么地球上的生物物种会在寒武纪生物早期突然爆发?

生物学家提出了各种假设。根据对西伯利亚早寒武世碳酸盐地层的碳硫同位素研究,研究人员发现大气和海洋中氧含量的变化与寒武纪生命爆发的时间高度一致;地球化学循环模型表明,当海水中碳和硫的同位素较重时,意味着有机碳和黄铁矿的埋藏量增加,使得产氧量增加,但氧含量降低;

研究人员发现,从5.24年到5.14年前,是寒武纪爆发的高峰期。此时,海水中碳氧同位素的变化与动物化石的多样性高度一致,有多达五次同步变化。

同时,约5.14年前,碳氧同位素异常偏低,表明氧含量急剧下降,在此期间发生了全球寒武纪生物群大规模灭绝事件。

其他人认为这与天体撞击地球赤道区域引起的环境变化有关。事实上,达尔文在《物种起源》中提到了这一现象,他认为这一事实将被用作反对他的进化论的证据。

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