我們知道,地球已經有億年的曆(lì)史,在地球誕生後的億年時間(jiān)裏,地球上的生命,包(bāo)括植物和(hé)動物,幾乎沒留下(xià)任何實質性的痕跡。然(rán)而,在寒武紀時期,地球上卻突然湧現出了各種各樣(yàng)的動物,這就是至今仍被國際學術界列為“十大科學(xué)難題”之一的“寒武大爆發”。
“寒(hán)武紀”是地質史上的一個(gè)年代,因英(yīng)國的一座小山(shān)而得名,時間大約是億(yì)~億年前。過去,寒武紀通常被稱為“三葉蟲的時代(dài)”,因為在寒武紀地層中保存有大量的三葉蟲化石,人們因此認為當時世界上的物種種類很少,還沒有出現軟軀體動物。
年8月,美國地質調查所所長維(wéi)爾卡特帶領全家到加拿大落基山(shān)脈的布爾吉(jí)斯山去野外地質旅行。回程的路上,一塊石頭絆倒了他夫(fū)人的坐騎,維爾卡特撿起這塊作怪的石頭,奇跡出現了,一塊保存有軟體動物的化石顯現在維爾(ěr)卡特麵(miàn)前(qián)。後來,經過大規模的發掘、采集後,布爾吉斯動物(wù)群(qún)震驚了科學(xué)界。因為它使科學家第一次清楚地認識到:在寒(hán)武紀海洋中具有骨骼化的動物僅僅占少(shǎo)數,絕大多(duō)數是(shì)不易保(bǎo)存的軟軀體動(dòng)物門類。這一發現糾正(zhèng)了人們(men)對寒武(wǔ)紀僅存有三(sān)葉蟲等少數硬(yìng)體動物的錯誤認(rèn)識。
年,在澳大(dà)利亞南部的埃迪卡拉地區(qū),人們發現了(le)一些圓形的像水母樣(yàng)的印痕化石。在後來對埃迪卡拉地區重新進行深入細致的研究中,采集到幾(jǐ)千塊化石,有的是圓形的壓印,同現代水母相似;有的是柄狀的(de)印痕,與現代的海鰓相似,也是(shì)一種腔腸(cháng)動物;有的像細長的蠕蟲那樣的印痕,有一個像馬蹄形的頭和約個完全相同的體節所組成,與現代的環節動物相似。盡管(guǎn)它(tā)們的形態、結構都很原始,但埃迪卡拉動物群(qún)的發現被認為是(shì)世紀古生物學(xué)最重大的發現之一。這一發現使科學(xué)界擯棄了長期以來認為在寒武紀之前不可能出現後生動(dòng)物化石(shí)的傳統觀念。所(suǒ)謂後生動物(wù)即是指相對於原生動物的各種多細胞動物(wù)。
寒武紀大爆(bào)發從開始到結束大約隻經曆了數(shù)百多(duō)萬年的時間,與地球上(shàng)出現(xiàn)生命的曆史比起來隻是非常短暫的一瞬間。為什麽在這“一瞬間”,突然出(chū)現了如此眾多而豐富的生物呢?通過研究豐富(fù)的化石信息,科(kē)學家們為揭示“寒武紀大爆發”的謎團(tuán)提出了(le)種種(zhǒng)假說。有的(de)科學家認為(wéi),含氧量的增高可能是導致大(dà)爆發的重要因素之一。另有一些科學家認為,小(xiǎo)型食草性動物的出現,才是大爆發的(de)主要誘(yòu)導因素(sù)。它們以(yǐ)別的細胞為食(shí),有了(le)掠食者,便(biàn)有更多的生產者,以及更多(duō)的掠食者便演化出來。還有一些科學家認為這一現象是由於地球的臭氧層被破壞,大(dà)量宇宙(zhòu)射線直射,引起了基因突變(biàn)而發(fā)生的。
寒武紀大爆發的原因到目前還(hái)沒有一個清晰、證據確鑿、令(lìng)人信(xìn)服的解釋,科學家們也在繼續(xù)致(zhì)力於實地考察和研究,以求早日完全解開這一科學難題的謎底。
年,我國科學家在雲南澄江縣帽天山首先發現了距今約億年的化石群,它是目前世界(jiè)上最古老、保存最為完整的帶殼後生動物群,其成員甚至(zhì)還包括低等脊索動物。雲南澄江(jiāng)動物群的發現,再次證實了(le)“寒武紀生命大爆發”的存在。