以及冰封地球的雪球事件,仅孕育出蓝藻、绿藻等低等生命。直到距今5.45亿年的前寒武纪,生命的奇迹才在这一刻突然发生了。
在前寒武纪开始不到1000万年的时间里,地球上突然出现多门类多细胞的高等生命,生命演化史上的这一突发事件,科学家称之为“寒武纪大爆发”。
1984年7月1日,中科院南京地质古生物研究所侯先光教授在云南的澄江发现了澄江动物群——“寒武纪大爆发”高潮的产物,这是闻名中外的保存完美的软躯体化石群。它被誉为“20世纪最惊人的发现之一”,是探讨地球早期生命起源和进化的独特窗口。澄江动物群生动如实地展现了5.3亿年前海洋生命的壮丽景观和后生动物的原始特征。它表明在5.3亿年前,即寒武纪开始不久,几乎现今的各个动物门类:从海绵动物到脊索动物,都出现了各自的代表。据统计,今天的生物界约有植物40万种,动物100万种,化石种类包括植物约25万种。地质历史中曾出现的生命约500亿种。所有这些生物都能归人这35个门类中,而且这些物种的祖先全都出自于“寒武纪大爆发”。
1859年,英国生物学家达尔文发表巨著《物种起源》,
创立了进化论,从此在人们心中牢牢树立了进化观念。达尔文认为:生命的形成与发展是以自然选择和变异为动力,通过迁移和演化,由低等向高等,由简单向复杂地发展。而且每一个物种最初都产生于一个单独的地点(即一个物种只有一个起源中心)。根据现代生物学的研究,种存在的时限为500万年,属的时限为2000万年,生命形成一个新物种的最短时限为5.5万年。这样看来,形成生物更高级别的分类单元如科、目、纲、门的时限就无法估量了。进化论的这些原则很难解释在寒武纪开始不到1000万年时间内生命就完成了从低等到高等的飞跃。寒武纪大爆发证明,早期生命的进化并不是达尔文认为的渐进的“演化树”式的进行,而是爆发式的“灌木丛”式的迅速进行。各种实验型的动物大规模出现、突变,形成一幅壮丽、恢宏的生命画卷。
澄江动物群包含了将近180个化石种,形象地描绘了寒武纪生物的快速演化及辐射发展。但是这里的“快速”、“爆发”是以地质时代为尺度,相较整个地球历史来说的。而并不是像人们想象的那样,“绝大多数动物门类在寒武纪就像爆炸那样突然出现”。
用科学的方法分析,澄江动物群并不是上帝的恩赐,而是一个自然演化的过程,是各种物质因素的综合诱导,从量的积累到质的飞跃。科学家们一直都在探索寒武纪的生物为何把自己设计成各种稀奇古怪的样子。
科学家已经找到了一些生命自身的变化,以酝酿大爆发。内因之一是出现了性别分化,为生命从数量上增加打开了缺口。一般来说。生命的繁殖,无性繁殖比有性生殖更为简单省力,但过程慢得多。相较无性生殖一分为二的过程,有性生殖一次就能产生成千上万的后代,双亲的遗传物质发生*,从而大大加快了后代变异性状的出现几率,为自然选择提供了源泉。有性繁殖出现后,先有了物种个体数量的大幅增加,然后有了多种类的爆发。当然生命也为此付出了代价,这就是死神的降临,只有遗传基因是永存的。内因之二,寒武纪初期,生物组成基因数目达到临界点。在5.6亿年~5.3亿年前的3000万年间,生物基因由简单的6个~8个不断扩增到40个~50个的临界点,直接导致生物形态多样化发展。内因之三,生物之间的竞争、共生关系可能产生新物种。例如,寒武纪初期的钙沉淀细菌与软体动物共生导致基因*产生带壳动物。