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最近,中科院南京地质古生物研究所赵方臣、孙智新等在《国家科学评论》上报道了华北地区一个地方寒武纪地质化石库,距今5.04亿年,并命名为“临沂动物群”。该报道石破天惊,震惊海内外科学界。
临沂古生物群化石的发现,再次印证了寒武纪生命大爆发。
那么,什么是寒武纪生命大爆发,我们先了解地球生物进化。
地球自太阳系形成以来已经46亿岁了,人的寿命最长百年,地球的寿命长达百亿年。
作为太阳系八大大行星之一的地球,已经步入中年了。
在这46亿年里,绝大多数时间没有生命。因为生命需要氧气、水和适宜的温度,地球在四十多亿年里不断修炼,历经七十二变,才逐渐演变成适宜生物生存的状态,在距今5.41亿年前进入生物群的爆发期。
由此我们把地球分为隐生宇和显生宇。隐生与显生,顾名思义,以生物特征划分,看不到或者很难见到生命的时期叫隐生宇,这时为地球形成期,地壳运动剧烈,很长世间世界处于混沌状态,到了晚期地球生物刚刚萌芽状态,藻类、菌类等低等的植物登上历史舞台,原始的无脊椎动物陆续粉墨登场。
五亿多年前生物在短暂的几百万年里不约而同地爆发了,地球生物进入显生时代。地球生物开始蓬勃发展,根据时间先后又分古生代,中生代和新生代。
古生代生物界开始繁盛,蕨类植物和鱼等海生无脊椎动物为主,始于5.41亿年前,结束于2.5亿年前,纵跨3个亿年。又细分寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。
寒武纪(约5.41-4.85亿年前)持续六千万年,这时陆地下沉,北半球大部分被海洋覆盖。生物在短时间内像潮水一样喷涌。植物以红藻、绿藻等藻类繁盛,动物以三叶虫、低等腕足类为主。寒武纪名称源于英国威尔士北一座山的名字,由这座山的地层最早发现而命名。由英国地质学家塞奇维克于1835年首次提出,中文名称源于日本人使用日语汉字读音的音译而来。
奥陶纪(约4.85-4.43亿年前),存在四千多万年,大陆遭受广泛海侵,火山活动、地壳运动激烈,像广西石林喀斯特地貌形成于此。海洋占三分之一面积,陆地上没有动物,植物的根还没出现。珊瑚开始出现,三叶虫、笔石鹦鹉螺等大量繁殖。晚期距离地球6000光年的一颗中子星与黑洞撞击产生伽马射线,使得地球生物差点面临灭顶之灾,加上冰川时代来临,大量生物灭绝,地球第一次物种大灭绝。
志留纪(约4.43-4.19亿年前),存在两千多万年,生物开始复苏。海洋以藻类为主,蕨类植物出现,生物从水生向陆地发展,如裸蕨、石松等最早的陆生植物,出现纤维束,它为植物的骨骼。三叶虫慢慢退出历史舞台,笔石广泛分布海洋。
泥盆纪(约4.19-3.59亿年前),顾名思义,泥盆,鱼的年代,存在七千多万年,气候变得温暖,海洋中鱼类空前发展,软体动物出现,开始出现两栖动物,动物开始登上陆地,蕨类植物覆盖陆地,从株小无叶到高达十多米的树状蕨类都有分布。
石炭纪(约3.59-2.99亿年前),顾名思义,煤炭形成年代,存在六千万年,气候潮湿温暖,有利于植物发展,随着陆地面积增大,陆上以两栖陆动物为主,植物由滨海地区向大陆内部延伸,形成大规模的森林和沼泽。这些森林大都蕨类植物,也出现早期的裸子植物(如苏铁、松柏、银杏等)森林中有高大的乔木,也有低矮的灌木,它们喜爱潮湿,根扎的很深。地质运动逐渐形成煤炭。现代开采的煤炭就是那个时期产物。
二叠纪(2.99-2.52亿年前),顾名思义,两个地层压低叠,存在四千多万年,大陆组合一起,形成盘古大地。陆生植物真蕨、种子蕨非常繁茂。陆生两栖动物为主,爬行动物开始发展,昆虫体型变大,海平面低。
中生代分三叠纪、侏罗纪和白垩纪。从2.5亿年前到6500万年前。植物主要是银杏、苏铁和松柏等裸子植物。恐龙等爬行动物遍布全球。
三叠纪(2.52-2.01亿年前),气候炎热干燥,地球上只有一个大陆,盘古大陆。爬行动物逐渐变得高大威猛,裸子植物盛行。开始出现恐龙。
侏罗纪(2.01-1.45亿年前),存在六千多万年,由法国西部边境的侏罗山而得名。侏罗纪标志是恐龙等大型爬行动物盛行,恐龙作为地球上最繁荣昌盛的物种,此后竟统治整个地球1.5亿年,差不多纵跨整个中生代的三叠纪、侏罗纪和白垩纪。侏罗纪同时也是裸子植物的时代,高大的像苏铁、银杏、松柏统治着整个地球,装点着整个恐龙家园。
白垩纪(1.45-0.66亿年),恐龙最盛,海里有发达的鱼,天空中大量的鸟,哺乳动物出现,伴随着被子植物也出现,出现了热带植物和阔叶林。
新生代(6500万年至今),地球最近的年代。恐龙被灭绝,哺乳动物盛行,被子植物取代裸子植物。258万年前原始人类出现后,人类逐渐统治着整个地球。
地球生物是植物和动物并行发展,由低等到高等,植物由菌类-藻类-蕨类-裸子植物-被子植物发展,动物由无脊椎到脊椎进化,原始的三叶虫、笔石等原始动物到两栖、爬行动物、鸟、哺乳动物发展。
恐龙曾统治地球1.5亿年,人类从古猿进化到今天才不到300万年,相比之下,相形见绌。
(2)
1859年,达尔文完成《物种起源》,他认为自己已经可以解释几乎所有的生物进化问题,可是有个问题一直困扰着他,那就是在5.4亿年前地质学上称为寒武纪的开始,绝大多数无脊椎动物在几百万年短暂的时间内爆炸式的出现,这有悖于他的进化理论。
按照达尔文进化论,生物进化经历了从水生到陆地、从简单到复杂、从低级到高级的漫长的演变过程,这一过程是通过自然选择和遗传变异两个车轮的缓慢滚动逐渐实现的。
寒武纪地层中门类众多的无脊椎动物化石,比如节肢动物、软体动物、腕足动物和环形动物等的发现,而在寒武纪之前更为古老的地层中却长期找不到动物化石的现象,因此寒武纪时期生物井喷被古生物学家称为“寒武纪生命大爆发”。
1984年我国古生物科学家侯先光在云南省澄江县帽天山发现带壳后生动物群,水母状生物、三叶虫、具附肢的非三叶的节肢动物、金臂虫、蠕形动物、海绵动物、内肛动物、环节动物、无绞纲腕足动物、软舌螺类、开腔骨类,以及藻类等,甚至还有属于低等脊索动物或半索动物(如著名的云南虫)等。由于许多动物的软组织保存完好,内容十分丰富,距今约5亿年,它是世界上目前所发现的最古老、保存最为完整的带壳后生动物群,证实了寒武纪生命大爆发的真实存在。
达尔文生活的年代距今有一百多年了,任何学说没有尽善尽美的,只能在历史时间里不断被印证和完善。
寒武纪生命大爆发正是对达尔文进化论的一个很好的补充,生物进化经历一个缓慢的连续渐变积累过程,有时也长期稳定和短暂巨变交替。
这次“临沂动物群”的发现再一次印证了这一观点。
临沂发现古生物化石的地址位于寺口村,寺口村坐落在山东省临沂市费县探沂镇西南,该村以前隶属刘庄镇,刘庄镇在2011年并入探沂镇。
在岐山脚下,村西有岐山寺遗址,小涕河环抱于此,是个山清水秀的地方。
有关周文王纳贤最有名的一个故事——姜太公钓鱼、愿者上钩,姜子牙在哪钓的周文王呢?就在岐山脚下。
此岐山非彼岐山。
岐山多产石灰石、页岩、金星石等,尤其金星石,质地细腻、坚实致密,是做砚台的绝佳石材。用金星石生产的金星砚有磨墨无声、古雅润泽的特点,自古就闻名遐迩,笔墨纸砚,文房四宝。
听当地人说岐山的化石遍山都是,随便一脚踏上去就能踩到。
这次在临沂发现古生物化石绝非偶然,中科院自2017年起就在此开展大量工作,在岐山寺口剖面陆续发现三十多个化石群,像三叶虫等节肢动物、低等腕足动物大量被发现,奇虾类和莫里森虫类也不断被发现。
临沂动物群化石大部分保存完整,有细密的解剖结构,包括肢体、眼睛、消化系统、刚毛等,为寒武纪生命大爆发提供了有力的证明。
寒武纪是古生代的第一纪,那个时代生物都生活在海洋中,一直到泥盆纪两栖动物出现,动物才爬上陆地。
临沂地处华北平原东南,黄淮流域,在五亿多年前为一片茫茫大海。
作者 孟力