生命为什么会在寒武纪突然发生大爆炸呢? 云舞空城,地质喵 先上个图: 在寒武纪之前,地球上的生物早已繁荣了数十亿年。 今天,前寒武地层里的叠层石和诸多遗迹化石都在无声诉说着往昔的故事。 然而,由于缺少骨骼和硬体,软体又极难保存为化石,人们无从还原那些古老生命中原始动物的形态和门类。 前寒武的化石为什么少?这是一个很让人头疼的问题。 到底是生物少,还是因为没有硬体? 寒武生命大爆发的主要化石证据来自世界各处的布尔吉斯型页岩(Burgess Shale)。Burgess 不仅是个地名,现在更是特异性埋藏的代名词。包括加拿大布尔吉斯页岩生物圈,贵州凯里生物群,云南澄江布尔吉斯型页岩埋藏,时间具有先后关系,具有演化的意义。 在这些化石群之前的一个重要化石群是小壳生物群,这个化石群在中国的古生物文献里十分常见,全国各地皆有发育。然而,那个年代中国陆地的各个组成部分还在相望于天涯,所以我们有理由认为震旦系末至早寒武的小壳动物群是一个具有全球性的生物演化阶段。它的出现表示着硬体开始大规模发育。 再往前,就是人们喜闻乐见的埃迪卡拉生物群。 首先要明确埃迪卡拉生物群是什么。 2004 年国际地质年代表上新加了一个纪,将寒武纪之前的 6.35-5.41 亿年称作埃迪卡拉纪。然而在中国,这一时期也被称作震旦纪 Sinian,在俄罗斯同一时期也被称作文德纪(Vendian)。事实上埃迪卡拉纪和震旦纪及文德纪就是一回事。Ediacarian 之前是 Cryogenian 成冰纪,而中国有南华纪冰期一说与之对应。他们的年代关系如下: 数据来源:A.04 年国际地层年代数据来源文献:解读国际地层委员会 2004 年前寒_省略_表及 2004_2008 年参考方案_陆松年 B.15 年国际地层年代表:http://www.stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2015-01.jpg C.中国地层委推荐地层年代方案:全国地层委员会网页 如果说埃迪卡拉生物群的大量出现被视作显生宙和隐生宙的分界,那么埃迪卡拉纪末期(震旦末)到早寒武出现的具有硬体的化石群就是硬体生物开始广泛发育的标志。事实上,埃迪卡拉生物群和小壳生物群构成了从只有叠层石、古植物和遗迹化石的雪球地球和更早期至早寒武生物大爆发的过渡阶段。 这个阶段有多少年? 如果从 8 亿年前青白口纪的遗迹化石算起,经过一亿多至两亿年的雪球地球后,生物开始准备爆发,这一准备就是 5.42-6.35,一亿年左右。更别说雪球地球时代默默演化的生物圈。 一亿年前哺乳动物还在整天钻地洞呢,鸟类还是恐龙的模样,但看看现在呢? 所以,还觉得寒武大爆发真的是“爆发”吗? 从严重缺乏实体化石的雪球地球时代到有实体化石的埃迪卡拉生物群; 从缺少硬体的埃迪卡拉生物群到开始有壳的小壳生物群; 从非特异埋藏但欣欣向荣的小壳生物群到三大特异埋藏生物群。 这分明是个循序渐进的演化故事。特异埋藏的特殊环境保存更多的软体化石,而没有特异埋藏的时代不代表没有生物演化。 一方面是前小壳生物时代,古动物普遍缺乏硬体,另一方面是特异埋藏的环境可遇而不可求。二者加成的结果就是目前尚未发现比小壳生物群更早的有壳化石,而埃迪卡拉的特异性也是很强的。 寒武纪确实发生了化石种类的大爆发,然而它是生物硬体出现和特异性埋藏叠加的结果,不一定意味着生物种类的大爆发。 说这么多,是因为有些论调轻描淡写的认为,寒武生物大爆发前,生物界“只不过是由多细胞后生动物及小壳动物等一些简单的生物组成”——这种说法是非常不负责任的。难不成埃迪卡拉生物群的一大堆腔肠、环节(争议)、节肢生物(争议)都被吃掉了? 阅读原文