【组图】寒武纪生命大爆发共26页
生命大爆发--动物的黎明
第一单元人矣远祖一天下第一值
来给幼体哺乳而得名，是 一类用肺呼吸空气的恒温 脊椎动物，同时也是动物 界进化地位最高的自然类 群，几乎遍布全球。
【6、7】
•鸟类是侏罗纪晚期 到白垩纪早期，一部分小 型非鸟兽脚类恐龙演化成 最古老的鸟类。从新生代 第三纪开始，鸟类迅速适 应辐射，种类和数量显著 增加，地理分布更为广泛。 最终，包括所有现生鸟类 的演化支完成了向飞行进 化的过程，构成了今鸟亚 纲。全世界已发现现存鸟
且背鳍具有鳍条，有7对
鲤囊，鲤弓更为发育。不 同于上述昆明鱼标本为“活 埋”保存，海□鱼多为强 风暴事件致死后半腐烂保
存，许多标本显不，包括 眼睛在内的头部易于保存 化石。
•钟健鱼 (Zhongjianichthys)化 石保存不完整，缺失身体 的后部信息。它与昆明鱼 和海口鱼的基本特征相近，
其主要区别是：1 )钟健鱼
动物演化；其他鱼类则继
续在海洋中生长繁衍，它
们中的一部分成功地延续
兰
云
二
到现在。
（后口动物的“根”）
古虫动| 原口动物
步帯
1) ■裂
8 ）神伽
疔/ :•分脑
6）同源鼻形菇冈簇爹亚化
5
4)Hite
★代K由原□动物演化至
青椎动物始祖的八大
耳期后口钳物亚尿演化得索（S
（据Shu era/.,2004Nature 430修改）
YUNNAN FORESTRY I49
第一单元人类远祖一天|:第一鱼
灵
2.鱼类的演化
Sr 现生动物一A
皮动物
长 目
生活在寒武纪的昆明
鱼，是最古老的脊椎动物 之一，它的出现影响了鱼
•昆明鱼目
类在泥盆纪的繁荣和演化。
“世界悬案”之谜，寒武纪生命大爆发让达尔文本人也产生了困惑
“世界悬案”之谜，寒武纪生命大爆发让达尔文本人也产生了困惑46亿年前，地球诞生了。
前40亿年里，它一直很安静。
到了大概5.3亿年前，这个家伙突然暴富——坐拥各种各样的动物。
在这2000万年的时间里，生命突然爆炸式的出现。
2000万年对于人类来说是很长的一段时间，但是在漫长的地球时间里，就是微小的一瞬间。
就是占据地球发展史1%的这一瞬间，迅速演化出了地球90%以上的动物门类，这个现象被称为“寒武纪生命大爆发”。
此时的地球，出现了软体、节肢、棘皮、腕足、海绵、脊索等等门类的动物，这些动物的外形很现代化。
为什么说外形“现代化”呢？在这次大爆发之前，也有简单的生物，它们的形态是这样的↓这片被称为“成了精的芭蕉叶”的，其实是水母再看看大爆发时期出现的动物↓盔甲一般的外壳、车轮一样的脚、一节一节的身体、有的动物甚至有了300多度视角的眼睛...配置比之前高了n个档。
不难发现，这些动物的外形和现在的很多昆虫基本相似。
三大生物群化石地这些地球往事，人类是怎么知道的呢——化石，这些真的会说话的石头。
中国云南澄江生物群、加拿大布尔吉斯生物群和澳大利亚南部的埃迪卡拉生物群构成了世界三大页岩型生物群，为寒武纪的地质历史时期的生命大爆发提供证据。
1、澳大利亚埃迪卡拉生物群时间：前寒武纪时期（距今6.7亿年）特点：它是寒武纪之前出现的后生动物生命演化的一次尝试，可惜的是这次尝试失败了，但它却为寒武纪生命大爆发奠定了基础。
2、中国云南澄江生物群时间：早寒武纪（距今5.3亿年）特点：涵盖16个门类、200余个物种；珍稀动物化石的发现地，现今生物所有门类的远祖代表都有发现；有硬体也有软体印模，是研究圣地；挑战达尔文渐变式进化理论。
3、加拿大布尔吉斯生物群时间：中寒武纪（距今5.05亿年）特点：“世界文化遗产遗址”，缺点是软体生物的保真度不是很高，而硬体生物保存较多。
达尔文的疑惑如果把地球46亿年的历史压缩成一天，最早的生命可能出现在凌晨4点，而人类直到最后1分多钟才出现。
什么是寒武纪生命大爆发
什么是寒武纪生命大爆发
寒武纪生命大爆发被称为古生物学和地质学上的一大悬案──寒武纪生命大爆发，自达尔文以来就一直困扰着进化论等学术界。
大约6亿年前，在地质学上称做寒武纪的开始，绝大多数无脊椎动物门在只2000多万年时间内出现了。
这种几乎是“同时”地、“突然”地在2000多万年时间内出现在寒武纪地层中门类众多的无脊椎动物化石(节肢动物、软体动物、腕足动物和环节动物等)，而在寒武纪之前更为古老的地层中长期以来却找不到动物化石的现象，被古生物学家称作“寒武纪生命大爆发”，简称“寒武爆发”。
在距今约5.3亿年前一个被称为寒武纪的地质历史时期，地球上在2000多万年时间内出现了突然涌现出各种各样的动物，它们不约而同的迅速起源、立即出现。
节肢、腕足、蠕形、海绵、脊索动物等等一系列与现代动物形态基本相同的动物在地球上来了个“集体亮相”，形成了多种门类动物同时存在的繁荣景象。
寒武纪生命大爆发现象及其成因浅析
寒武纪生命大爆发现象及其成因浅析摘要主要后生动物门类化石在寒武纪初期的突然出现记录了生命史中一个从未有过的快速演化时期，这一事件被称为寒武纪爆发。
15.3亿年前，在一个短暂的瞬间里，地球上突然涌现出各种各样的动物，它们不约而同地迅速出现。
节肢、腕足、蠕形、海绵、脊索动物等一系列与现代动物形态基本相同的动物在地球上“集体亮相”，形成了多种门类动物并存的繁荣景象。
这一现象至今仍被国际学术界列为“十大科学难题”之一。
破解寒武纪生命大爆发之谜，仍有若干困惑值得思考，三十多个不同门类的动物何以在寒武纪同时出现？还没有发现任何证据表明寒武纪三十八门同时出现的生物是从瓮安动物渐变进化而来，那么，谁是寒武纪三十多个不同门类动物的共同祖先？寒武纪以来不同门类的动物进化速率何以如此悬殊？寒武纪原始脊椎动物何以出现几乎没有任何价值的原脊椎？这些问题至今仍未解开。
种种谜团在等待着我们揭晓。
关键词寒武纪生命大爆发起源与演化起源成因描述正文一．从埃迪卡拉动物群到伯吉斯化石动物群古生物学家斯普林于1940年在澳洲南部的埃迪卡拉山脉地区发现了第一个软躯体的后生动物化石，迄今，在除南极洲之外的世界各地都已经发现了这种类型的化石组合即埃迪卡拉动物群。
2其化石最早出现于5. 65亿年前，顶峰期约在5. 6亿年前，其中，最晚出现的化石层位在5. 43亿年。
现已描述的属级化石有40多个，其中大部分为腔肠动物，少数节肢动物以及海鳃类，一些分类不明的遗迹化石。
它们体型奇特，常呈两侧对称的薄饼状和扇形等，大者直径可达一米。
至于它们和现生动物门类之间的关系，一种观点认为它们是以其大而扁平的整个躯体表面吸收营养物质，因而可以归于现存的动物门类，这从而表现出与双胚层动物的可类比性；另一种观点则认为它们与寒武纪以后的后生动物门类毫无关系，是与之平行的姊妹群，甚至认为它们根本不是后生动物，而是单细胞生物的聚合体。
不管争论的结局如何，毫无疑问，埃迪卡拉动物绝不是现存后生动物的直接祖先。
寒武纪生物大爆发
寒武纪的生物形态奇特，和我们现在地球上 所能看见的生物极不相同。比较著名的有早寒武 世云南的澄江动物群、加拿大中寒武世的布尔吉 斯页岩生物群。
澄江动物群
布尔吉斯页岩动物群
寒武纪生物大爆发的发现
• 1910年，在北美位于寒武纪海洋中的落基山脉发 现了距今约5.3亿年中寒武纪时期的“布尔吉斯动 物群”。 • 1947年在澳大利亚南部发现了距今6.8亿~6亿年 之间的“埃迪卡拉动物群”，包含三个门、19个 属，24种低等无脊椎动物。 • 1984年在我国云南澄江县帽天山发现的距今约 5.7亿年的化石群——云南澄江动物群，是“寒武 爆发”的典型代表，被称为“20世纪最惊人的发 现之一”，是世界迄今为止所发现的最古老、保 存最完整的带壳原生动物群。
寒武爆发的原因探讨
寒武爆发吸引了无数的古生物学 家和进化论者去寻找证据探讨其起因。 100多年以来的证据产生出解释寒武 爆发的两种基本观点。
一种观点认为，寒武爆发是一种假象， 这是某些达尔文或新达尔主义者所持的观 点。由于进化是渐进的，所谓的“爆发” 只是表明首次在生物化石记录中发现了早 在前寒武纪就已经广泛存在并发展的生物， 其它的生物化石群则可能由于地质记录的 不完全而“缺档”，造成这种“缺档”的 原因是前寒武纪地层经历着热与压力，其 中的化石被销毁了。由于发现前寒武纪化 石沉积层中存在大量象细菌和蓝藻这样简 单的原核生物，因而这一解释不再有说服 力。
云南澄江动物群
• 澄江动物群是寒武爆发的典型代表，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。 该动物群是我国青年古生物学家侯先光1984年在云 南澄江县帽天山首先发现的。这是一个内容十分丰富、 保存非常完美，距今约5.7亿年的化石群，其成员包 括水母状生物、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，为研究 早期无脊椎动物的形态结构、生活方式、生态环境等 提供了极好的材料，同时也成为了探索地球上大壳后 生动物爆发事件的重要窗口。
生命的历程系列讲座(八) 寒武纪生命大爆发概念形成与影响
冯伟民化石新知化石论坛寒武纪生命大爆发概念形成与影响生命的历程系列讲座2017年有一则新闻颇受关注，就是“寒武纪芯片”，一款由中国科学院科研人员设计制作的芯片一举达到了国际一流水平。
中国从此有了自己的高端芯片，摆脱了长期以来受国际芯片打压的困境，将迎来人工智大爆发的时代。
那么，为什么要将芯片冠以“寒武纪”，寒武纪究竟何以提上这样的高度，被跨领域的同行捧为至高无上的标志。
原来，发生在距今5.2亿年前的寒武纪生命大爆发是地球生命史上里程碑式的演化事件，其规模和强度前所未有，与之前生命世界形成截然不同的反差，更是深刻影响了后来地球生命史的发展，开启了通向现代生物多样性的征程。
寒武纪大爆发精彩的背景故事，所带来的哲理思考和社会影响，对于理解地球与生命，生物多样性和人类可持续发展都有重要启示。
“进化论”vs. “寒武纪生命大爆发”寒武纪一词来自地质年代的名称，是一段距今5.41至4.88亿年前的地质时代。
寒武纪这个时代由于处在地球生命进化史上非常特殊和非常重要的阶段，因而被赋予了特别的意义，广受科学界的关注。
早在一百五十年前，生物进化论的伟大创立者达尔文就已关注到了寒武纪出现三叶虫等许多生物的现象，而之前的地质时代没有生物遗迹发现，寒武纪生物似乎是突然冒出来一样。
达尔文在五年环球考察中建立起生物进化的信念，并在后来的研究中系统地提出生命进化论，发表了《物种起源》这一科学史诗般的巨作！文认为，所有生物都只有一个共同祖先，生物是从布尔吉斯页岩生物群复原图没有口、肛门和消化道等器官的分化，这首次从化石上印证了前寒武纪存在着多细胞生物。
然而，除了极少数类型外，埃迪卡拉生物群几乎与现代动物毫无相关。
因此，埃迪卡拉生物群的发现并没有消减科学家对于寒武纪生物大量涌现的困惑。
美国科学家克劳德（Cloud，1948）对渐变论观点的解释首先提出了挑战，认为古生物学家所观察到的化石记录真实地反映了过去地质历史所发生的变化，后生动物并不存有一个漫长的前寒武纪演化过程，寒武纪动物开始了爆发式的演化(Eruptive Evolution）是真实的历史反映，这是“寒武纪大爆发”这一术语的雏形。
寒武纪生命大爆发 还原原始海洋动物体貌
寒武纪生命大爆发还原原始海洋动物体貌前寒武纪-寒武纪转换时期(距今6亿年前后)是地质历史上最为关键的时期之一。
在这一时期，随着罗迪尼亚超大陆的裂解和冈瓦纳大陆聚合，大量生命繁衍需要的无机盐由此向海洋富集，与此同时，大气自由氧含量的上升使全球表层海水彻底氧化。
一系列环境因素的利好，使得后生动物(又称多细胞动物)这一更简单更高等的生命在前寒武纪晚期的埃迪卡拉纪(6.35-5.41亿年前)开头崛起，并在寒武纪早期发生大规模辐射式演化。
从最简洁的海绵动物到最高等的脊索动物在内，几乎现生全部动物门类在寒武纪早期短短两千万年的时间内快速消失，这就是闻名的“寒武纪大爆发”大事(5.41-5.20亿年前)。
动物的寒武纪大爆发作为一个客观存在的事实已被广泛接受，然而厚厚的前寒武系地层中却鲜有后生动物化石的踪影。
这一现象早在达尔文时代就引发了人们的关注，近两百年来让地质学家和古生物学家感到困惑不已。
有关“寒武纪大爆发”的讨论不仅没有破解动物起源之谜，反而给这一生物演化大事蒙上了一丝神奇颜色，那么，寒武纪原始海洋动物是什么模样呢？科学家曾认为，生活在寒武纪的栉水母近似于现代栉水母类动物，属栉极动物门。
但从最新出土化石来看，科学家提出另一种猜想。
它的体表长有细须或毛发状结构。
这些印迹的仆人包括：Thaumactenaensis(A至D)，Galeactenahemispherica(E至I)及Batofasciculusramificans等。
栉水母并不是真正意义上的水母，它们没有刺人的细胞和松软的触须，爱护它们的是坚硬带刺的骨架。
这种小生物体形很像圣诞节用的装饰物品。
在2021年7月10日出版的《科学进展》杂志中，具体报道了有关栉水母的最新科学讨论。
科学家近期在中国南部发觉一种蠕虫化石，这种蠕虫全身“超级武装”，且有着美丽的长腿。
科学家将其取名为Collinsiumciliosum，或“多毛的柯林斯怪物”，它拥有多达30条长腿——其中18条腿末端长着爪子，可以勾住动物并戳穿其体表，另外12条腿前后挥动，用来捕获水中养分物。
古生物学——寒武纪生命大爆发
古生物学——寒武纪生命大爆发寒武纪生命大爆发Cambrian Explosion被称为古生物学和地质学上的一大悬案──寒武纪生命大爆发，自达尔文以来就一直困扰着进化论等学术界。
大约6亿年前，在地质学上称做寒武纪的开始，绝大多数无脊椎动物门在几百万年的很短时间内出现了。
这种几乎是“同时”地、“突然”地出现在寒武纪地层中门类众多的无脊椎动物化石(节肢动物、软体动物、腕足动物和环节动物等)，而在寒武纪之前更为古老的地层中长期以来却找不到动物化石的现象，被古生物学家称作“寒武纪生命大爆发”，简称“寒武爆发”。
达尔文在其《物种起源》的著作中提到了这一事实，并大感迷惑。
他认为这一事实会被用做反对其进化论的有力证据。
但他同时解释到，寒武纪的动物一定是来自前寒武纪动物的祖先，是经过很长时间的进化过程产生的；寒武纪动物化石出现的“突然性”和前寒武纪动物化石的缺乏，是由于地质记录的不完全或是由于老地层淹没在海洋中的缘故.寒武纪生命大爆发的起源—埃迪卡拉动物群埃迪卡拉（Ediacaran）动物群是Sprigg于1947年在澳大利亚中南部Ediacara 地区的庞德砂岩层中首先发现的。
最初人们未能确定这一动物群的时代，后来终于确定为前寒武纪，年龄为6.7亿年。
埃迪卡拉动物群包含三个门，19个属，24种低等无脊椎动物。
三个门是：腔肠动物门，环节动物门和节肢动物门。
水母有7属9种；水螅纲有3属3种；海鳃目（珊瑚纲）有3属3种；钵水母2属2种；多毛类环虫2属5种；节肢动物2属2种。
多保存为印痕化石，尽管它们的形态、结构都很原始，但它们被认为是20 世纪古生物学最重大的发现之一。
这一发现使科学界摈弃了长期以来认为在寒武纪之前不可能出现后生动物化石的传统观念。
所谓后生动物即是指相对于原生动物的各种多细胞动物艾迪卡拉动物群包含了多种形态奇特的动物化石：身体巨大而扁平、多呈椭圆形或条带形，具有平滑的有机质膜，是人们迄今为止发现的最古老、最原始的化石，也是在太古代地层中发现的最有说服力的生物证据。
寒武纪生命大爆发
寒武纪时期海陆地图分布
寒武氧量很少， 在古老的年代 土壤中的含氧量很少，而寒武纪地层中的含 土壤中的含氧量很少 氧量,随着年代的走近而丰度增高 也许,正是这种气体引发了 随着年代的走近而丰度增高。 氧量 随着年代的走近而丰度增高。也许 正是这种气体引发了 地球生命的辉煌。 地球生命的辉煌。 现在,地球的大气中充满氧气 但是,陆生植物制造氧气的历 地球的大气中充满氧气,但是 现在 地球的大气中充满氧气 但是 陆生植物制造氧气的历 史却非常短,只有几亿年 它们对地球氧气的贡献是锦上添花,而 只有几亿年,它们对地球氧气的贡献是锦上添花 史却非常短 只有几亿年 它们对地球氧气的贡献是锦上添花 而 真正从零起步制造氧气的,是寄居于海洋中的藻类 是寄居于海洋中的藻类,它们通过叶 真正从零起步制造氧气的 是寄居于海洋中的藻类 它们通过叶 绿素的细胞间复杂的分子的运动,逐渐地把海洋中的二氧化碳 绿素的细胞间复杂的分子的运动 逐渐地把海洋中的二氧化碳 转换成了氧气,地球上的氧气全部都是从绿色毛孔中分泌出来 转换成了氧气 地球上的氧气全部都是从绿色毛孔中分泌出来 这种分泌持续了几十亿年,才让地球充满了自由氧 才让地球充满了自由氧。 的。这种分泌持续了几十亿年 才让地球充满了自由氧。 这个过程如此漫长,是因为地球上存在着巨大氧消耗 是因为地球上存在着巨大氧消耗,大量 这个过程如此漫长 是因为地球上存在着巨大氧消耗 大量 的无机物都在被氧化,至今海洋中还蕴藏着大量的氧化铁矿 至今海洋中还蕴藏着大量的氧化铁矿。 的无机物都在被氧化 至今海洋中还蕴藏着大量的氧化铁矿。 相信有一个时期,地球上的海洋都被铁锈染成了红色 地球上的海洋都被铁锈染成了红色,那是铁元 相信有一个时期 地球上的海洋都被铁锈染成了红色 那是铁元 素在呼吸。 素在呼吸。
很可能,寒武纪是一个收获氧气的时代 因为 很可能 寒武纪是一个收获氧气的时代,因为 寒武纪是一个收获氧气的时代 这个时候的氧气一定是生产大于消耗。 这个时候的氧气一定是生产大于消耗。当海洋充 满氧气并持续稳定到一定的时间,使用氧气的大型 满氧气并持续稳定到一定的时间 使用氧气的大型 动物才能没有后顾之忧地改变自己的形态,去充分 动物才能没有后顾之忧地改变自己的形态 去充分 地利用更好的能源。 地利用更好的能源。这种能源使得一部分动物身 体结构扩大并且功能增多,就好像有了汽油才有汽 体结构扩大并且功能增多 就好像有了汽油才有汽 车一样,可以说 有氧才有生命的运动。 可以说,有氧才有生命的运动 车一样 可以说 有氧才有生命的运动。 运动是寒武纪生命的重要进步,就像新司机刚 运动是寒武纪生命的重要进步 就像新司机刚 刚上路,寒武纪的祖先们动作都很慢 寒武纪的祖先们动作都很慢,它们小心翼 刚上路 寒武纪的祖先们动作都很慢 它们小心翼 笨拙但绝对拥有了前所未有的自由。 翼,笨拙但绝对拥有了前所未有的自由。 笨拙但绝对拥有了前所未有的自由
第5组-寒武纪生命大爆发
大爆发的解释
有性生殖的产生 • 寒武纪距今5.42亿年前-4.88亿年，从化石资料来看 ,真核藻类大约在9 亿年前出现了有性生殖 ,实际上 ,有性生殖出现得更早。 有性生殖的发 生在整个生物界的进化过程中有着极其重大的作用 ,由于有性生殖提供 了遗传变异性 ,从而有可能进一步增加了生物的多样性 ,这是造成寒武爆 发的原因之一。
大爆发的解释
环境激发因素 有性生殖的产生 Hox基因假说 热休克蛋白（HSP90） 雪球地球 生态收割者假说 生态空位学说 广进化论 天文事件
大爆发的解释
环境激发因素 • 前寒武纪-寒武纪转换时期(距今6亿年前后)是地质历史上最为关键的时 期之一。在这一时期，随着罗迪尼亚超大陆的裂解和冈瓦纳大陆聚合， 大量生命繁衍需要的无机盐由此向海洋富集，与此同时，大气自由氧含 量的上升使全球表层海水彻底氧化。一系列环境因素的利好，使得后生 动物(又称多细胞动物)这一更复杂更高等的生命在前寒武纪晚期的埃迪 卡拉纪(6.35-5.41亿年前)开始崛起，并在寒武纪早期发生大规模辐射式 演化。
参考文献
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