科学家找到地球“生命大爆发”的原因
来源：上网看看浏览：411次时间：2016-09-18
一项新研究显示，地球从“大氧化事件”到“生命大爆发”期间，大气氧浓度不到现代数值的0.1%，不足以支持动物出现，出现了所谓“沉闷的十几亿年”。在大约6亿年前到5亿年前，大气氧气浓度突然升高，几乎所有动物都在这一时期出现。
过去科学界通常认为，地球大气氧浓度演化分为4个阶段：第一阶段是从约46亿年前地球形成到24亿年前，大气主要为无氧状态；第二阶段是24亿年前开始的“大氧化事件”时期，可能持续了2至3亿年，大气氧浓度激增至现代数值的1％；第三阶段是“大氧化”停歇到“生命大爆发”期间（约21亿年前到6亿年前），大气氧浓度维持在现代数值1％的状态；第四阶段是指“生命大爆发”至今，大气氧浓度上升至现代数值并维持至今。
参与研究的耶鲁大学博士后王相力表示，他们分析了采集自中国、美国、加拿大和澳大利亚浅海沉积的富铁沉积物和页岩，这些岩石的年代从30亿年前持续到现在。在氧浓度较高的情况下，地球岩石中的部分铬同位素易被氧化并溶于水，流进海洋，造成岩石中的这部分铬同位素含量降低。因此研究不同历史时期的岩石铬同位素水平可反映相关年代的大气氧浓度。
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“大氧化事件”是指约26亿年前，大气中的游离氧含量突然增加的事件。这一事件的具体原因尚不得知，目前只有若干种假说能加以解释。有说法认为，是由于海藻类植物进行光合作用，使得地球上的氧气迅速增加，而破坏氧气的甲烷细菌所依赖的镍的数量急剧减少，使得大气中的含氧量大量增加，所以称为“大气氧化事件”。大氧化事件使得地球上矿物的成分发生了变化，也使得日后动物的出现成为了可能。
寒武纪生命大爆发
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。
中国云南澄江生物群、加拿大布尔吉斯生物群和凯里生物群构成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。
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，寒武纪的动物的祖先一定是来自前寒武纪动物，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。
这就是至今仍被国际学术界列为“十大科学难题”之一的“寒武纪生命大爆发”。 依照传统和经典的生物学理论，即达尔文生物进化认为，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，中国的科学家通过古化石研究向这一权威理论提出了挑战。
在国际上被誉为“20世纪最惊人的发现之一的澄江生物群，就为探索“寒武纪生命大爆发”的奥秘开启了一扇宝贵的科学之窗。1984年7月1日，“澄江生物群”在云南省澄江县首次被发现，这一多门类动物化石群动物类型众多，且十分珍稀地保存了动物软体构造，首次栩栩如生地再现了远古海洋生命的壮丽景观和现生动物的原始特征，以丰富的生物学信息为“寒武纪大爆发”研究提供了直接证据。
经过多年的努力，中国在有关“寒武纪大爆发"的古生物学研究方面已在国际上取得了领先地位。不久前，从事“澄江生物群”研究的中科院南京地质古生物所陈均远研究员、云南大学侯先光教授和西北大学舒德干教授共同领衔的“澄江生物群与寒武纪大爆发”项目因在早期生命演化研究中取得重大突破，荣获了国家自然科学奖一等奖。
远古的化石群奇迹般地完好保存了生物的矿化骨骼，还保存了大量软体组织印痕，如：表皮、感觉器、纤毛、眼睛、肠、胃、消化腺、口腔和神经等，甚至有的动物好像在临死前还饱餐一顿，消化道里充满着的食物仍可辨认。
中国的科学家们对“澄江生物群”的不断挖掘发现和深入系统研究，探索了脊椎动物、真节肢、螯肢和甲壳等动物的起源，证实了现生动物门和亚门以及复杂生态体系起源于寒武纪早期，挑战了自下而上倒锥形进化理论模型，为自上而下的爆发式理论模型提供了化石证据。现已描述的澄江生物群化石共120余种，分属海绵动物、腔肠动物、鳃曳动物、叶足动物、腕足动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物、脊索动物等十多个动物门以及一些分类位置不明的奇异类群，此外，还有多种共生的海藻。
通过研究丰富的化石信息，科学家们为揭示“寒武纪大爆发”的谜团提出了种种假说。陈均远研究员提出寒武纪生物突变具有极明显的自发性进化行为的设想；舒德干教授提出“寒武纪暖水与冷水两大古生物地理分区"的假说等。但如今还没有一个清晰、证据确凿、令人信服的解释，科学家们也在继续致力于实地考察和研究，以求早日完全解开“寒武纪大爆发”的谜底