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5.42亿年前,地球开始进入寒武纪。这是古生代的第一个时期,也是显生宙的第一个时期。显生宙这个词的意思类似于“可见的动物”,因为当地质时期建立和分离时,化石只在与该纪元相对应的地层中发现。根本就没有古老的化石了。

当然,今天情况已不再如此,但即使在今天,几乎所有主要的化石动物类群都出现在寒武纪前两千万年的化石记录中。科学家称这一时期为“寒武纪大爆发”。

寒武纪大爆发的发现给进化论带来了严重的问题。毕竟,原来5.5亿年前,地球上突然出现了动物,仿佛凭空出现。就好像它们刚刚从某个地方被带到海里一样。

蠕虫、节肢动物、软体动物、海绵、棘皮动物、脊索动物……它们都突然出现在化石记录中,彼此截然不同。这,哦,它多么不符合渐进进化的模型以及更复杂的动物从简单的动物起源的模型。

然而,化石记录是一件复杂的事情。这可能会产生误导。

寒武纪大爆发的化石

例如,一百年前,人们认为三叶虫是寒武纪的主要生命形式。但事实证明,事实并非如此:三叶虫只代表了当时节肢动物总多样性的一小部分;只是它们厚厚的外壳比其他动物柔软的身体保存得更好。

当动物死亡时,其柔软的部分很可能会分解或被其他动物吃掉。但坚硬的部分是贝壳、骨骼、牙齿等。更有可能成为化石。这一特征已经向我们暗示了谁可能生活在寒武纪大爆发之前。也许这些动物身体柔软,没有变成化石。因此,他们至今还没有“到达”这一天。

事实上,科学当然有前寒武纪时期的动物化石。但它们的数量很少,而且其中许多是最近才发现或解释的。

这并不意味着寒武纪大爆发是虚构的,是我们所讨论的化石数量偏差所产生的幻觉。许多统计研究证实了寒武纪初期进化速度空前加速的现实。这种加速的原因仍然存在争议。

人们对这个问题做出了几种假设。例如,进化急剧加速的原因是由于第一个光合生物的出现而导致大气中氧气浓度的增加。另一个版本是臭氧层的形成。第三是由于当时海脊上发生的火山喷发,海洋中钙浓度增加,从而简化了骨骼和贝壳的构造。还考虑了更高级眼睛的出现、捕食者和猎物之间的“军备竞赛”、穴居动物的进化(导致微生物垫的消失)以及其他一些版本的假设。

但可以肯定的是,事实真相在于其中几个原因或其他尚未有人考虑过的原因的组合。

但科学上有哪些前寒武纪古代动物的遗骸呢?让我们来了解一下这方面的情况。

前寒武纪动物

第一个前寒武纪化石于 1868 年在加拿大纽芬兰岛发现。这些是直径达十八厘米的蜘蛛、圆盘或椭圆形,具有同心环或半径和一个中央“按钮”。阿斯皮德拉的发现者、苏格兰地质学家亚历山大·默里(Alexander Murray)断定这些是某种无机矿物结构。

今天科学知道这些是动物的化石遗骸。然而,一些古生物学家仍然不同意这种解释。对于其中一些来说,这些是微生物或单细胞真菌菌落,而对于另一些来说,它们是一种称为假根的支撑物,在它的帮助下,一些大型生物体附着在海底。

还发现了一些化石,其中包含中央芽旁边似乎是茎的碎片。他们似乎证实了后一种解释。

早在不列颠哥伦比亚省和北卡罗来纳州的岩石中就发现了阿斯皮德拉化石,其年龄从 555 到 6.1 亿年不等。

1879 年,同年成立的美国地质调查局聘请古生物学家查尔斯·杜利特尔·沃尔科特 (Charles Doolittle Wolcott) 绘制了亚利桑那州、犹他州和内华达州的地质图。

1882年,在科罗拉多峡谷的一个未开发地区,沃尔科特发现了叠层石,这是由蓝藻光合作用形成的碳酸盐礁,其历史可以追溯到前寒武纪。1899年,沃尔科特在担任地质调查局局长时,还在前寒武纪岩石中发现了一些直径为几毫米的小盘状化石,他认为这是破碎的圆锥形贝壳的遗骸。事实上,这些不是贝壳,而是单细胞藻类。这直到 1968 年才为人所知。

在 19 世纪和 20 世纪上半叶,很少有古生物学家认识到这样的发现。甚至在 1931 年,当时植物学最权威之一的英国人阿尔伯特·查尔斯·苏厄德 (Albert Charles Seward) 就否认了叠层石的生物起源。当时,蓝细菌被认为是藻类,因此属于植物学领域。

1946年,澳大利亚地质学家雷金纳德·斯普里格在澳大利亚南部埃迪卡拉山脉发现了类似水母的化石。但当时人们认为这些岩石是在寒武纪形成的,这一发现并没有引起任何注意。

10年过去了。1956年,人们仍然相信地球上所有的生命都始于寒武纪。

我是第一个看到的,我是第一个注意到的!

同年,来自英格兰中部格兰瑟姆的十五岁女孩蒂娜·内格斯对地质学感兴趣,在一个自前寒武纪以来就废弃的采石场里和自己玩捉迷藏时,意外地在里面发现了一块古老的化石。

那是一根类似蕨叶的树枝,长约二十厘米,呈锯齿状中线左右交替分叉。女孩很困惑,因为她读过的所有书籍都说,寒武纪之前,地球上没有生命。这意味着不可能有化石!

蒂娜送她想象中的朋友回家,坐在古老的沙子里思考。

第二天,我们的女主角告诉她的地理老师她的发现。我收到了预期的答案——前寒武纪岩石中没有化石,亲爱的!因此,如果你找到了它们,那么这些岩石就不是前寒武纪的!坐下,两个。

心烦意乱的女孩和父母一起回到采石场,这次她拿着锤子,试图将化石从岩石中敲出来。没有人想到这一行为可能对科学造成的损害。

对于古生物学来说幸运的是,锤子甚至没有在石头上留下痕迹,蒂娜只能满足于将化石复制到一张纸上。但无论她在书籍和当地博物馆中如何寻找类似化石的信息,她都找不到一块类似的化石。

一段时间后,蒂娜回到采石场,一睹“她的美丽”。她很惊讶:没有化石了。有人带走了她!

后来事实证明,1957年5月,来自莱斯特市的十六岁男孩罗杰·梅森(Roger Mason)和两个朋友骑自行车去了同一个采石场。当他们沿着采石场的墙壁爬行时,其中一个男孩看到岩石上有一些奇怪的痕迹,并向罗杰指出了这些痕迹,罗杰对地质学很感兴趣,顺便说一句,后来成为了一名专业地质学家。

罗杰意识到这是一块化石。但是,就像一年前的蒂娜一样,他知道如此古老的石头无法容纳它们!令他惊讶的是,他联系了他父亲的朋友、地质学家特雷弗·福特(Trevor Ford),尽管他对此表示怀疑,但几天后,福特还是到达了现场,看到了所谓的化石。

地质学家一看到它,就意识到这确实是一块化石。而且它一定是迄今为止发现的最古老的化石!毕竟,这些石头至少有五亿八千万年的历史了!

福特赶紧公布了他的发现,并将这块化石命名为查尼亚·马索尼(Charnia)。

该化石于 1958 年 1 月 22 日从采石场被发现。因为他们害怕失去她。毕竟,上面还发现了凿子的痕迹。

从那时起,它就被保存在莱斯特的新沃克博物馆。蒂娜·内古斯只晚了几天或几周。

即使在今天,科学也无法真正知道这个查尼亚到底是什么动物,如果它真的是一种动物的话。福特认为它们是藻类,但后来被重新分类为某种息肉。现在许多人认为两者都不是。

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简直数不过来!

1959 年,出生于奥匈帝国的澳大利亚古生物学家 Martin Glössner 将 Czarnia 与之前的发现联系起来。新的年代测定证实,埃迪卡拉化石也早于寒武纪,纽芬兰和拉布拉多的一些遗址在细火山灰中保存了许多类似的化石。

2004年,埃迪卡拉纪(元古代的最后一个纪元,寒武纪之前)被正式定义为距今635至5.42亿年。

埃迪卡拉化石具有多种形状、对称性和尺寸,从毫米到米不等。它们清楚地显示出细胞分化,这是复杂多细胞生物体的典型特征。这些生物生活在海底,其中有盘状的,如前面提到的Aspidella,叶状的,如Charnia,类似于袋子或充气床垫,不幸的是,没有任何内部解剖结构的痕迹。

一些两侧对称的化石被解释为原始动物:文多格洛萨(Vendoglossa),拉长且扁平,有横向凹槽,似乎有消化腔;金伯勒拉可能是一种像蛞蝓一样的软体动物,长达 15 厘米,有背壳,在浅水中沿着海床爬行,刮擦微生物垫;Parvancorina,甲状腺,有点让人想起三叶虫;Spriggina,一种细长的分节捕食者,长达五厘米,具有独特的头部,与环节动物或节肢动物有关。

另一种化石,Arcarua,是一个具有五边形对称的圆盘。也许这就是棘皮动物、星星和海胆的祖先。

还发现了各种形状的完整或碎片的骨骼:脊柱、管子、杯子。例如,克劳迪娜的骨骼由一系列相互嵌套的毫米大小的“容器”组成。此外,还发现了息肉或水母、海绵、绿藻和红藻以及各种微生物。

覆盖海底的微生物垫中的一些化石痕迹表明存在移动物种,例如狄更逊水母。这种生物的身长可达一米,身体呈扁椭圆形,上面有放射状的条纹。它是扁虫、软珊瑚、水母,还是地衣,目前仍存在争议。

人们还发现了更古老的类似痕迹,距今已有 11 亿年,但它们的生物起源非常可疑。

有一点是清楚的——寒武纪大爆发是一次真正强大的进化事件。当然,即使在他之前,地球上的生命就已经存在了。