① 誰能簡略介紹一下寒武紀生命大爆炸為什麼在這個時期會突然出現眾多大型多細胞生物
寒武紀生命大爆發(Cambrian Explosion)被稱為古生物學和地質學上的一大懸案,自達爾文以來就一直困擾著進化論等學術界。大約5億4200萬年前到5億3000萬年前,在地質學上被認為是寒武紀的開始時間,寒武紀地層在2000多萬年時間內突然出現門類眾多的無脊椎動物化石,而在早期更為古老的地層中,長期以來沒有找到其明顯的祖先化石的現象,被古生物學家稱作「寒武紀生命大爆發」,簡稱「寒武爆發」。這也是顯生宙的開始。
寒武爆發吸引了無數的古生物學家和進化論者去尋找證據探討其起因。100多年以來的證據產生出解釋寒武爆發的兩種基本觀點。一種觀點認為,寒武爆發是一種假象,這是某些達爾文或新達爾主義者所持的觀點。由於進化是漸進的,所謂的「爆發」只是表明首次在生物化石記錄中發現了早在前寒武紀就已經廣泛存在並發展的生物,其它的生物化石群則可能由於地質記錄的不完全而「缺檔」,造成這種「缺檔」的原因是前寒武紀地層經歷著熱與壓力,其中的化石被銷毀了。由於發現前寒武紀化石沉積層中存在大量象細菌和藍藻這樣簡單的原核生物,因而這一解釋不再有說服力。另一種觀點認為,寒武爆發代表了生物進化過程中的真實事件,科學家從物理環境和生態環境的變化兩個方面來解釋這一現象。1965年,兩位美國物理學家提出了寒武爆發是由於地球大氣的氧水平這個物理因素造成的。他們認為,在早期地球的大氣中含有很少或根本就沒有自由氧,氧是前寒武紀藻類植物光合作用的產物並逐漸積累形成的。後生動物需要大量的氧,一方面用於呼吸作用,另一方面氧還以臭氧的形式在大氣中吸收大量有害的紫外線,使後生動物免於有害輻射的損傷。
② 寒武紀為何會發生生命大爆發這個時期都出現了哪些生物
說到大爆炸,對生物學不太了解的朋友可能就不太清楚了。事實上,他們經歷了生命史上的一個神秘時期。在此期間,地球上的生物物種無緣無故地突然繁榮起來。很多物種突然出現。到目前為止,他們不知道這些生物物種來自哪裡。直到現在,這個謎題還是一個未解之謎。
關於寒武紀生物大爆發的原因有很多推論。人們普遍認為,地球大氣中的氧氣含量突然增加,比氧氣含量高出近十個百分點。增加的原因可能與海洋中的藍藻有關。充足的氧氣為生物爆炸提供了條件,良好的氣候和生態環境為生物爆炸提供了物質基礎。
另外,有人認為這種生物爆炸與動物有性繁殖的繁榮有關,因為有性繁殖使動物的基因更加全面,更有利於自身的發展和進化,所以催生了物種爆炸。
③ 什麼是寒武紀生命大爆炸
我們需要一個非常長久的能源, 因為地球上的生命存在了將近40億年,而太陽一定要比這個時間更長地存在,至少在沒有找到另一個宇宙生命模式之前,我們無法證明這個進化的時間能夠縮短。不過,人們卻發現,整個的進化史似乎被耽誤了很多的時間,真正的大型生命的進化歷程實際上只有5億年左右,而大部分生命史都是在海洋中以微牛物的形態消磨時光。 這時間居然有30多億年。人們發現生命的大型化和多元化全部集中在5億4千萬年前的寒武紀的地層里,而且它們似乎是突然的出現,非常整齊地站在了同一條進化的起跑線上,這就是寒武紀生物大爆炸。寒武紀是一個偉大的時代,而中國雲南澄江地區的帽天山更是這個時代的聖地,因為在這里發現了世界上最古老的寒武紀多細胞動物的化石。大爆炸是生物學家們感到困惑的地方,因為動物的大型化和多元化來得十分突然,而進化的復雜性似乎被寒武紀蘊藏的神奇力量給簡化了。究竟是什麼力量突然把微生物變成了大型的多細胞的動物呢?在古老的年代,土壤中的含氧量很少,而寒武紀地層中的含氧量,隨著年代的走近而豐度增高。也許,正是這種氣體引發了地球生命的輝煌。現在,地球的大氣中充滿氧氣,但是它們在天地之間一刻不停地循環,氧氣是最活躍的氣體,它總是很快地和其它物質氧化,因此氧氣只能是保持流水作業。如果地球上的植物現在停止製造氧氣,那麼地球上的氧氣很快就會枯竭;正因為氧氣的這種活性,它才能貫穿在大型生命的體內,從而產生劇烈的體能和高級神經的活動。不過,陸生植物製造氧氣的歷史非常短,只有幾億年,它們對地球氧氣的貢獻是錦上添花,而真正從零起步製造氧氣的,是寄居於海洋中的藻類,它們通過一種叫做葉綠素的細胞間復雜的分子的運動,逐漸地把海洋中的二氧化碳轉換成了氧氣,地球上的氧氣全部都是從綠色毛孔中分泌出來的。這種分泌持續了幾十億年,才讓地球充滿了自由氧。這個過程如此漫長,是因為地球上存在著巨大氧消耗,大量的無機物都在被氧化,至今海洋中還蘊藏著大量的氧化鐵礦脈。相信有一個時期,地球上的海洋都被鐵銹染成了紅色,那是鐵元素在呼吸。很可能,寒武紀是一個收獲氧氣的時代,因為這個時候的氧氣一定是生產大於消耗。當海洋充滿氧氣並持續穩定到一定的時間,使用氧氣的大型動物才能沒有後顧之憂地改變自己的形態,去充分地利用更好的能源。這種能源使得一部分動物身體結構擴大並且功能增多,就好像有了汽油才有汽車一樣,可以說,有氧才有生命的運動。運動是寒武紀生命的重要進步,就像新司機剛剛上路,寒武紀的祖先們動作都很慢,它們小心翼翼,笨拙但絕對擁有了前所未有的自由。大爆炸到現在大約5億年,在這之後生命進化的效率應該是很高的,因此一個星球的生命能否縮短它進化的歷程,關鍵是看多細包生命誕生的時間表。當然,寒武紀的地層還隱藏著許多的秘密需要去思考,但首先我們應該感謝它,因為如果某種現在還不知道的因素再推遲生物大爆炸的啟動,那麼,我們的命運也許是另一個樣子。
④ 為什麼寒武紀會出現生命大爆發科學家提出兩種猜測
天文學家
阿爾伯特·愛因斯坦
地球是一個物種豐富的生命世界,除了智慧生命人類之外,還有數百萬種以上的各種生物。人類進入 科技 時代之後,一直在 探索 生命的起源,達爾文的《進化論》提出之後,人們對於生命的起源有了追尋的方向。
進化演化是生命發展的核心,那麼地球的生命起源於何時?對此,科學家通過大量的研究認為,生命起源於38億年前,也就是在地球誕生8億年之後,最初的生命只是非常簡單的原始生命。而簡單的生命經過不斷的進化演化,才有了後來物種豐富的生命世界。
根據達爾文的進化論,生命的進化演化是一個漸變式的過程,既然是漸變式的過程,那麼在漫長的38億年裡,生命物種的出現基本應該是平均的,在不同的生命階段都應該有生物化石才對。
可是科學家通過大量的研究卻發現,事情並不是這樣,考古學家發現了大量的古生物化石,這些生物化石基本都是集中在5億年前,更早的生物化石基本沒有。而5億年前的那個時段也被科學家稱之為寒武紀生命大爆發,大約在5億4200萬年前到5億3000萬年前,地球生命迎來了輝煌的大爆炸時期,出現了門類眾多的無脊椎動物化石。
通過大量的考古發現,已經證明了寒武紀生命大爆發的正確性,於是一個謎團就出現了:地球有38億年的生命史,為什麼寒武紀會出現生命大爆發?在寒武紀之前的那30多億年的生命歲月里,為什麼沒有大量的生物化石?
這個問題讓無數的科學家感到頭疼,就連達爾文都曾經在《物種起源》中表露過這個疑惑,不少的人們對於地球生命的起源產生了懷疑,對進化論產生了懷疑。寒武爆發吸引了無數的古生物學家和進化論者去尋找證據探討其起因。經過長時間的研究 探索 ,科學家對這種情況提出了兩種觀點。
第一種觀點是含氧量突變說,此觀點認為,在20億年前,地球大氣的含氧出現了一次劇變,含量開始大幅提升。而在此之前,地球的含氧量是非常低的,那個時候的生命是厭氧微生物,都生存在海洋中,氧氣的缺乏讓生命的進化演化之路非常緩慢,10多億的時間也沒有讓生命迎來轉機。
直到20億年前,地球上出現了一種特別的生物,它就是藍藻。藍藻是一種非常霸道的生物,它的繁殖特別快,而且它也是地球上第一個出現的,能夠進行光合作用的生物。
我們都知道,植物的光合作用能夠釋放出氧氣,而在20億年前,地球大氣的二氧化碳含量是非常高的,那個時候的地球非常炎熱,直到藍藻出現之後,通過光合作用不斷吸收大氣中的二氧化碳轉化為氧氣,於是地球大氣發生了劇烈的變化,氧氣含量大幅增加。
經過漫長的歲月,大面積的藍藻釋放出了大量的氧氣,同時也吸收掉了大量的二氧化碳,地球的氣溫開始下降,由原來的炎熱轉變為溫暖。氧氣的大量出現,促使厭氧生物逐漸退出 歷史 舞台,同時促進了一部分古細菌發生演化,成為適應富氧環境的真核生物。
氧氣的不斷增多,讓地球的生態環境也發生了一系列變化,生命的進化演化速度加快,多樣性也發生著變化。多細胞生物快速進化和演化,最終引來了5億多年前的這場生命大爆發,拉開了地球生命向高級生物演化的帷幕。
第二種觀點是收割原理說,這個觀點認為在寒武紀生物大爆發之前,地球上所有的生命都是非常簡單的生命。這些簡單生命之前不存在明顯的食物鏈和階級性,不同物種之前基本也沒有什麼競爭,沒有所謂的天敵存在。這樣的生命世界可想而知是一片死氣沉沉。
可是量變能夠引起質變,當大量的簡單生命經過30多億年的積累之後,終於在寒武紀時期產生了質變,更高級的生物在這場質變中登上了 歷史 舞台,開啟了後來輝煌的生命進化演化之路。
這個觀點是指地球上的生物在5億多年前進化演化非常緩慢,基本沒什麼太大的變化,這是一個積累的過程。當積累到一定程度之後,在5億多年前迎來了生命大爆發。
以上兩個觀點,到底哪一個才是正確的,目前無人可以難出准確答案。我們研究 探索 生命的起源和進化演化歷程,主要還是通過不斷發現的古生物化石,正是因為我們發現的古生物化石基本都是來自於寒武紀,所以才有了寒武紀生物大爆炸的提出。
而在寒武紀之前的漫長歲月里,我們發現的生物化石非常稀少,在地層中幾乎找不到它們的化石。出現這種情況的原因可能非常復雜,科學認為在寒武紀之前還沒有硬骨生物的出現,所以生物很難以化石的形式保存下來,再加上5億多年前,地質變動特別厲害,也很難給化石保存的時機。
5億多年前的寒武紀出現了硬骨生物,地質活動也逐漸穩定了下來。這個時候生物化石更容易保存,也更容易被我們發現。總體來說,寒武紀生命大爆發還有許多的謎團目前無法搞清楚,而要真正揭開這些謎團,還需要科學的不斷進步。
只有科學力量不斷強大起來,那麼我們就可以深入更深的地殼深處,或許會有意想不到的重大發現。同時,通過對基因技術的不斷研究 探索 ,在未來人類有可能也可以創造生命並觀察它們的進化演化歷程。通過這樣的觀測研究,或許能夠讓我們真正搞明白生命的起源以及它整個進化演化是什麼樣子。
⑤ 什麼是寒武紀生物大爆發為什麼會產生寒武紀的生物大爆發
自從從雲南澄江天帽山地區發現大批的寒武紀古生物化石以來,人們禁不住對生物進化產生了懷疑。因為在寒武紀,各種生物物種似乎一下子就產生了,所以有人提出了寒武紀生物大爆發的理論。
寒武紀的那些生物物種究竟是如何產生的?難道是生物進化理論真的錯了嗎?
下面就這個問題我來發表一下自己的一點看法:
一、所謂的「一下子」指的不是斷斷的一瞬間,而是長達上億年的時間,在這樣長的時間里,對於早期的生命體系來說,已經有足夠的時間來進化了。因為現代生物的變異和進化速度和遠古時期是不同的。
二、 從地球生命起源的理論來看,在生命形成的前期,原始的海洋里經過幾億年的物質積累,形成了一個充滿各種有機物的巨大「肉湯池」。在這個「肉湯池」里,某種原始的生命開始形成。一般認為,初期的生命是營異樣生活的,它們以海洋里的有機物為食物。
對於初期生命的特點,我認為可能有下面的特點:遺傳物質非常的不穩定,容易發生變異;生命體很脆弱很容易消亡;生命的繁衍速度非常慢。
但是經過幾億年的演化後,上面的弱點逐漸被克服了,那些遺傳物質有一定的穩定性,生命繁衍速度較快的個體性狀得到保存。此時,海洋里的有機物已經被消耗的差不多了。這時候,原始的單細胞掠食者開始產生;營自養生活的,即能進行光合作用的復雜生命開始產生。
由於綠色植物的開始出現,(它們是在原始生命出現後幾億年才開始出現的,它們的生命已經比較完善了。)大氣和海洋中的二氧化碳的含量比較高,這樣,能夠進行光合作用的綠色植物大量繁殖。並在海洋中占據了統治地位,此時的海洋應該有這樣的特點:
一、 整個海洋都是綠色的。對於以植物為食物的原始動物來說,那時有取之不盡的食物和充足的氧氣。所以對於這些以植物為食物的原始動物來說,生存條件是得天獨厚的。
二、 沒有次級消費者,或者次級消費者相對較少,當然,對於這些次級消費者來說,生存條件更是得天獨厚的。
三、 生物的遺傳物質的穩定性比較差,變異比較容易發生。
所以,綜合當時的生存條件,物種的變異比較容易發生,而且,生存的環境非常寬松,變異產生的各種形狀都容易生存下來。這樣,物種的數量就可以在短時間內大量爆發。
生命的早期,自然條件應該是:變異的速度非常快,所以進化的速度非常快;生存環境非常寬松,各種物質、能量非常豐富,空間也非常寬裕,是變異產生的個體容易生存下來
⑥ 什麼是寒武紀大爆發
「寒武紀大爆發」仍然只能說還是個謎題,曾令達爾文都倍感困惑的寒武紀大爆發一直是科學界的一個重大疑難問題。
寒武紀是地球歷史上最早有豐富動物化石記錄的時代。達爾文對寒武紀海洋動物的突然繁榮深感困惑,當時人們還不曾在寒武紀以前的地層中找到任何化石,他以生命記錄不完備來解釋這一現象。20世紀初,美國科學家沃爾柯特在加拿大西部洛機山脈5.15億年的寒武紀中期黑色頁岩中,發現大量保存完美造型奇特的動物遺骸。在所收集的6.5萬件珍貴標本中,科學家們陸續辨認出幾乎現存動物每一個門的祖先類型在當時都己出現,還有許多早已絕滅了的生物門類,這就是著名的布爾吉斯(Burgess)動物化石群。這一發現震撼了當時的科學界,導致了人們對寒武紀大爆發的思考。
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10億年前,水藻這種簡單的多細胞生物作為當時地球上最復雜的生物出現在地球上,但仍只有相對較少的幾種體制,直到6億年前才出現了比細菌,單細胞浮游生物和多細胞藻類更復雜的生物.後來,大約5.5 億年前的新元古代,一批相對復雜的生物嶄露頭角,這些可能是類似於今天海腮,原始蠕蟲,水母還有蛞蝓之類的動物都留下了模糊的化石和痕跡,豐富的藻類為它們的繁衍進化做了充分的准備。
接下來的200萬年,大氣自由氧含量增加,海洋面積進一步擴大,地球上的生物進化發生了翻天覆地的變化.漫長的沉寂之後,雲南澄江,這片貌不驚人的古生物聖地,逐漸為我們揭開了地球生命史中最為壯觀的一幕:在距今5.3億年前的寒武紀之初,生命在這里的淺海演繹了一場革命性的大規模進化,多細胞動物在地球上突發性出現.一瞬間,絕大部分僅次於"界"以下的最大生物分類單位——"門"一級動物躍然海里,其中不僅包含了許多早已滅絕的奇異生物類型,還將現生動物幾乎所有門類的祖先追溯到寒武紀初期,這就是古生物學史上著名的寒武紀大爆發(Cambrian Explosion).
雖然這"一瞬間"實際為200萬年左右,但相對於35億年的地球生物史,200萬年不及一天中的一分鍾,以致古生物學界不得不用"爆發"來形容它的突然性.這些生命形態各異,從幾毫米的微型動物到長達2米,長著帶柄巨眼張牙舞爪的大型怪物,遍布20餘門,幾乎涵蓋了現生所有的動物門類(35門).如今地球上所有一切天上飛地下跑海里游的動物的祖先差不多都在那個時代出現,包括人類在內的大多數多細胞動物很可能就是從這里起跑,開始了各自的演化史。