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申报世界地质公园科普-兴义古生物动物群(三)——古生物篇

中国黔西南2018-09-07 15:42:10


第三节 生命的起源与演化

Third Verse  TheOrigin and Evolution of Life

1.  生命的诞生

经过亿万年的演化,地球上的生命才形成今天的样子。诞生在海洋里的早期生命不断发展,形成了更高等的生命,之后海洋生物逐渐向陆地发展。根据在非洲发现的距今35亿年的单细胞细菌及藻类化石,古生物学家判断生命诞生于至少35亿年之前。

露出海面的海底火山


一些科学家认为生命最早诞生于海底火山附近,火山喷发出的巨大热量使它周围的有机分子发生剧烈的化学反应,从而形成了生命物质。

1953年,美国芝加哥大学教授米勒模拟原始地球环境进行试验,他的实验结果证明生命最早诞生于有水的环境,这为海洋生命起源说提供了有力的证据。

该图为米勒模拟原始地球环境的实验装置

           

2.  古老生命的繁盛

最初,地球大气层还没形成,紫外线直射海水,促使海水中的有机分子聚合,从而加速了生命的诞生。一些科学家认为生命最早诞生于海底火山附近,火山喷发产生的巨大热量使它周围的有机分子发生化学反应,从而形成了生命物质。在太古代,最低等的原始生命开始产生,元古代是原始生物的时代,这时出现了海生藻类和海洋无脊椎动物。

前寒武纪早期多细胞生命


距今5.7亿年前,地球进入显生宙,石油、天然气、煤炭那时还是鲜活的动植物。在古生代6纪之——寒武纪时,时间大师就已经开始布置魔术幻局。天时地利作美,地球“荷尔蒙”当纪异常旺盛。寒武纪虽“寒”字起头,却异常温暖,阳光、水分、温度适宜,适合“封山育林”。地球抓住时机,接连“受孕”,更多更高等的多细胞生物“出生”了,植物界以海藻为主,动物界以具有硬壳的无脊椎动物为主。此时,海洋是生物形成的主要场所,海水温暖,含有正常盐分和大量溶解了的碳酸钙,满足了无脊椎动物分泌硬体骨骼的需要,增强了自我保护能力。

古生物世界


距今6亿年至2.5亿年是古生代。古生代的意思是古老生命的时代。这时,海洋中出现了几千种动物,海洋无脊椎动物空前繁盛。之后,一种用鳍爬行的鱼出现了,它们登上陆地,成为陆上脊椎动物的祖先。另外,两栖类也在这时出现了。

3.  生命大爆发

在古老生命繁盛的古生代,发生了两次生命大爆发。它们分别是寒武纪生命大爆发和奥陶纪生命大爆发。


寒武纪生命大爆发

在距今约5.3亿年前,古生代第一个纪——寒武纪地质历史时期,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。这便是寒武纪生命大爆发。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。

①中国云南澄江生物群

澄江生物群位于我国云南澄江帽天山附近,产出地层为云南下寒武统筇竹寺组玉案山段黄绿色粉砂质页岩中,是保存完整的寒武纪早期古生物化石群。

该动物群生动地再现了5.3亿年前海洋生命壮丽景观和现生动物的原始特征,为研究地球早期延续时间为5370万年的生命起源、演化、生态等理论提供了珍贵证据,澄江生物群的研究和发现,不仅为寒武纪生命大爆发这一非线性突发性演化提供了科学事实,同时对达尔文渐变式进化理论产生了重大的挑战。澄江生物群共涵盖16个门类、200余个物种化石(截止2012年)。 201271日,澄江化石地正式被列入《世界遗产名录》。

云南澄江动物群三叶虫


②加拿大布尔吉斯生物群

加拿大布尔吉斯生物群,位于加拿大的大不列颠哥伦比亚省,约为5.05亿年前的中寒武世,它与中国贵州凯里生物群、云南澄江生物群构成世界三大页岩型生物群,为寒武纪生命大爆发提供证据。目前已发现大约119140种海洋动物,改变科学界对寒武纪海洋生物的认知。1981年,加拿大布尔吉斯生物群被联合国教科文组织批准为“世界文化遗产遗址”。但是布尔吉斯页岩的化石软体的保真度不高,而硬体保存较多,因此对生物多样性的恢复存在偏差的缺点。

③凯里生物群

凯里生物群位于贵州黔东南州凯里市,时间属中寒武世早期,距今5.2亿年的海洋生物。凯里生物群包括11大门类、120多属动物化石。凯里生物群发现娜罗虫、微网虫、奇虾虫、古蝠虫、奥托也虫、非三叶虫等和节肢动物、水母状动物、棘皮动物和软躯体化石等,而微网虫、奇虾类等均为首次发现。凯里生物群由贵州大学赵元龙教授等在198211月发现。凯里生物群的年代居于加拿大布尔吉斯生物群和中国云南澄江生物群之间,构成世界三大页岩型生物群,在生物演化上起着承前启后的作用,为生命起源与演化、寒武纪生物大爆发等的研究提供了重要证据。

埃迪卡拉动物群

埃迪卡拉动物群是1947年在澳大利亚中南部埃迪卡拉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节肢动物门。水母有79种;水螅纲有33种;海鳃目(珊瑚纲)有33种;钵水母22种;多毛类环虫25种;节肢动物22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。

 

奥陶纪生命大爆发

在古生代的第二个纪——奥陶纪地质历史时期,同样发生了一次生命大爆发。奥陶纪早、中期继承了寒武纪的气候,气候温暖、海侵广泛,浅海广布,世界的许多地区(包括我国大部分地区)都被浅海海水掩盖,海生生物空前发展,较寒武纪更为繁盛。化石以三叶虫、笔石、腕足类、棘皮动物中的海林檎类、软体动物中的鹦鹉螺类最常见,苔藓虫、牙形石、腔肠动物中的珊瑚、棘皮动物中的海百合、节肢动物中的介形虫和苔藓动物等也很多。节肢动物中的板足鲎类和脊椎动物中的无颌类等均已出现。低等海生植物继续发展,淡水植物据推测可能在奥陶纪也已经出现。这便是奥陶纪生命大爆发。


4.生物大灭绝

生物大灭绝(Biological extinction)是指大规模的集群灭绝,生物灭绝又叫生物绝种。整科、整目甚至整纲的生物在很短的时间内彻底消失或仅有极少数存留下来。在集群灭绝过程中,往往是整个分类单元中的所有物种,无论在生态系统中的地位如何,都逃不过劫难,而且还经常是很多不同的生物类群一起灭绝,却总有其它一些类群幸免于难,还有一些类群从此诞生或开始繁盛。大规模的集群灭绝有一定的周期性,大约6200万年就会发生一次,但集群灭绝对动物的影响最大,而陆生植物的集群灭绝不像动物那样显著。


来源:兴义科普

责任编辑:夏夏 胜胜 舒舒

本期审稿:然然

值班总编:许荣荣

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