美麗化石見證地球史前生命大爆發(fā)

沃爾科特的研究發(fā)現(xiàn)為所謂的寒武紀(jì)生命大爆發(fā)(CambrianExplosion)提供了進(jìn)一步的證據(jù)。寒武紀(jì)生命大爆發(fā)被稱為古生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)上的一大懸案，在寒武紀(jì)(距今約5.42億年前至4.9億年前)的化石記錄中，地球上突然涌現(xiàn)出各種各樣的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的動(dòng)物。雖然伯吉斯頁(yè)巖中以前從未記錄過如此規(guī)模的復(fù)雜動(dòng)物，但古生物學(xué)家對(duì)三葉蟲和寒武紀(jì)其他動(dòng)物的存在并不陌生，這讓查爾斯-達(dá)爾文困惑不已。

寒武紀(jì)生命大爆發(fā)對(duì)科學(xué)家提出的挑戰(zhàn)是，在達(dá)爾文所處的年代及其以后多年，在寒武紀(jì)巖層以下年代更久遠(yuǎn)的巖層中，并沒有發(fā)現(xiàn)動(dòng)物化石。對(duì)于達(dá)爾文的進(jìn)化論來(lái)說，這是一個(gè)極為的不安事實(shí)，因?yàn)樵诨涗浿校Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的動(dòng)物形式應(yīng)該在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的動(dòng)物形式之前出現(xiàn)。

如今，這個(gè)曾經(jīng)令人不安的化石記錄空白期其實(shí)是一個(gè)讓地質(zhì)學(xué)家和古生物學(xué)家頗感興趣的時(shí)期。地質(zhì)學(xué)家甚至以地質(zhì)時(shí)間表做出了他們自己的劃分。距今6.35億年前至5.42億年前的埃迪卡拉紀(jì)(Ediacaranperiod)是一百多年來(lái)被命名的第一個(gè)新地質(zhì)時(shí)期。此外，地質(zhì)學(xué)家提出了一些饒有興趣的理論，用于解釋埃迪卡拉紀(jì)期間地球氣候和化學(xué)狀況的急劇變化怎樣為動(dòng)物進(jìn)化創(chuàng)造條件。

發(fā)現(xiàn)這些最古老動(dòng)物生命的第一個(gè)重大進(jìn)展出現(xiàn)在1946年，南澳大利亞地質(zhì)學(xué)家雷金納德-斯普里格(ReginaldSprigg)正在阿德萊德以北數(shù)百英里的弗林德斯山脈埃迪卡拉山檢查幾座老煤礦。他突然在附近一些暴露在外的巖石表面上發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)直徑4英寸(約合10厘米)的圓盤狀印記。斯普里格認(rèn)為那是像水母或水母近親之類的軟體生物的化石殘骸。

可是，當(dāng)斯普里格將化石證據(jù)拿給古生物學(xué)界的權(quán)威看時(shí)，他們卻認(rèn)為這是巖石風(fēng)華留下的印記。那一年的晚些時(shí)候，斯普里格又發(fā)現(xiàn)了其稱為“狄更遜水母”(Dickinsonia)的葉狀體，這次他確信這種幾何形狀印記只有活的生物才能留下。“狄更遜水母”化石的突然出現(xiàn)及其所處的年代都讓斯普里格興奮不已，他認(rèn)為這些化石的年代應(yīng)該處于寒武紀(jì)初期，這令其成為迄今發(fā)現(xiàn)的最為古老的動(dòng)物形式。

與此同時(shí)，加拿大紐芬蘭阿瓦隆半島錯(cuò)誤點(diǎn)(Mistakenpoint)、納米比亞南部、俄羅斯白海以及五大洲其他30多個(gè)地方也都發(fā)現(xiàn)了相同年代生命形式的巖層。這些生命形式形態(tài)各異，有圓盤狀、葉狀、管狀、樹枝狀和紡錘狀，它們?cè)谌虻姆植急砻靼５峡ɡo(jì)的生命是復(fù)雜和多樣的。

古生物學(xué)領(lǐng)域的“羅夏測(cè)驗(yàn)”

然而，此類化石的發(fā)現(xiàn)又提出了諸多新的疑問。許多埃迪卡拉紀(jì)生物與現(xiàn)代生命形式極不一樣，破解這些生命形式所屬及其生存方式繼續(xù)考驗(yàn)著古生物學(xué)家的智慧。美國(guó)哈佛大學(xué)的安德魯-科諾爾(AndrewKnoll)教授將埃迪卡拉紀(jì)生物形象地比喻為古生物學(xué)領(lǐng)域的“羅夏測(cè)驗(yàn)”，因?yàn)椴煌目茖W(xué)家常常對(duì)同樣的化石做出截然不同的解讀。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了多種身體左右對(duì)稱的埃迪卡拉紀(jì)動(dòng)物，包括金伯拉蟲(Kimberella)——這可能是一種軟體動(dòng)物。已知數(shù)百種金伯拉蟲的年代可以追溯至距今大約5.55億年前，比伯吉斯頁(yè)巖時(shí)期動(dòng)物早了5000萬(wàn)年。埃迪卡拉紀(jì)化石記錄由此將這些動(dòng)物的來(lái)源追溯至寒武紀(jì)生命大爆發(fā)以前。但是，這種解釋又提出了一個(gè)新的疑問，即經(jīng)過了25億年的進(jìn)化——微生物生命在此期間統(tǒng)治了地球——那個(gè)時(shí)期為何出現(xiàn)了更大、更復(fù)雜的生命形式？

《物種起源》出版幾周后，在一片批評(píng)聲中，達(dá)爾文在寄給他的朋友、地質(zhì)學(xué)家查爾斯-萊爾的信中又多寫了幾句話：“我們的祖先是在水里呼吸的動(dòng)物，有一個(gè)魚鰾、一條游泳用的尾巴以及不完美的頭骨，毋庸置疑還是雌雄同體！這就是人類的家系。”埃迪卡拉紀(jì)生物化石告訴我們，達(dá)爾文過于“慷慨”了。我們最早的動(dòng)物祖先可能沒有頭、沒有尾、沒有性器官，像門墊一樣在海底一動(dòng)不動(dòng)。

前寒武紀(jì)動(dòng)物化石證據(jù)

在達(dá)爾文所處的年代及其以后多年，在寒武紀(jì)巖層以下年代更久遠(yuǎn)的巖層中，并沒有發(fā)現(xiàn)動(dòng)物化石。對(duì)于達(dá)爾文的進(jìn)化論來(lái)說，這是一個(gè)極為的不安事實(shí)，因?yàn)樵诨涗浿校Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的動(dòng)物形式應(yīng)該在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的動(dòng)物形式之前出現(xiàn)。

科學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)一直在地球上最偏遠(yuǎn)的一些地方尋找動(dòng)物化石證據(jù)：澳大利亞內(nèi)地、納米比亞沙漠、紐芬蘭海岸和俄羅斯遠(yuǎn)北地區(qū)，但我們現(xiàn)在擁有了來(lái)自前寒武紀(jì)時(shí)期的化石記錄。發(fā)現(xiàn)這些化石的巖層向我們展現(xiàn)了一個(gè)全新的原始世界：海洋中到處是各種各樣的生命形式，包括原始動(dòng)物，這對(duì)于達(dá)爾文來(lái)說，肯定是個(gè)好消息。