1984 年的7 月 1 日是一个礼拜日,天空飘着小雨。

和往常一样,古生物学家侯先光一大清早就起床,简单地吃一碗面条,又装一碗在饭盒,穿上雨靴,就向帽天山出发。

五个冰河时期的巨兽(6亿年前的生命大爆发)(1)

【生物学家侯先光】

五个冰河时期的巨兽(6亿年前的生命大爆发)(2)

【云南澄江帽天山】

来到帽天山,侯先光不停地劈着石头,迅速扔掉那些没有价值的。因为速度快,一不小心,榔头就会砸到手指而出血。在那犹如神迹一般的一瞬发生之前,侯先光已经机械式地劈了 6 个小时的石头。

突然,一枚一元硬币大小的白色印子展现在他眼前,那是他从来没有见过的。

五个冰河时期的巨兽(6亿年前的生命大爆发)(3)

【狄更逊水母化石】

侯先光拿着化石的手控制不住地抖动起来,他被震惊了!

那一刹那,他觉得自己全身的血液仿佛都停止流动,时间凝固,整个世界都已静止,他敲开了时代的大门,云南澄江前寒武纪动物群就此现世。

他呆呆地看着那个标本,湿漉漉的泥岩,泛着油渍的光泽,这个虫子仿佛就在水底游动,将他带到六亿年前的埃迪卡拉纪。

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【埃迪卡拉纪】

埃迪卡拉纪

六亿年前,欧亚大陆所处的北半球还是一片汪洋。

随着雪球地球的结束,冰川消融,蓝海重现,大量富含矿物质的冰雪融水涌向海洋,导致海洋中的蓝藻、细菌迅速繁殖。海洋中的氧气含量逐渐上升,地球环境变得适合生命生存。

或许是雪球地球长达1亿年压抑和禁锢,使得生命迫切地寻找出路。到了6亿年前,生命达到了一个临界点,真核生物获得一场迸发式的发展。

在地球生命诞生之初,没有可以参考的发展范例,生命的演化是奔放的,不受任何限制,它们可以在错综复杂的环境中尝试着自我修改。

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【埃迪卡拉纪海陆分布图】

此刻的海洋,也还是一个友善的世界,没有掠食动物的侵扰,没有你死我活得厮杀,复杂的生命形式拥有足够的时间来发展自己。

加尼亚虫,它们紧紧附着在海底,形状如植物叶子,可并不是植物,因为它们无法进行光合作用,他们直接通过过滤从水中吸收营养物质。它们拥有一种奇怪的生长模式——以分形分枝的方式生长,这意味着它们在发育过程中不断重复单一的基本模式。如果你近距离仔细观察,你会发现每一个分支实际上只是整体的一个较小的缩小版,如今没有任何动物以这种方式生长。从组织构造上来看,这一类生物有着类似于腔肠动物的结构。可是,如果把它们说成动物,似乎也没有道理,因为它们连最起码的口、肛都没有,甚至也没有运动的能力,那么,这些东西到底是什么呢?

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【加尼亚虫想象图】

狄更逊水母,一种又圆又扁的奇异生物,像一块圆形地毯铺在海底,只有几毫米厚,但是它们可以达到近1.5米长。它们奇怪的构造引发一些理论推测,有些科学家认为它们是原生生物或地衣,主要是单细胞生物组成的集群。不过许多研究人员认为它们是动物,通过分析狄更逊水母化石中的残留的有机物薄膜,表明这些有机物是胆固醇分解的产物,而胆固醇存在于动物的细胞膜中,说明狄更逊水母是一种动物 ,可是若说它们真的是一种动物,它们同样没有口、肛门和消化道等器官。

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【狄更逊水母】

今天绝大多数的动物,都表现出双侧对称性,即身体两边是对称的。但一些埃迪卡拉纪的生物,如三星盘虫却是三重对称性生物三个呈镜像对称的部分从身体中心呈螺旋状伸展出来,以至于后世的科学家很难推测三星盘虫的生存特征,它们如何移动,如何进食,又如何繁殖后代,因为没有明显的现代生物做参照。

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【三星盘虫】

这些奇奇怪怪的生物,到底是属于植物还是动物?或者它们干脆是某种藻类和真菌的共生体?它们的生活方式算是自养还是异养?它们是一辈子都固着在浅海海底,还是极其缓慢地巡游?哪怕到今日,科学家也很难彻底说清楚。只能根据它们独特的身体形态与生活方式,推测这些神秘的生物是通过渗滤的方式,直接从海水中获取养分维持生命。

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【怪诞虫】

而这样的生存方式让埃迪卡拉面临一个重大的生存问题:尽管大气中的含氧量有所升高,但是相对氧含量依旧很低,当时地球的氧含量只有现在的7%,海水中的含氧量更是稀少,早期海洋中营养物质也没有现在丰富,埃迪卡拉的动物们怎样获得足够多的食物呢?

两种进化的模式

生物体呼吸、摄食等重要生理功能与体内器官的表面积密切相关,要想提高摄食和呼吸器官的表面积有两个途径,一种是向外扩大,尽量扩展自己的体表面积,让呼吸和摄食都通过更大的表面皮肤来进行;另一种是向内折叠,进化出复杂的器官。

第一种方法比较简单,它只需改变身体的基本形态,而不用大费周折地发展出复杂的内部器官。大部分埃迪卡拉的动物选择了第一种方案,它们把自己伸展得像一大张薄薄的圆形“肉饼”,企图无限制地发展自己的躯体,然而增大的身体又需要更多的营养,于是它们便在这种没完没了的循环中,把自己越摊越大,疲于扩张,直到体积与表面积比达到了奇怪的地步,却为其他动物徒做嫁衣,沦为食物!它们偷懒地尝试成生存策略的反面教材,过于简单地应付大自然的考验,让它们付出了惨重的代价。

五个冰河时期的巨兽(6亿年前的生命大爆发)(11)

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【狄更逊水母】

而另一些动物并没偷懒,它们利用海洋中的矿物质给自己披上一道盔甲,抵御来自上部的危险,向内挖掘潜力,进化出功能专一而高效的器官,通过内脏的分支和褶曲来增加器官的表面积,达到增强呼吸和摄食的需要,这些动物是幸运的,它选择了一条正确的进化道路,日益强大,终于一跃成为地球上的第一代霸主,成为现在地球上的绝大多数动物的祖先!

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【佚名】

生生不息

雪球地球之后,第一道生命的曙光是短暂的,这束生命之光转瞬间便消逝了,大部分埃迪卡拉的生物没有幸存下来,永远地留在埃迪卡拉纪。因为物竞天择,适者生存,永远是海洋的规律!

五个冰河时期的巨兽(6亿年前的生命大爆发)(14)

【寒武纪生命大爆发】

为了生存,生命不得不做出各种各样的进化。

埃迪卡拉纪晚期,那些偶然得到甲壳的动物大量出现,埃迪卡拉的软体动物毫无还手之力,成为甲壳动物的盘中餐,埃迪卡拉的动物们迅速没落,逐渐退出地球生命的舞台。拥有内部复杂器官的后继者们,踏着埃迪卡拉动物的尸骨继续前进,演化出当今各种生物的祖先。

五个冰河时期的巨兽(6亿年前的生命大爆发)(15)

【进化树】

地球上多姿多彩的鲜活世界是生命付出巨大的代价,才一点点建立的。地球上曾经出现的物种中,有99%都成了生命尝试的牺牲品,永远地消失在历史中,却为后继者趟开一条希望的血路,这就是它们的使命。

然而,生命的试错仍在继续,新的物种将不断的诞生,埃迪卡拉纪之后,迎来的是显生宙永恒的白昼。埃迪卡拉纪为地球带来生命演化的种子,新一代的生命将为整个地球开启新的篇章——寒武纪生命大爆发。

我是寒武纪来客,下一期我们走进寒武纪生命大爆发。

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参考文献:

[1] 橘灯勘探.改变了地质史,这场神秘的生命大爆发!

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