生命是宇宙中的奇迹,迄今为止,只有我们地球上有生命的存在,那么现在地球上的形形色色的生命是怎么来的呢?为了解释这个问题,在19世纪中叶,达尔文提出了著名的进化论,他指出当今地球上包括人类在内的所有的生命,都是由地球上最原始的生命,在漫长的进化史中,通过大量的细微而渐进的变化逐渐演化而成。
虽然进化论在提出之后遭到了很多质疑,但是随着时间的推移,人们发现进化论可以很好地解释我们所观察到的很多生命现象,同时又有众多的化石证据能够印证进化论的观点,于是进化论逐渐被越来越多的人认同。时至今日,在经过长时间的发展和完善之后,进化论早已成为了科学界的主流观点。
然而并不是所有的化石证据都完美地支持进化论,事实上,发生在5亿多年前的“寒武纪生命大爆发”就被人们称为是进化论的“软肋”。寒武纪开始于大约5.42亿年前,总共持续了大约5800万年的时间,化石证据表明,在寒武纪前期的大约2000万年的时间里,地球上突然出现了大量物种。
在这段时间里,大量的腕足、海绵、节肢、蠕形、脊索动物纷纷在地球上出现,其生物门类高达50余个,相比之下,现在地球上生物门类却只有30多个,而其中大约90%的门类都可以在“寒武纪生命大爆发”中找到。
数量如此众多的物种在短短的2000万年时间里集体出现在地球上(相对于地球生命的进化史),这似乎很难用进化论来进行解释,因为根据进化论的观点,生命的进化是一个缓慢而连续的过程,是不可能突然出现这么多的物种的,所以说“寒武纪生命大爆发”就成了地球生命进化史的未解之谜。
进化论的“软肋”:5亿多年前,地球上为何会突然出现大量物种?虽然达尔文本人也对此感到困惑不已,甚至认为这可能会成为反对进化论的有力证据,但是他还是对此给出了自己的解释,他推测这些物种应该是由更早的物种逐渐演化而成,这些物种的祖先早就已经在地球上广泛存在,只是因为它们大多是小型软体类动物,很难在地质层中留下化石,所以现在的我们才没有找到相应的化石证据。
遗憾的是,后来科学家在前寒武纪化石沉积层中发现了大量的原核生物化石,所以达尔文的这种解释就显得有点尴尬了。那么又应该如何解释这个进化论的“软肋”呢?对此科学家们提出了多种猜测,下面我们来简单了解一下目前认同度比较高的一种(注意,这只是一种猜测,并不是确定的结论)。
尽管早在30多亿年前,地球上就出现了能够通过光合作用生产氧气的蓝细菌,但一来它们的数量不多,二来当时地球上存在着很多吸收氧气的机制,例如在海洋中大量存在的二价铁离子就可以有效地吸收氧气,因此在很长的一段时间里,地球大气和水体中的含氧量都很低,很显然,这并不适合多细胞生物的多样化,因为多细胞生物的多样化需要足够多的氧气。
直到大约18亿年前,地球上氧气的“生产量”才真正地超过了“消耗量”,地球大气和水体中的含氧量开始逐渐增加,随着这个过程的持续,当其突破一个临界值的时候,地球上的物种就开始出现了多样化。
然而在7.5亿年前到5.8亿年前,地球上又经历了一次非常严重的冰河时代——瓦兰吉尔期,进而导致了一次规模不小的物种灭绝事件,地球上物种的进化也因此而停滞。
到了5亿多年前的寒武纪前期,地球开始迅速回暖,再加充足的氧气供应,这无疑给当时的生命创造了非常适宜的环境,于是在经历了极端寒冷的冰河时代之后,地球上的生命开始了“狂欢派对”,在接下来的大约2000万年时间里,它们就演化出了为数众多的物种。