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云南澄江寻找寒武纪气息
来源:西北地调 | 作者: | 时间:2015-05-14 15:18:30 | 人气:

  “寒武纪大爆发”是一个令达尔文都感到困惑的问题,在人们普遍认同达尔文进化论的今天,全面揭示并合理解释“寒武纪大爆发”的真实面貌、探索众多动物门类起源的难题仍然摆在人们面前,现在也没有任何一个动物门或亚门的起源得到公认性的解决,它们都在等待生物学信息丰富的早期化石记录提供直接证据。澄江动物群正是一个探索源头奥秘的最佳科学窗口。

  “根据寒武纪开始时痕迹化石和小壳化石的突然多样性和复杂性,‘寒武纪大爆发’的理论在澄江动物群发现之前就已提出,但对‘寒武纪大爆发’所产生的动物及动物群落结构特征所知甚微。而澄江动物群的地质时代正处于‘寒武纪大爆发’时期,它让我们如实看到5.3亿年前动物群的真实面貌,各种各样的动物在‘寒武纪大爆发’时期迅速起源,现在生活在地球上的各个动物门类几乎都已出现,而不是经过长时间的演化慢慢变来的。”

  澄江动物群的发现和研究引起国际社会的强烈关注。一位英国皇家科学院院士认为澄江动物群“永远是科学的大厦”; 《纽约时报》则评论这是“20世纪最惊人的发现之一”。

寒武纪-前寒武纪

  寒武纪的开始,标志着地球进入了生物大繁荣的新阶段。而在寒武纪之前,地球早已经形成了,只是在几十亿年的漫长过程中一片死寂,那时地球上还没有出现门类众多的生物。这样,科学家们便把寒武纪之前这一段漫长而缺少生命的时间称作前寒武纪。前寒武纪约占全部地史时间的六分之五,根据有关生命活动迹象的宝贵资料,也是为了研究上的便利,地质学家把漫长的前寒武纪分为太古代、元古代两部分。

  太古代之前(地球形成之初-38亿年前)则有多种不同的称呼。太古代离我们久远,其时限约从38亿年至26亿年前,长达12亿年。太古代是具有明确地史记录的最初阶段。在这漫长的12亿年间,是地球形成后的初始期,地表到处形成童山和荒漠,由于年代久远,确实很难寻觅到化石,人们对这一时期的生命活动了解得很少。但20世纪后半期,科学家们陆续在南非和澳大利亚获得了重大收获,在变质程度不太剧烈的沉积岩层中发现了叠层石,这是微生物和藻类活动的产物。此外,人们在这些古老的岩层中还分析出大量的有机化合物(如苯、烃基苯等)和环形化合物(如呋喃、甲醇、乙醛等)。在南非的一套古老沉积岩中,科学家们借助先进的精密观测仪器,发现了200多个与原核藻类非常相似的古细胞化石,这些微体化石一般为椭圆形,具有平滑的有机质膜,这是人们迄今为止发现的最古老、最原始的化石,也是在太古代地层中发现的最有说服力的生物证据。从生物界看,这是原始生命出现及生物演化的初级阶段,当时只有数量不多的原核生物,他们只留下了极少的化石记录。从非生物界看,太古宙是一个地壳薄、地热梯度陡、火山—岩浆活动强烈而频繁、岩层普遍遭受变形与变质、大气圈与水圈都缺少自由氧、形成一系列特殊沉积物的时期;也是一个硅铝质地壳形成并不断增长的时期,又是一个重要的成矿时期。

  元古代的时限自26亿年前至5.7亿年,在这段地史中,原核生物演化为真核细胞生物,形成地史时期的菌-藻类时代。人们在这一时期的古老地层中发现过微古植物化石、宏观藻类化石及叠层石。仅在我们中国,古生物学家就已发现元古代不同时期的微古植物化石80余属、近200个种,生命在元古代得到进一步繁荣,那时的地球已不再是满目荒芜了。初期地表已出现了一些范围较广、厚度较大、相对稳定的大陆板块。因此,在岩石圈构造方面元古代比太古代显示了较为稳定的特点。早元古代晚期的大气圈已含有自由氧,而且随着植物的日益繁盛与光合作用的不断加强,大气圈的含氧量继续增加。元古代的中晚期藻类植物已十分繁盛,明显区别于太古代。

  前寒武纪地质

寒武纪

  帽天山看去完全是个平淡无奇的小山包,像一顶圆帽戴在那里。来往的行人谁也不会向这个普通的黄色土堆多看一眼。科学家们来到这里却很兴奋。

  但在漫长的沉寂之后,云南澄江县的这片貌不惊人的山包,如今被古生物学家视为一块圣地,一个地球生命史上的惊人秘密逐渐被解开:在距今5.3亿年前,这里的浅海上演了一个重大无比的事件———生命经历了一次革命性的大规模演化,绝大部分仅次于“界”以下的最大生物分类单位———“门”一级动物突然之间出现在地球上。“嘣”地一下,沉寂了40亿年的地球突然间热闹起来。这颗蓝色的星球终于有了生动的色彩。

  “一瞬间”(这个过程实际上是200万年左右,但相对于35亿年的地球生物史,200万年,就好像是一天中的l分钟),众多从未在地球上露过面的动物一下子出现在海洋里,古生物学界甚至用“爆发”来形容这种突然性;它们的形态各异,从只有几毫米的微型动物,到长达2米、长着带柄巨眼和恐怖粗爪的大型怪物,几乎涵盖了所有的现有动物门类,也就是说,如今地球上所有一切天上飞的、地下跑的、海里游的动物的祖先,差不多都在那个时代出现了。包括人类在内的很多多细胞动物很可能就是从这里起跑,开始了各自的演化历史。

  在今天昆明的附近地区,从东到西,包括马龙、澄江、长虫山、岷山、海口、武定2000多平方公里的广大地域上,都分布有出露地表的寒武纪沉积页岩。目前科学家所触及的还主要是群山中的一隅———帽天山。

  现在地球上热闹非凡的上千万种生物归纳起来总共才35个门,而在澄江化石中已经发现了20多个门一级系统(还不包括一些现在已经绝灭了的门一级动物),而且还在不断发现新的动物门。这说明了一个关键性问题,在寒武纪早期,动物多样性的基本体制就已经建立了。

  云南/玉溪/澄江帽天山/