地球生命的起源地球生命的起源

地球生命的起源

《地球人宣言》了解地球的過去，理解地球的現(xiàn)在，知曉地球的未來，是地球人的權(quán)利和義務(wù)。地球存在生命的條件地球存在生命一、地球大氣圈中CO2、CH4、O2的兩次明顯的階段性跳躍與生命演化的關(guān)系CO2CH4、O24.53.52.51.50.50Ga地球生命歷史（35億年）占地球歷史（46億年）的3/4，地球歷史是生命與地球長(zhǎng)期相互作用、協(xié)調(diào)進(jìn)化的歷史。地球當(dāng)今適合生物圈存在的特殊狀態(tài)依靠生物圈與其他圈層的相互作用來維持和調(diào)控。藍(lán)細(xì)菌原始生物出現(xiàn)

CO2CH4、O24.53.52.51.50.50Ga藍(lán)細(xì)菌現(xiàn)在地質(zhì)學(xué)家們用“碳十四輻射檢查儀”，碳十四測(cè)量，是今日科學(xué)界公認(rèn)最可靠準(zhǔn)確的測(cè)齡方法，因?yàn)樘际脑氐妮椛浞€(wěn)定，有固定的速率。從物質(zhì)內(nèi)的碳十四消失情形來看，就可估出其年齡。）原始生物出現(xiàn)

生命不是僅僅被動(dòng)地適應(yīng)環(huán)境，它還通過生物過程前列地作用于地球環(huán)境。它們之間是協(xié)調(diào)演化的的關(guān)系。震旦紀(jì)地球大氣圈中CO2、CH4、O2的兩次明顯的階段性跳躍與生命演化的關(guān)系CO2CH4、O24.53.52.51.50.50Ga藍(lán)細(xì)菌埃迪卡拉紀(jì)震旦紀(jì)原始生物出現(xiàn)

元古宙：最初的生命的意思；這時(shí)出現(xiàn)了海生藻類和海洋無脊椎動(dòng)物。地史上把新元古代末震旦紀(jì)層稱震旦系。由于古印度人稱中國(guó)為Cinisthana，在佛經(jīng)中被譯為震旦，故名震旦紀(jì)。

古代印度人，常在Cīna一詞前再加上mahā一詞，成為Mahācīna，音譯“摩訶至那”，意思是“大至那”或者“偉大的至那”，其中往往也有表示對(duì)中國(guó)尊崇的意思。也有的在Cīna后面加上sthāna一詞，成為Cīnasthāna，佛經(jīng)與中國(guó)史書里譯作“真旦”“振旦”“震旦”或者“摩訶震旦”，意思是“支那國(guó)”或“偉大的支那國(guó)”。1924年，印度大詩人泰戈?duì)杹碇袊?guó)訪問，梁?jiǎn)⒊瑸樗×艘粋€(gè)頗有意思的漢名“竺震旦”，就取義于此。的。二、震旦紀(jì)1、名稱來由：2、從生物地層學(xué)的角度看，將后生動(dòng)物的大量出現(xiàn)和高級(jí)藻類的繁盛，作為一個(gè)新紀(jì)的開始是有根據(jù)的。CO2CH4、O24.53.52.51.50.50Ga無性生殖有性生殖生物演化的特點(diǎn)：RNA和DNA從生物地層學(xué)的角度看，將后生動(dòng)物的大量出現(xiàn)和高級(jí)藻類的繁盛，作為一個(gè)新紀(jì)的開始是有根據(jù)的。3、地質(zhì)構(gòu)造

震旦紀(jì)地層在中國(guó)最先被調(diào)查研究，是在中國(guó)命名的一個(gè)地質(zhì)年代單位。1922年，A.W.葛利普在《震旦紀(jì)》一文中，將這地層明確為系一級(jí)年代地層單位，其范圍包括泰山群或五臺(tái)群變質(zhì)巖層之上，寒武紀(jì)地層之下的一套不變質(zhì)或僅輕微變質(zhì)的地層。1982年7月，基本確定中國(guó)湖北西陵峽東部震旦系剖面為其標(biāo)準(zhǔn)剖面。（現(xiàn)在時(shí)間已做更改）。原來認(rèn)為中國(guó)是震旦系發(fā)育最好的國(guó)家，地層完整，剖面清楚，分布廣泛。因此，我國(guó)很早就把震旦系列入我國(guó)地質(zhì)年代表中。澳大利亞南部埃迪卡拉山區(qū)則更為典型代表（1）淮南生物群遺跡（heritageofHuainanBiota）為最早出現(xiàn)的無殼后生動(dòng)物化石群。產(chǎn)于安徽省八公山南華系下統(tǒng)淮南群下部劉老碑組，距今8億～7.5億年前。其特征是動(dòng)物體沒有硬殼，化石是以軟軀體的印模和活動(dòng)的遺跡保存的。主要是一些蠕蟲類、宏觀藻類，共生的有帶藻和疑源類植物的組合。如宏觀藻類、蠕蟲類以及海生藻類中的帶藻等?；茨仙锶旱拿黠@特征是，雖已出現(xiàn)許多類型的后生動(dòng)物，但在數(shù)量、地理分布、生物體結(jié)構(gòu)上都顯示初發(fā)的特征，不僅數(shù)量不豐富，地理分布不廣，而且生物體也比較小，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單?；茨仙锶喊l(fā)現(xiàn)的意義是，表明最早出現(xiàn)在地球上的后生動(dòng)物是裸體的，它們身體內(nèi)部還不具有分泌硬殼或骨骼的能力。4、典型分布區(qū)及生物（2）埃迪卡拉動(dòng)物群

到了距今6.8～6億年時(shí)，一大群軟體軀的多細(xì)胞無脊椎動(dòng)物（無殼后生動(dòng)物）終于發(fā)展到高峰，這就是埃迪卡拉動(dòng)物群的出現(xiàn)；該動(dòng)物群化石產(chǎn)于澳大利亞南部埃迪卡拉山前寒武紀(jì)末期的地層中，共計(jì)8科22屬31種，包括腔腸動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物等。其特點(diǎn)是動(dòng)物體增大，門類增多，結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，生活方式多種多樣。而且，該動(dòng)物群化石在世界各地廣泛分布，表明當(dāng)時(shí)該動(dòng)物群是海洋中的真正統(tǒng)治者

[1]

。查恩盤蟲狄更遜水母(Dickinsonia),海生生物。體長(zhǎng)5-12.5厘米,生活距今6億年前的澳大利亞查恩盤蟲(Charniodiscus),海生生物高20厘米，生活于距今5.7億年的澳洲和北美海底。5、代表性生物斯普里格蠕蟲(Spriggina),海生生物。體長(zhǎng)7.5厘米,體重0.5kg。生活于距今5.7億-6億年前的澳洲,非洲和歐洲部分地區(qū)

海鰓纓鰓蟲距今5.45億——4.9億年寒武紀(jì)生命大爆發(fā)寒武紀(jì)的概念及分類寒武紀(jì)生物群特征寒武紀(jì)生物大爆發(fā)寒武紀(jì)生物大爆發(fā)的發(fā)現(xiàn)寒武爆發(fā)的原因探討寒武紀(jì)的概念及分類寒武紀(jì)是古生代的第一個(gè)紀(jì)?！昂洹痹醋杂?guó)威爾士的古拉丁文“Cambria”。日文音譯，我國(guó)沿用。1936年賽德維克在英國(guó)西部的威爾士一帶進(jìn)行研究，在羅馬人統(tǒng)治的時(shí)代，北威爾士山曾稱寒武山，因此賽德維克便將這個(gè)個(gè)時(shí)期稱為寒武紀(jì)。寒武紀(jì)開始于距今5.42億年，延續(xù)時(shí)間為5370萬年。

寒武紀(jì)分為早寒武紀(jì)、中寒武紀(jì)、晚寒武紀(jì)，分別以賀爾姆蟲、奇異蟲和油櫛蟲為代表。

寒武紀(jì)生物群特征動(dòng)物群以具有堅(jiān)硬外殼的、門類眾多的海生無脊椎動(dòng)物大量出現(xiàn)為其特點(diǎn)，是生物史上的一次大發(fā)展。其中三葉蟲最為常見，是劃分寒武系的重要依據(jù)。其它尚有無鉸、幾丁質(zhì)外殼的腕足類小舌形貝、小園貨貝以及古杯類和軟舌螺等。植物群以藻類為主，還有一些微古植物。寒武紀(jì)三葉蟲群分區(qū)現(xiàn)象特別明顯。動(dòng)物地理區(qū)主要有兩個(gè)，即東方太平洋區(qū)和西方大西洋區(qū)。大西洋動(dòng)物群，其分布范圍包括大西洋兩岸，如西北歐及美洲最東部新英格蘭地帶。太平洋動(dòng)物群，則以萊德利基蟲、庫庭蟲和褶盾蟲為代表。寒武紀(jì)生物群落JellyfishScavengingtrilobite原古杯

(Archaeocyatha)寒武紀(jì)古杯礁奇特的海底景觀和固著營(yíng)底棲生物群落寒武紀(jì)三葉蟲化石照片水母狀生物---Eldonia生態(tài)景觀灰姑娘蟲（上）和謎蟲（下）復(fù)原圖娜羅蟲類（Naraoiids)生態(tài)景觀

昆蟲遠(yuǎn)祖的遠(yuǎn)祖---撫仙湖蟲生態(tài)景觀浮游雙瓣殼節(jié)肢動(dòng)物奇蝦的獵食景觀（奇蝦是寒武紀(jì)早期巨型食肉類動(dòng)物最重要的代表）云南蟲覓食和棲息景觀大爆發(fā)時(shí)期的動(dòng)物祖先，它們是地球上最早使用氧氣的生命寒武紀(jì)的海底世界寒武紀(jì)早期海洋地質(zhì)橫切面寒武紀(jì)生物大爆發(fā)

在寒武紀(jì)開始后，絕大多數(shù)無脊椎動(dòng)物門在幾百萬年的很短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了。這種幾乎是“同時(shí)”地、“突然”地出現(xiàn)在寒武紀(jì)地層中門類眾多的無脊椎動(dòng)物化石(節(jié)肢動(dòng)物、軟體動(dòng)物、腕足動(dòng)物和環(huán)節(jié)動(dòng)物等)，而在寒武紀(jì)之前更為古老的地層中長(zhǎng)期以來卻找不到動(dòng)物化石的現(xiàn)象，被古生物學(xué)家稱作“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”，簡(jiǎn)稱“寒武爆發(fā)”。

寒武紀(jì)時(shí)代發(fā)生了地質(zhì)史上最驚心動(dòng)魄的生命大爆發(fā)，正是這一時(shí)代的生命大爆發(fā)為寒武系的地層提供了豐富的有機(jī)質(zhì)，使寒武系成為我國(guó)頁巖氣發(fā)育的有利層系。我們堅(jiān)信中國(guó)頁巖氣勘探在寒武系中一定會(huì)有大的突破，因?yàn)橹挥写蟮耐黄?，才能順?yīng)寒武系這樣大的生命爆發(fā)。生物進(jìn)化

這個(gè)時(shí)期，帶殼、具骨骼的海洋無脊椎動(dòng)物趨向繁榮，它們營(yíng)底棲生活，以微小的海藻和有機(jī)質(zhì)顆粒為食物。其中，最繁盛的是節(jié)肢動(dòng)物三葉蟲，其次是腕足動(dòng)物、古杯動(dòng)物、棘皮動(dòng)物和腹足動(dòng)物。在潮濕的低地，可能分布有苔蘚和地衣類的低等植物，但它們還缺乏真正的根莖組織，難以在干燥地區(qū)生活；無脊椎動(dòng)物也還沒有演化出適應(yīng)在空氣中生活的機(jī)能。寒武紀(jì)沒有真正的陸生生物，大陸上缺乏生氣，荒涼一片。

寒武紀(jì)的生物形態(tài)奇特，和我們現(xiàn)在地球上所能看見的生物極不相同。比較著名的有早寒武世云南的澄江動(dòng)物群、加拿大中寒武世的布爾吉斯頁巖生物群。澄江動(dòng)物群布爾吉斯頁巖動(dòng)物群寒武紀(jì)生物大爆發(fā)的發(fā)現(xiàn)云南澄江動(dòng)物群澄江動(dòng)物群是寒武爆發(fā)的典型代表，它是世界上目前所發(fā)現(xiàn)的最古老、保存最為完整的帶殼后生動(dòng)物群。該動(dòng)物群是我國(guó)青年古生物學(xué)家侯先光1984年在云南澄江縣帽天山首先發(fā)現(xiàn)的。這是一個(gè)內(nèi)容十分豐富、保存非常完美，距今約5.7億年的化石群，其成員包括水母狀生物、三葉蟲、具附肢的非三葉的節(jié)肢動(dòng)物、金臂蟲、蠕形動(dòng)物、海綿動(dòng)物、內(nèi)肛動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、無絞綱腕足動(dòng)物、軟舌螺類、開腔骨類，以及藻類等，甚至還有屬于低等脊索動(dòng)物或半索動(dòng)物(如著名的云南蟲)等。由于許多動(dòng)物的軟組織保存完好，為研究早期無脊椎動(dòng)物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生活方式、生態(tài)環(huán)境等提供了極好的材料，同時(shí)也成為了探索地球上大殼后生動(dòng)物爆發(fā)事件的重要窗口。

澄江動(dòng)物群廣泛涉及到地球科學(xué)和生命科學(xué)中許多長(zhǎng)期亟待解決的重大疑難問題，同時(shí)又孕育著重大突破的科學(xué)研究領(lǐng)域，受到當(dāng)今科學(xué)界的極大關(guān)注。比如：達(dá)爾文的進(jìn)化論認(rèn)為：生物演化是一個(gè)長(zhǎng)期而緩慢的漸變過程，生物存在共同的原始祖先，經(jīng)漫長(zhǎng)的由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由低等到高等，通過生存競(jìng)爭(zhēng)、自然選擇、優(yōu)勝劣汰、適者生存而發(fā)展和演化。然而，澄江動(dòng)物群所展示的地球早期生命的突發(fā)性、多樣性及統(tǒng)一性無疑對(duì)達(dá)爾文理論進(jìn)行了進(jìn)一步補(bǔ)充。

澄江動(dòng)物群與漸變進(jìn)化論云南蟲到人進(jìn)化之路：云南蟲魚類兩棲類爬行類哺乳動(dòng)物和人寒武爆發(fā)的原因探討

寒武爆發(fā)吸引了無數(shù)的古生物學(xué)家和進(jìn)化論者去尋找證據(jù)探討其起因。100多年以來的證據(jù)產(chǎn)生出解釋寒武爆發(fā)的兩種基本觀點(diǎn)。

一種觀點(diǎn)認(rèn)為，寒武爆發(fā)是一種假象，這是某些達(dá)爾文或新達(dá)爾主義者所持的觀點(diǎn)。由于進(jìn)化是漸進(jìn)的，所謂的“爆發(fā)”只是表明首次在生物化石記錄中發(fā)現(xiàn)了早在前寒武紀(jì)就已經(jīng)廣泛存在并發(fā)展的生物，其它的生物化石群則可能由于地質(zhì)記錄的不完全而“缺檔”，造成這種“缺檔”的原因是前寒武紀(jì)地層經(jīng)歷著熱與壓力，其中的化石被銷毀了。由于發(fā)現(xiàn)前寒武紀(jì)化石沉積層中存在大量象細(xì)菌和藍(lán)藻這樣簡(jiǎn)單的原核生物，因而這一解釋不再有說服力。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，寒武爆發(fā)代表了生物進(jìn)化過程中的真實(shí)事件，科學(xué)家從物理環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的變化兩個(gè)方面來解釋這一現(xiàn)象。1965年，兩位美國(guó)物理學(xué)家提出了寒武爆發(fā)是由于地球大氣的氧水平這個(gè)物理因素造成的。他們認(rèn)為，在早期地球的大氣中含有很少或根本就沒有自由氧，氧是前寒武紀(jì)藻類植物光合作用的產(chǎn)物并逐漸積累形成的。后生動(dòng)物需要大量的氧，一方面用于呼吸作用，另一方面氧還以臭氧的形式在大氣中吸收大量有害的紫外線，使后生動(dòng)物免于有害輻射的損傷。

生物學(xué)家則從生物本身的生態(tài)關(guān)系來探討這一問題，因?yàn)榈刭|(zhì)學(xué)的證據(jù)否定了這種氧理論的觀點(diǎn)。大約在距今10億年至20億年之間廣泛沉積層中含有大量嚴(yán)重氧化的巖石，這說明在這一時(shí)期內(nèi)已經(jīng)存在足夠生命爆發(fā)的氧條件。因而生物學(xué)家從兩個(gè)重要事件的出現(xiàn)來探索造成寒武爆發(fā)的原因，即有性生殖的產(chǎn)生和生物收割者的出現(xiàn)。

從化石資料來看，真核藻類大約在9億年前出現(xiàn)了有性生殖，實(shí)際上，有性生殖出現(xiàn)得更早。有性生殖的發(fā)生在整個(gè)生物界的進(jìn)化過程中有著極其重大的作用，由于有性生殖提供了遺傳變異性，從而有可能進(jìn)一步增加了生物的多樣性，這是造成寒武爆發(fā)的原因之一。

生物收割者假說是美國(guó)生態(tài)學(xué)家斯坦利提出的，是一種解釋寒武爆發(fā)的生態(tài)學(xué)理論，即收割原則。斯坦利認(rèn)為，在前寒武紀(jì)的25億年的多數(shù)時(shí)間里，海洋是一個(gè)以原核藍(lán)藻這樣簡(jiǎn)單的初級(jí)生產(chǎn)者所組成的生態(tài)系統(tǒng)。寒武爆發(fā)的關(guān)鍵是草食收割者的出現(xiàn)和進(jìn)化，即食用原核細(xì)胞(藍(lán)藻)的原生動(dòng)物的出現(xiàn)和進(jìn)化。收割者為生產(chǎn)者有更大的多樣性制造了空間，而這種生產(chǎn)者多樣性的增加又導(dǎo)致了更特異的收割者的進(jìn)化。營(yíng)養(yǎng)級(jí)金字塔按兩個(gè)