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)為所謂的寒武紀生命大爆發(fā)(CambrianExplosion)提供了進一步的證據(jù)。寒武紀生命大爆發(fā)被稱為古生物學和地質(zhì)學上的一大懸案，在寒武紀(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)復雜的動物。雖然伯吉斯頁巖中以前從未記錄過如此規(guī)模的復雜動物，但古生物學家對三葉蟲和寒武紀其他動物的存在并不陌生，這讓查爾斯-達爾文困惑不已。

寒武紀生命大爆發(fā)對科學家提出的挑戰(zhàn)是，在達爾文所處的年代及其以后多年，在寒武紀巖層以下年代更久遠的巖層中，并沒有發(fā)現(xiàn)動物化石。對于達爾文的進化論來說，這是一個極為的不安事實，因為在化石記錄中，結(jié)構(gòu)簡單的動物形式應該在結(jié)構(gòu)復雜的動物形式之前出現(xiàn)。

如今，這個曾經(jīng)令人不安的化石記錄空白期其實是一個讓地質(zhì)學家和古生物學家頗感興趣的時期。地質(zhì)學家甚至以地質(zhì)時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(Ediacaranperiod)是一百多年來被命名的第一個新地質(zhì)時期。此外，地質(zhì)學家提出了一些饒有興趣的理論，用于解釋埃迪卡拉紀期間地球氣候和化學狀況的急劇變化怎樣為動物進化創(chuàng)造條件。

發(fā)現(xiàn)這些最古老動物生命的第一個重大進展出現(xiàn)在1946年，南澳大利亞地質(zhì)學家雷金納德-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)了幾個直徑4英寸(約合10厘米)的圓盤狀印記。斯普里格認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，當斯普里格將化石證據(jù)拿給古生物學界的權(quán)威看時，他們卻認為這是巖石風華留下的印記。那一年的晚些時候，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?！暗腋d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，他認為這些化石的年代應該處于寒武紀初期，這令其成為迄今發(fā)現(xiàn)的最為古老的動物形式。

與此同時，加拿大紐芬蘭阿瓦隆半島錯誤點(Mistakenpoint)、納米比亞南部、俄羅斯白海以及五大洲其他30多個地方也都發(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，它們在全球的分布表明埃迪卡拉紀的生命是復雜和多樣的。

古生物學領域的“羅夏測驗”

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)考驗著古生物學家的智慧。美國哈佛大學的安德魯-科諾爾(AndrewKnoll)教授將埃迪卡拉紀生物形象地比喻為古生物學領域的“羅夏測驗”，因為不同的科學家常常對同樣的化石做出截然不同的解讀。

科學家發(fā)現(xiàn)了多種身體左右對稱的埃迪卡拉紀動物，包括金伯拉蟲(Kimberella)——這可能是一種軟體動物。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，比伯吉斯頁巖時期動物早了5000萬年。埃迪卡拉紀化石記錄由此將這些動物的來源追溯至寒武紀生命大爆發(fā)以前。但是，這種解釋又提出了一個新的疑問，即經(jīng)過了25億年的進化——微生物生命在此期間統(tǒng)治了地球——那個時期為何出現(xiàn)了更大、更復雜的生命形式？

《物種起源》出版幾周后，在一片批評聲中，達爾文在寄給他的朋友、地質(zhì)學家查爾斯-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物，有一個魚鰾、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。”埃迪卡拉紀生物化石告訴我們，達爾文過于“慷慨”了。我們最早的動物祖先可能沒有頭、沒有尾、沒有性器官，像門墊一樣在海底一動不動。

前寒武紀動物化石證據(jù)

在達爾文所處的年代及其以后多年，在寒武紀巖層以下年代更久遠的巖層中，并沒有發(fā)現(xiàn)動物化石。對于達爾文的進化論來說，這是一個極為的不安事實，因為在化石記錄中，結(jié)構(gòu)簡單的動物形式應該在結(jié)構(gòu)復雜的動物形式之前出現(xiàn)。

科學家長期以來一直在地球上最偏遠的一些地方尋找動物化石證據(jù)：澳大利亞內(nèi)地、納米比亞沙漠、紐芬蘭海岸和俄羅斯遠北地區(qū)，但我們現(xiàn)在擁有了來自前寒武紀時期的化石記錄。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，包括原始動物，這對于達爾文來說，肯定是個好消息。