目錄古生物學(xué)三大怪物 埃迪卡拉紀菌毯 埃迪卡拉幸存生物 埃迪卡拉紀蠕蟲 埃迪卡拉紀生物圖鑒
中科院南京地質(zhì)古生物研究的科研人員在青藏高原柴達木盆地發(fā)現(xiàn)了埃迪卡拉生物群化石。這次是在中國境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的第二個埃迪卡拉生物群化石，也是迄今為止在青藏高原發(fā)現(xiàn)的最古老的化石生物群。此生物化石群可以追溯到距今約5.5億年前。
埃迪卡拉生物群生活在埃迪卡拉紀晚期，是寒武紀生命大爆發(fā)前夕全球分布范圍最廣的多細胞無脊椎動物。地球在46億年前誕生，那個時候地球的表面除了水，沒有其他任何的物質(zhì)。地球演化到30億年前的時候，地球上出現(xiàn)了最早的生物形態(tài)藍藻和細菌，坦運這些細菌和藍藻進行光合作用，產(chǎn)生了氧氣，地球的環(huán)境從而開始改變。地球上氧氣的出現(xiàn)，導(dǎo)致了生物的繼續(xù)發(fā)展，地球上開始出現(xiàn)各種各樣的藻類和單細胞的低等生物。隨后多細胞動物也出現(xiàn)在地球上。多細胞動物經(jīng)過演化就形成了多細胞無脊椎動物，而這些動物所組成的動物群就是埃迪卡拉生物群，埃迪卡拉生物群的繼續(xù)發(fā)展，地球上第一次生物大爆發(fā)的時代寒武紀到來了。
埃迪卡拉生物群的特征是都是軟軀體，沒有脊椎也沒有骨骼。它們主要的食物就是海洋中的各種藻類和細菌，比如說各種蠕蟲，水母，水螅等低等生配信穗物。在這個寒武紀前夕，這些體動物逐漸進化出了帶有幾丁質(zhì)的保護殼和培卜骨骼，這也是最早的脊椎雛形。
埃迪卡拉紀對地球的演化和生物多樣的研究具有非常重要的意義，當時地球全部都是海洋沒有陸地，這也揭示了青藏高原在寒武紀生命大爆發(fā)的時候，還是在海底。陸地的出現(xiàn)要遠遠晚于生命體的出現(xiàn)，也更加證實了生命的起源就是來自于海洋。
恰尼蟲是埃迪卡拉紀晚期固著生長于海底的葉狀體生物，是埃迪卡拉生物群中最為典型的化石之一。這是繼湖北三峽地區(qū)之游慧衡后，在中神做國發(fā)現(xiàn)的第二個埃碧舉迪卡拉生物群化石產(chǎn)地。
作者/陳孝政
近日，科研團隊在我國湖北三峽地區(qū)的石板灘生物群中，發(fā)現(xiàn)4種形似樹葉的遠古生物。與真正長在樹枝上的葉子不同，這些“樹葉”實際上是形態(tài)奇特的早期動物，它們生活在遠古海洋底部。
該團隊副研究員龐科表示，直到今天，人們對形成這些化石的生物屬性仍然所知不多。“它們的生存年代，比著名的‘寒武紀生命大爆發(fā)’還早。解開這些遠古海底‘樹葉’的謎團，可能會為人類 探索 早期生命演化提供重要線索。”
我們從課本中學(xué)過生命起源于海洋，那么，地球上最早的動物出現(xiàn)在什么時候？又長著什么模樣呢？
目前發(fā)現(xiàn)的最早的動物化石記錄，是在6.35億～5.41億年前的埃迪卡拉紀。科學(xué)家由此推測，動物最早的祖先可能出現(xiàn)在7.2億～6.35億年前的成冰紀。在起源后，動物經(jīng)歷了一系列重要的演化過程，并最終在寒武紀早期發(fā)生動物門類大爆發(fā)，占領(lǐng)了從淺海到深海的廣闊生態(tài)空間。讓我們一起到埃迪卡拉紀去看看吧！
探秘地球最早的動物世界
“隱形”的動物世界
成冰紀，顧名思義就是冰河世紀。那時地球表面氣溫極低，從兩極到赤道全部被冰雪覆蓋，整個地球變成一個“大雪球”，因此也被稱為“雪球地球”。
科學(xué)家們推測，早期動物在成冰紀很可能經(jīng)歷了一個“隱形”的演化階段。 受到當時地球大氣含氧量低、低溫冰凍等環(huán)境的限制，早期動物祖先們體型微小、分布有限，加之沒有硬體骨骼，不容易保存為化石，因此它們在化石記錄中就如同“隱形”了一般 。
隨著全球氣溫上升，冰雪融化，“雪球地球”在埃迪卡拉紀早期結(jié)束。藍藻光合作用產(chǎn)生了大量氧氣，使地球大氣和海洋中的氧含量上升，此時的地球淺海環(huán)境對動物生存變得“友好”起來。“隱形”的微體動物在這個時期開始第一次“長大”—成為肉段戚首眼可見的復(fù)雜多細胞宏體動物，并在埃迪卡拉紀時期逐漸演化出多種復(fù)雜生態(tài)群落。當然，這其中也不乏“失敗”的演化實驗。
藍田 生物群：最古老的 宏 體多細胞生物群
在現(xiàn)今生物圈中，包括人類在內(nèi)的所有肉眼可見的生命，幾乎都是宏體多細胞真核生物。2011年，中國科學(xué)家在安徽休寧發(fā)現(xiàn)了距今約6億年的藍田生物群，并認為其可能是最古老的復(fù)雜宏體多細胞生物群。
藍田生物群中不僅包含了扇狀、叢狀生長的海藻，還有具觸手和類似腸道特征的動物化石。 它們以碳質(zhì)壓膜的形式保存在頁巖上 ，雖然只有幾厘米大小，卻具有較復(fù)雜的形態(tài)分異和解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，類似仔碼于現(xiàn)代的腔腸動物或海綿動物。科學(xué)家推測它們營底棲固著生活 ，并可能進行有性繁殖，這有助握數(shù)于增加后代遺傳物質(zhì)的多樣性，進一步導(dǎo)致形態(tài)的復(fù)雜化和多樣化。
甕安生物群：最早的動物胚胎及動物化石
甕安生物群主要產(chǎn)于貴州甕安的埃迪卡拉紀含磷地層，以磷酸鹽化方式保存了多種類型的微體真核生物化石。1998年，科學(xué)家們從中發(fā)現(xiàn)了動物胚胎和微體后生動物化石，為早期動物的輻射演化提供了關(guān)鍵的化石證據(jù)。
這里的動物胚胎化石保存非常精美，甚至保存了受精卵的細胞分裂過程：一個細胞分裂成兩個，兩個變四個，四個變八個……從這些胚胎化石中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了至少6種不同的卵裂方式，其中也 包括兩側(cè)對稱動物特有的胚胎發(fā)育模式 。
埃迪卡拉生物群：一場“失敗”的演化實驗
埃迪卡拉生物群首先發(fā)現(xiàn)于澳大利亞埃迪卡拉紀砂巖地層。這類化石以印痕的形式保存了生物的外形輪廓，有的像圓盤狀的水母，有的像扁平狀的大樹葉，有的像橢圓形的盾牌……它們大多都是幾厘米的生物，但最大的也可達1米。這些化石雖然形態(tài)多樣，但由于分不清組織結(jié)構(gòu)，看不到運動器官和消化器官，很難明確它們具體屬于哪類動物。
到了埃迪卡拉紀末期，這些類型的化石突然全部消失。由于它們的生物結(jié)構(gòu)與其后的寒武紀生物群有著明顯的不同，因此科學(xué)家們推測，埃迪卡拉生物群可能走入了一個演化的盲端，沒有留下任何后代。
梅樹村小殼動物群：動物骨骼礦化的大爆發(fā)
從化石證據(jù)來看，動物的首次礦化發(fā)生在埃迪卡拉紀末期，時間不早于5.5億年前。其中以全球廣布的典型弱礦化管狀化石—克勞德管為典型代表。這些動物最早利用鈣化的“骨骼”作為自己的硬殼，來保護軟軀體，進行防御掠食，應(yīng)對惡劣的生存環(huán)境。
到了寒武紀早期，一部分動物發(fā)生了快速的骨骼化。產(chǎn)于云南晉寧5.4億年前寒武紀早期地層中的梅樹村小殼動物群， 以磷酸鹽化的形式保存了大量以毫米計的小殼體，如軟舌螺、環(huán)節(jié)動物、軟體動物、腕足類等，揭示出動物在寒武紀早期發(fā)生了快速的生物骨骼化過程 。在這段地層中，動物活動留下的遺跡化石的尺寸和豐度大大增加，記錄了該時期動物生態(tài)多樣性的變化。
澄江生物群：揭秘寒武紀生命大爆發(fā)
1984年發(fā)現(xiàn)于云南澄江的澄江生物群，保存了大量精美的軟軀體動物化石，有史以來第一次生動地再現(xiàn)了距今5.2億年前地球上海洋動物世界的真實面貌。由于澄江生物群代表了寒武紀大爆發(fā)的高潮，具有當之無愧的核心地位，因此被譽為20世紀最驚人的發(fā)現(xiàn)之一，并于2012年入選世界自然遺產(chǎn)名錄。
澄江生物群中保存了包括脊索動物在內(nèi)的大多數(shù)現(xiàn)生動物門類的化石記錄。其中，既有遠古海洋的霸主—奇蝦，也有脊椎動物 歷史 的起點—云南蟲，許多化石代表了重要演化事件的中間類群，填補了相關(guān)動物類群早期演化 歷史 的空缺。澄江生物群的發(fā)現(xiàn)，充分展示了寒武紀大爆發(fā)的規(guī)模和影響，以及由此產(chǎn)生的生物多樣性和復(fù)雜生態(tài)。
至此，地球上的各門類動物進入了各自宏偉的演化序列，并在之后5億多年的 歷史 中，通過化石得以被持續(xù)和相對完整地記錄下來。
根據(jù)百余年來的研究進展，特別是近年來中國的化石發(fā)現(xiàn)和研究，我們可以說，“寒武紀大爆發(fā)”是客觀存在的生物演化事件，然而，寒武紀各門類動物的“根”，已經(jīng)深深扎入了更古老的地質(zhì) 歷史 中。
埃迪卡卜畢拉紀生命經(jīng)歷了一個氏弊胡比較大的滅絕，它存在了3000年以后就消失了，是因為沒有經(jīng)過人類的繁衍，所以中斷了殲攔生命體的延續(xù)。
埃迪卡拉紀的生命已經(jīng)在當時存活了很長時間，但是最終的消失，多與其生活環(huán)境有關(guān)，這個時期的生命存活與海洋之中，而海洋銷逗含氧量的變化就是致使生命消失的原因。
一、埃迪卡拉紀的生命大多數(shù)埃迪卡拉紀生物是相當簡單的動物，它們不會四處移動散斗沖，做的事情也很有限，而且它們傾向于生活在離食物來源很近的地方，比如在海底發(fā)現(xiàn)的黏稠的微生物墊。從5億4千萬年前開始，在納米比亞，不同穴居行為的強度和多樣性都在穩(wěn)步增加， 這表明這些動物更加靈活，它們覓食的方式也變得更加聰明。這些更加現(xiàn)代、更具有寒武紀風格的動物的到來，可能以埃迪卡拉紀生物不喜歡的方式改變了環(huán)境，比如攪動沉積物和干擾微生物墊，導(dǎo)致埃迪卡拉紀生物更難獲取食物。沉積物中的一些洞穴看起來也和海葵形成的洞穴一模一樣。海葵是一種食肉動物。如果當時有類似的捕食者，那無疑將為埃迪卡拉紀生物敲響喪鐘，它們將無法逃脫。
二、消失原因海洋含氧量的下降可能導(dǎo)致了地球上第一次大規(guī)模的生命滅絕，其規(guī)模之大，可以和小行星撞擊地球?qū)е驴铸垳缃^的事件相提并論。通過測量不同類型鈾在沉積巖中的相對含量，地質(zhì)學(xué)家可以計算出數(shù)百萬年前海洋的氧含量。當周圍的水含氧量低時，巖石會吸收較重的鈾；而當含氧量高時，巖石會吸收較輕的鈾。在埃迪卡拉紀時期，沖殲海洋中的氧氣含量波動很大。在第一批動物出現(xiàn)之前不久，氧氣含量是上升的；而在它們滅絕前不久，氧氣含量則呈下降趨勢。當時海底被低氧（缺氧）水覆蓋的比例可能已經(jīng)上升到百分之六七十。相比之下，現(xiàn)代海洋的這一比例約為百分之之一。當時海洋缺氧狀態(tài)在全球范圍內(nèi)擴大，在時間上與埃迪卡拉動物的消失密切相關(guān)。當缺乏氧氣的海水慢慢漫過最初動物生命繁盛的淺海時，一些物種可能比其他物種更能適應(yīng)。許多埃迪卡拉動物是固著的，意味著它們不能移動，因此如果有快速的環(huán)境變化，它們將無法適應(yīng)，更容易滅絕。
埃迪卡拉紀的生物雖然由于其生活環(huán)境的變化導(dǎo)致生物滅絕，但是生物也是不斷進化發(fā)展的，在不斷的升級進步，而且也對于我們研究地球提供了有利的資源。
