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》了解地球的过去，理解地球的现在，知晓地球的未来，是地球人的权利和义务。地球存在生命的条件地球存在生命一、地球大气圈中CO2、CH4、O2的两次明显的阶段性跳跃与生命演化的关系CO2CH4、O24.53.52.51.50.50Ga地球生命历史（35亿年）占地球历史（46亿年）的3/4，地球历史是生命与地球长期相互作用、协调进化的历史。地球当今适合生物圈存在的特殊状态依靠生物圈与其他圈层的相互作用来维持和调控。蓝细菌原始生物出现

CO2CH4、O24.53.52.51.50.50Ga蓝细菌现在地质学家们用“碳十四辐射检查仪”，碳十四测量，是今日科学界公认最可靠准确的测龄方法，因为碳十四元素的辐射稳定，有固定的速率。从物质内的碳十四消失情形来看，就可估出其年龄。）原始生物出现

生命不是仅仅被动地适应环境，它还通过生物过程前列地作用于地球环境。它们之间是协调演化的的关系。震旦纪地球大气圈中CO2、CH4、O2的两次明显的阶段性跳跃与生命演化的关系CO2CH4、O24.53.52.51.50.50Ga蓝细菌埃迪卡拉纪震旦纪原始生物出现

元古宙：最初的生命的意思；这时出现了海生藻类和海洋无脊椎动物。地史上把新元古代末震旦纪层称震旦系。由于古印度人称中国为Cinisthana，在佛经中被译为震旦，故名震旦纪。

古代印度人，常在Cīna一词前再加上mahā一词，成为Mahācīna，音译“摩诃至那”，意思是“大至那”或者“伟大的至那”，其中往往也有表示对中国尊崇的意思。也有的在Cīna后面加上sthāna一词，成为Cīnasthāna，佛经与中国史书里译作“真旦”“振旦”“震旦”或者“摩诃震旦”，意思是“支那国”或“伟大的支那国”。1924年，印度大诗人泰戈尔来中国访问，梁启超为他取了一个颇有意思的汉名“竺震旦”，就取义于此。的。二、震旦纪1、名称来由：2、从生物地层学的角度看，将后生动物的大量出现和高级藻类的繁盛，作为一个新纪的开始是有根据的。CO2CH4、O24.53.52.51.50.50Ga无性生殖有性生殖生物演化的特点：RNA和DNA从生物地层学的角度看，将后生动物的大量出现和高级藻类的繁盛，作为一个新纪的开始是有根据的。3、地质构造

震旦纪地层在中国最先被调查研究，是在中国命名的一个地质年代单位。1922年，A.W.葛利普在《震旦纪》一文中，将这地层明确为系一级年代地层单位，其范围包括泰山群或五台群变质岩层之上，寒武纪地层之下的一套不变质或仅轻微变质的地层。1982年7月，基本确定中国湖北西陵峡东部震旦系剖面为其标准剖面。（现在时间已做更改）。原来认为中国是震旦系发育最好的国家，地层完整，剖面清楚，分布广泛。因此，我国很早就把震旦系列入我国地质年代表中。澳大利亚南部埃迪卡拉山区则更为典型代表（1）淮南生物群遗迹（heritageofHuainanBiota）为最早出现的无壳后生动物化石群。产于安徽省八公山南华系下统淮南群下部刘老碑组，距今8亿～7.5亿年前。其特征是动物体没有硬壳，化石是以软躯体的印模和活动的遗迹保存的。主要是一些蠕虫类、宏观藻类，共生的有带藻和疑源类植物的组合。如宏观藻类、蠕虫类以及海生藻类中的带藻等。淮南生物群的明显特征是，虽已出现许多类型的后生动物，但在数量、地理分布、生物体结构上都显示初发的特征，不仅数量不丰富，地理分布不广，而且生物体也比较小，结构较简单。淮南生物群发现的意义是，表明最早出现在地球上的后生动物是裸体的，它们身体内部还不具有分泌硬壳或骨骼的能力。4、典型分布区及生物（2）埃迪卡拉动物群

到了距今6.8～6亿年时，一大群软体躯的多细胞无脊椎动物（无壳后生动物）终于发展到高峰，这就是埃迪卡拉动物群的出现；该动物群化石产于澳大利亚南部埃迪卡拉山前寒武纪末期的地层中，共计8科22属31种，包括腔肠动物、环节动物、节肢动物等。其特点是动物体增大，门类增多，结构变得复杂，生活方式多种多样。而且，该动物群化石在世界各地广泛分布，表明当时该动物群是海洋中的真正统治者

[1]

。查恩盘虫狄更逊水母(Dickinsonia),海生生物。体长5-12.5厘米,生活距今6亿年前的澳大利亚查恩盘虫(Charniodiscus),海生生物高20厘米，生活于距今5.7亿年的澳洲和北美海底。5、代表性生物斯普里格蠕虫(Spriggina),海生生物。体长7.5厘米,体重0.5kg。生活于距今5.7亿-6亿年前的澳洲,非洲和欧洲部分地区

海鰓缨鳃虫距今5.45亿——4.9亿年寒武纪生命大爆发寒武纪的概念及分类寒武纪生物群特征寒武纪生物大爆发寒武纪生物大爆发的发现寒武爆发的原因探讨寒武纪的概念及分类寒武纪是古生代的第一个纪。“寒武”源自英国威尔士的古拉丁文“Cambria”。日文音译，我国沿用。1936年赛德维克在英国西部的威尔士一带进行研究，在罗马人统治的时代，北威尔士山曾称寒武山，因此赛德维克便将这个个时期称为寒武纪。寒武纪开始于距今5.42亿年，延续时间为5370万年。

寒武纪分为早寒武纪、中寒武纪、晚寒武纪，分别以贺尔姆虫、奇异虫和油栉虫为代表。

寒武纪生物群特征动物群以具有坚硬外壳的、门类众多的海生无脊椎动物大量出现为其特点，是生物史上的一次大发展。其中三叶虫最为常见，是划分寒武系的重要依据。其它尚有无铰、几丁质外壳的腕足类小舌形贝、小园货贝以及古杯类和软舌螺等。植物群以藻类为主，还有一些微古植物。寒武纪三叶虫群分区现象特别明显。动物地理区主要有两个，即东方太平洋区和西方大西洋区。大西洋动物群，其分布范围包括大西洋两岸，如西北欧及美洲最东部新英格兰地带。太平洋动物群，则以莱德利基虫、库庭虫和褶盾虫为代表。寒武纪生物群落JellyfishScavengingtrilobite原古杯

(Archaeocyatha)寒武纪古杯礁奇特的海底景观和固着营底栖生物群落寒武纪三叶虫化石照片水母状生物---Eldonia生态景观灰姑娘虫（上）和谜虫（下）复原图娜羅虫类（Naraoiids)生态景观

昆虫远祖的远祖---抚仙湖虫生态景观浮游双瓣壳节肢动物奇虾的猎食景观（奇虾是寒武纪早期巨型食肉类动物最重要的代表）云南虫觅食和栖息景观大爆发时期的动物祖先，它们是地球上最早使用氧气的生命寒武纪的海底世界寒武纪早期海洋地质横切面寒武纪生物大爆发

在寒武纪开始后，绝大多数无脊椎动物门在几百万年的很短时间内出现了。这种几乎是“同时”地、“突然”地出现在寒武纪地层中门类众多的无脊椎动物化石(节肢动物、软体动物、腕足动物和环节动物等)，而在寒武纪之前更为古老的地层中长期以来却找不到动物化石的现象，被古生物学家称作“寒武纪生命大爆发”，简称“寒武爆发”。

寒武纪时代发生了地质史上最惊心动魄的生命大爆发，正是这一时代的生命大爆发为寒武系的地层提供了丰富的有机质，使寒武系成为我国页岩气发育的有利层系。我们坚信中国页岩气勘探在寒武系中一定会有大的突破，因为只有大的突破，才能顺应寒武系这样大的生命爆发。生物进化

这个时期，带壳、具骨骼的海洋无脊椎动物趋向繁荣，它们营底栖生活，以微小的海藻和有机质颗粒为食物。其中，最繁盛的是节肢动物三叶虫，其次是腕足动物、古杯动物、棘皮动物和腹足动物。在潮湿的低地，可能分布有苔藓和地衣类的低等植物，但它们还缺乏真正的根茎组织，难以在干燥地区生活；无脊椎动物也还没有演化出适应在空气中生活的机能。寒武纪没有真正的陆生生物，大陆上缺乏生气，荒凉一片。

寒武纪的生物形态奇特，和我们现在地球上所能看见的生物极不相同。比较著名的有早寒武世云南的澄江动物群、加拿大中寒武世的布尔吉斯页岩生物群。澄江动物群布尔吉斯页岩动物群寒武纪生物大爆发的发现云南澄江动物群澄江动物群是寒武爆发的典型代表，它是世界上目前所发现的最古老、保存最为完整的带壳后生动物群。该动物群是我国青年古生物学家侯先光1984年在云南澄江县帽天山首先发现的。这是一个内容十分丰富、保存非常完美，距今约5.7亿年的化石群，其成员包括水母状生物、三叶虫、具附肢的非三叶的节肢动物、金臂虫、蠕形动物、海绵动物、内肛动物、环节动物、无绞纲腕足动物、软舌螺类、开腔骨类，以及藻类等，甚至还有属于低等脊索动物或半索动物(如著名的云南虫)等。由于许多动物的软组织保存完好，为研究早期无脊椎动物的形态结构、生活方式、生态环境等提供了极好的材料，同时也成为了探索地球上大壳后生动物爆发事件的重要窗口。

澄江动物群广泛涉及到地球科学和生命科学中许多长期亟待解决的重大疑难问题，同时又孕育着重大突破的科学研究领域，受到当今科学界的极大关注。比如：达尔文的进化论认为：生物演化是一个长期而缓慢的渐变过程，生物存在共同的原始祖先，经漫长的由简单到复杂、由低等到高等，通过生存竞争、自然选择、优胜劣汰、适者生存而发展和演化。然而，澄江动物群所展示的地球早期生命的突发性、多样性及统一性无疑对达尔文理论进行了进一步补充。

澄江动物群与渐变进化论云南虫到人进化之路：云南虫鱼类两栖类爬行类哺乳动物和人寒武爆发的原因探讨

寒武爆发吸引了无数的古生物学家和进化论者去寻找证据探讨其起因。100多年以来的证据产生出解释寒武爆发的两种基本观点。

一种观点认为，寒武爆发是一种假象，这是某些达尔文或新达尔主义者所持的观点。由于进化是渐进的，所谓的“爆发”只是表明首次在生物化石记录中发现了早在前寒武纪就已经广泛存在并发展的生物，其它的生物化石群则可能由于地质记录的不完全而“缺档”，造成这种“缺档”的原因是前寒武纪地层经历着热与压力，其中的化石被销毁了。由于发现前寒武纪化石沉积层中存在大量象细菌和蓝藻这样简单的原核生物，因而这一解释不再有说服力。另一种观点认为，寒武爆发代表了生物进化过程中的真实事件，科学家从物理环境和生态环境的变化两个方面来解释这一现象。1965年，两位美国物理学家提出了寒武爆发是由于地球大气的氧水平这个物理因素造成的。他们认为，在早期地球的大气中含有很少或根本就没有自由氧，氧是前寒武纪藻类植物光合作用的产物并逐渐积累形成的。后生动物需要大量的氧，一方面用于呼吸作用，另一方面氧还以臭氧的形式在大气中吸收大量有害的紫外线，使后生动物免于有害辐射的损伤。

生物学家则从生物本身的生态关系来探讨这一问题，因为地质学的证据否定了这种氧理论的观点。大约在距今10亿年至20亿年之间广泛沉积层中含有大量严重氧化的岩石，这说明在这一时期内已经存在足够生命爆发的氧条件。因而生物学家从两个重要事件的出现来探索造成寒武爆发的原因，即有性生殖的产生和生物收割者的出现。

从化石资料来看，真核藻类大约在9亿年前出现了有性生殖，实际上，有性生殖出现得更早。有性生殖的发生在整个生物界的进化过程中有着极其重大的作用，由于有性生殖提供了遗传变异性，从而有可能进一步增加了生物的多样性，这是造成寒武爆发的原因之一。

生物收割者假说是美国生态学家斯坦利提出的，是一种解释寒武爆发的生态学理论，即收割原则。斯坦利认为，在前寒武纪的25亿年的多数时间里，海洋是一个以原核蓝藻这样简单的初级生产者所组成的生态系统。寒武爆发的关键是草食收割者的出现和进化，即食用原核细胞(蓝藻)的原生动物的出现和进化。收割者为生产者有更大的多样性制造了空间，而这种生产者多样性的增加又导致了更特异的收割者的进化。营养级金字塔按两个