隐生宙与显生宙之交的未解之谜

隐生宙与显生宙之交的未解之谜王大锐在地质年代中,最大的分界线莫过于“隐生宙”和“显生宙”了,前者是指寒武纪（距今约５７０百万年以前）之前的那段漫长时期。这一时期的早期,生命尚未诞生,后期有菌类和低等藻类出现,代表着大量无脊椎动物出现之前的阶段;后者则...     

寒武纪生命大爆发新解与地球海洋动物生态系统建立*

寒武纪大爆发是地球历史上唯一的动物门类创生事件, 导致所有现生动物门类几乎同时在寒武纪早期海洋中首现——地球动物树成型。显生宙之后的其他重大地质事件甚至动植物登陆过程中地球再无新的动物门类出现。因此, 寒武纪大爆发既是重大生命事件也是地质事件, 成为地球宜居性演化研究的关键。国内外许多研究团队和学者从不同的视角对寒武纪大爆发做了深入探索和思考, 取得了系列成果和认识。基于生命物质的组织层次(organismal hierarchical level)及其地质背景, 本文提出了地球早期生命宏演化包括分子水平进化、细胞水平进化和组织水平进化三大宏演化阶段。据此, 认为寒武纪大爆发的实质是原生生物细胞群“组织化”的必然结果, 并提出寒武纪动物大爆发组织“拼图”新假说(Lego Blocks Hypothesis)。寒武纪动物大爆发的突发性和爆发性是在现代板块构造体制建立和异养型消费者生态位空缺的背景下, 在全球圈层联动、全球海洋微生物和化学循环的促使下, 部分真核细胞发生“分化和特化”形成原始组织后, 快速“拼图组装”的必然结果。期间, 地球海洋生态空间(生态位)多样性剧增、动物消费者生态位空缺及其导致的古地理和生殖隔离, 成为寒武纪早期动物门类爆发的生态动力和生物发育内在需求。罗迪尼亚超大陆裂解和冈瓦纳大陆形成过程中, 全板块深俯冲为标志的现代板块构造体制的建立, 导致全球圈层联动和全球海洋微生物化学循环, 进一步加速了动物门类的生态扩张。显生宙盘古大陆演化和原、古、新特提斯洋发育过程中全球海洋生态空间多样性阈值的稳定甚至减少, 可能成为寒武纪大爆发后地球海洋再无新的动物门类出现的环境条件和地质背景制约。     

从原核到真核的早期生命演化

<正>地球生命自诞生到寒武纪生命大爆发,经历了大约三十多亿年的漫长演化,这段历史曾被称为隐生宙,寓意没有生命显现的时代。后来随着化石的不断发现,这段时期又被统称为前寒武纪,包括了冥古宙(生命出现之前)、太古宙(原核生命时代)和元古宙(真核生命时代)。从冥古宙、太古宙,到元古宙,地球生命经历了生命诞生,从原核生命到真核生命,从单细胞生命到多细胞生命,从藻类到原生动物再到多细胞动物的漫长演化过程。     

保护化石与保护地球历史

保护化石与保护地球历史潘江众所周知,地球历史的划分为：显生宙（宇）、隐生宙（宇）;太古代（界）、元古代（界）、古生代（界）、中生代（界）;寒武纪（系）、奥陶纪（系）、志留纪（系）……第三纪（系）及第四纪（系）。其主要依据仍是古生物化石。地球从形成至今...     

早期地球的环境变化和生命的化学进化

生命起源是当代最大的科学疑谜之一,也是历来人类普遍关注的一个焦点。在地球上最早的生物出现之前,有机物经历了漫长而复杂的化学进化过程,称为生命的化学进化。地球上生命的化学进化与非生物部分的早期演化过程,是密切地相互关联、相互作用并相互制约的。文章着重阐述与生命的化学关系最为密切的冥古宙和太古宙的地球演化历史,指出这两个阶段所形成的还原性原始大气和古海洋条件在生命的化学进行中起了极其重要的作用,并且从宇宙形成、太阳系演化和地球环境早期演化的角度,探讨地球生命的化学进化历程;以地球形成初期发生了一系列复杂的有机化学反应过程,由无机分子生成生物小分子,再进一步生成生物大分子,直至最后产生原始细胞。此外,文章评述当前国际上最流行的生命化学进化学说,对早期地球的化学进化是发生在地球表面的原始海洋、粘土矿物、火山喷发等,或是来源于地球之外的宇宙空间进行了综合的阐述。     

寒武纪生命大爆发探究

1　寒武纪生命大爆发被称为古生物学和地质学上的一大悬案——寒武纪生命大爆发 ,自达尔文以来就一直困扰着进化论等学术界。大约 6亿年前 ,在地质学上称做寒武纪的开始 ,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”。达尔文在其《物种起源》的著作中提到了这一事实 ,并大感迷惑…     

地质年代的单位划分及其名称溯源

地质年代的单位划分及其名称溯源地质年代是指地壳上不同年代的岩石在形成过程中的时间和顺序。它的单位分为５级,即：宙、代、纪、世、期。宙是地质年代中最大的单位,在地质发展历史中,根据生物的显著与否分成显生宙和隐生宙,在显生富内,根据生物演化的主要阶段可分...     

晚白垩世的生物绝灭

发生在白垩纪末期的生物绝灭事件是很显著的,特别引人注目的是,统治了几乎一亿四千万年的恐龙绝灭。然而这次绝灭仅仅是地球历史时期若干大的绝灭中的一幕。科学家根据消失了的生物科的百分比,指出在显生宙(最近五亿七千万年中)有五次大的动物绝灭:寒武纪末期、泥盆纪、二叠纪、三叠纪和白垩纪。有人认为第一次大绝灭是发生在奥陶纪末期而不是寒武纪末期。白垩纪末期是第二个大的绝灭。     

地质年代表

地球的历史分为“天文时期”和“地质时期”。截至目前为止,已发现的地球上最古老的岩层时代为距今46亿年。因此,通常将这一同位素年龄值作为界限,46亿年以前的阶段称为“天文时期”或者“前地质时期”;46亿年以后的阶段称为“地质时期”。地质年代表(见右图)用以表示地质时期中各地质年代单位的先后顺序,以及延续时间的同位素年龄值。隐生宙是比“代”更高一级的时间单位。它表示生命的早期阶段和保留在地层中的化石极为稀少的寒武纪以前的一个漫长时期,包括太     

问:高中生物课本地质年代表中的代和纪是什么意思?为什么表中只有第三、四纪,而没有第一、二纪?各纪的名称是怎样得来的?

答:“代”是地质年代划分的二级时间单位.一级时间单位是“宙”.隐生宙表示生命的早期阶段和保留在地层中的化石极稀少的一个地层时期,包括太古代和元古代.显生宙表示地层中开始出现大量动物化石的寒武纪及其以后的各阶段,包括古生代、中生代和新生代. “纪”是次于“代”一级的地质年代的时间单位.在地质学上,最早曾有人把地层自老而新划分为四部分:古生代为第一纪、中生代为第二纪、新生代为第三纪和第四纪.后来由于第一纪和第二纪的地层很厚,化石种类繁多,又把古生代分为六个纪,把中生代分为三个纪.因此,现在的地质年代表中没有第一纪和第二纪. 因为近代科学首先在欧洲兴起,所以地质时代的名称,最早是欧洲人根据他们的发现而命名的,后来成为全世界统一的名称. 震旦纪:“震旦”原是古代印度人对我国的称呼.震且纪这个名称,是研究了我国河北省燕山地区的元     

生命的历程系列讲座(五) 寒武纪大爆发动物器官的创新浪潮

正地球生命自距今38亿年前诞生以来,历经三十多亿年的漫长演化,直至5.41亿年寒武纪之初的崭新时代,迎来了生命演化史上最激动人心的时刻——寒武纪生命大爆发。毫无疑义,它是生命演化中物种形成最迅猛、高级分类阶元诞生最频繁、功能形态悬殊度最显著、生物结构造型可塑性最强的特大型生物大辐射事件。     

【特约论文】寒武纪大爆发的过去、现在与未来

人类探索认识寒武纪大爆发的过程先后经历了神创论、渐变论和爆发式演化思想的影响, 形成了越来越接近真理的重要科学认识。寒武纪大爆发本质上是动物门类的大爆发, 同时伴随着属种多样性的增长、体型增大、生物矿化以及海洋生态系统的重大变革。寒武纪大爆发是多因素制衡的自然历史过程, 任何单因素的内、外因驱动假说都不足以解释寒武纪大爆发的复杂过程。分子遗传基础和宜居环境分别是寒武纪大爆发的内在和外在必要条件, 但不是必要充分条件。因此, 寒武纪大爆发, 与其他所有生命演化事件一样, 必须通过生态作用实现。寒武纪大爆发是在氧气和其他资源不太受限、环境多变、生态荒芜的外在条件下, 基因发育调控系统预先高配的内在条件下, 发生的动物门类大爆发。在埃迪卡拉纪晚期, 多细胞的文德生物与动物采取了不同的体型发育策略和演化途径, 共享海底两千万年后, 文德生物灭绝。此后, 动物在寒武纪最初的两千万年间快速分异演化, 产生了大量演化结局各不相同的动物门类, 生态适应策略同步分化, 形成了以动物为主导的海洋生态系统, 踏上显生宙的演化征程。目前对寒武纪大爆发的探索和研究存在着偏向性或局限性, 主要关注动物门类演化和生存环境氧化还原条件, 没有将海洋生态系统作为统一整体开展全面系统的研究工作。未来探索有必要在全球范围内开展广泛全面的研究工作, 揭示寒武纪大爆发时期海洋生态系统的时空演变。     

大自然五千万年的鬼斧神工 鲸的起源与进化

每种经历了千万年的自然选择过程中不可胜数的变化与阶段的现存生物都包含了10亿到100亿比特(bit)的基因信息。这一选择过程使生命能适应难以想象的多样的物质环境。生物多样性——世界可提供的基因库——是地球最有价值最不可替代的资源之一。这一观点明显超越了对地球及其生物的利用,并把地球当作资源的来源和去路的人类中心主义。生物多样性是集中于特定地区的百万年的进化的产物。因此,每个国家有理由像保护其民族历史、语言和文化那样保护生物多样性。查尔斯·哈珀(美国当代学者)     

达尔文的难题与三叶虫的复眼

就在达尔文乘坐“贝格尔”号远赴南美洲,5年与大自然的接触经历动摇了他物种固定不变的信念时,一位名叫罗德里克·莫奇逊(RoderickMurchison)的英国贵族也放弃往日猎狐的爱好,潜心研究起志留纪最底部的岩层。这一岩层距今近6亿年,我们现在已经称之为寒武纪。莫奇逊发现,多数主要的生物类群差不多都是从这一时期开始出现的,作为一位虔诚的基督徒,他相信自己找到了上帝最初决定生物在地球上生居的时期。特别是在仔细观察了三叶虫的复眼后,莫里逊对生命出现之初就已经设计得如此完善精妙感慨不已,他赞叹道:“创生的第一道命令出现时,无疑的保…     

地球上最早的生物是何时出现的?

根据同位素年龄的测定,地球诞生已经有45-60亿年了,从古至今经历了千变万化。现代地球上植物丛生,动物繁多,人类活动在各个领域。可是,今天的生物和人类都是从无到有,从少到多,从低等到高等逐渐地、长期地演化而来的。在早期漫长的岁月里地球上是没有生命的,那末地球上最早的生物是何时出现的呢?这个问题长期以来一直吸引人们的注意。过去古生物学工作者研究化石主要是从寒武纪(大约距今5.7亿年)开始的地层中     

关于生命的起源

几种可能的答案地球上生命怎样来的呢?这里有几种可能的答案:(1)生命没有起源。物质和生命永恒存在。宇宙间任何星球变化到可以居住生物时,生命的“种子”便由宇宙的某处移过来。因此,地球上的生命是从其他星球而来的。(2)生命在超自然因素的作用下在地球上出现。这是神造说。(3)地球上生命是通过地球表面上的化学过程,通过物质的逐步变化发展,在特殊条件下逐渐发生的。恩格斯在“自然辩证法”里批判了前两种说法,主张第三种观点。现代科学支持恩格斯关于生命起源的辩证唯物主义观点。     

植物是怎样发生的?

关於地球上生命发生的问题,关於各种植物和动物出现的问题,从最古的时候起就为人们所注意。各种宗教从古代开始,就说生物正如地球本身一样,是由於神的创造活动产生出来的。神似乎“赋予”死的物质以某种精神原基,而这种原基就是生命的本质。认为神创造地球上一切现存植物种和动物种、并认为这些种从当时起就一直保持到现在的神话,在很长一个时期占据统治地位。这种宗教的教条现在还为某些资产阶级的科学家,以非常隐秘的方式保留着。他们说生物有一种特别的精神“生命力”,说有机体有一种使它的构造和机能合理化的意图等等。但是,先进人们爱好研究的智慧,在古代就已经不满足宗教对於世界和生命起源问题的解释。伟大的古希腊哲学家德谟克利特企图唯物地解释生命的产生     

破解大熊猫密码

大熊猫是中国的国宝,其憨态可掬的形象为世界各地人们所熟知和喜爱,在一些特定场合甚至成了中国元素的标志。大熊猫至今已经在地球上生活了几百万年,是名副其实的“活化石”。     

生命的历程系列讲座(八) 寒武纪生命大爆发概念形成与影响

<正>2017年有一则新闻颇受关注,就是"寒武纪芯片",一款由中国科学院科研人员设计制作的芯片一举达到了国际一流水平。中国从此有了自己的高端芯片,摆脱了长期以来受国际芯片打压的困境,将迎来人工智大爆发的时代。那么,为什么要将芯片冠以"寒武纪",寒武纪究竟何以提上这样的高度,被跨领域的同行捧为至高无上的标志。原来,发生在距今5.2亿年前的寒武纪生命大爆发是地球生命史上里程碑式的演化事件,其规模和强度前所未有,与之前生命世界形成截然不     

生物进化事件的出现及其规律：“天地生人”系列讲座（五）

古生物学家在研究化石的过程中,发现了这样一条规律：在长达几万年、几十万年、甚至几百万年的时间内,生物的形态往往处于停滞状态,至多只发生轻微的变化。这种现象在生物的进化史上是非常普遍的。古生物学家称它为“长期的形态停滞”现象。与此相对应,在生物的进化史...