生命的历程系列讲座（十二） 奥陶纪无脊椎动物的大发展

正奥陶纪距今4.85-4.43亿年,是古生代第二个时代。奥陶纪海洋无脊椎动物获得了极大发展,是海洋生物最主要的类群。在世界范围内的生物辐射事件再次发生,即所谓的"奥陶纪生物大辐射"。在演化层次和分类等级上,这次大辐射虽逊于"寒武纪大爆发",但其辐射规模远大于后者,是寒武纪的3倍。寒武纪生命大爆发主要体现在门纲级别的生物大辐射,而奥陶纪大辐射则在目、科、属级别的生物类群获得极大丰富     

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…     

生命的历程系列讲座(三) “寒武纪生命大爆发”再揭秘

<正>距今约5.3亿年前,一场地球生物进化史上最为壮观的"寒武纪生命大爆发""骤然"上演,几乎所有门类现生动物的祖先分子在很短的时间里涌现了出来,其复杂而多样的生命形态与之前漫长演化过程中出现的原始生命体截然不同。达尔文的困惑——谜题的产生其实,早在一百五十多年前,这一奇特而重大的生物进化事件就引起了达尔文的高度关注。那时,科学界还没有发现寒武纪之前的化石,     

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。     

动物起源和寒武纪大爆发——序言

动物起源和寒武纪大爆发是生命史上重要的演化创新事件.为展示相关领域的最新进展,特组织主题为"动物起源和寒武纪大爆发"的论文专辑.作为专辑序言,本文概述了动物起源和寒武纪大爆发领域的科学意义和当前研究趋势,并简要介绍了本专辑的内容.专辑包含了来自13个研究单位共42位作者的12篇论文,包括特约综述论文1篇和研究论文11篇...     

【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。     

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。     

加强保护研究,促进科学发展——化石保护研究探讨

<正>中国辽阔的国土上广泛发育有从几十亿年前的太古宙到近代第四纪的地层,其地层剖面之连续完整,所含化石之丰富,堪称世界之最。已成为当代国际古生物研究的热点地区,成为世界古生物学家的"圣地"。中国古生物学家从古老的寒武纪地层中发现了地球上第一条鱼,揭开了寒武纪生命大爆发的面纱。发现了世界上最早的身披羽毛的恐龙,提供了鸟类起源于恐龙的最好化石证据。他们相继发现了世界上最古老的龟、最早的哺乳动物、最早的花朵、最早的树根等,并不断     

寒武纪早期岩家河生物群:研究进展和展望*

埃迪卡拉纪-寒武纪转换时期动物的起源、演化和"寒武纪大爆发"一直是国际古生物学界研究的热点问题,其中寒武纪早期小壳化石群与埃迪卡拉纪化石群和寒武纪早期澄江化石库之间的内在关系是古生物学界研究的难题,其主要原因是寒武纪早期与小壳化石群伴生的宏体动、植物化石的缺乏。发现于峡东地区的寒武纪早期岩家河生物群填补了这一缺失环节,该生物群包含宏体动物、宏观藻类、小壳化石、球形化石(可能的胚胎化石)、微古植物和蓝菌类等化石,部分宏体化石显示了从埃迪卡拉纪向寒武纪过渡色彩。化石保存方式有碳质膜、黄铁矿化、磷酸盐化、硅化。因此对岩家河生物群生物多样性和埋藏学进行综合研究,将可提供纽芬兰世(梅树村期)碳酸盐台地—碳酸盐台地内部的局部凹陷盆地相的一个较完整的生物景观图,对探索"寒武纪大爆发主幕"前夕生物的辐射、演化模式及保存机制具有重要的科学意义。     

生命的历程系列讲座(七) 化石见证寒武纪生命大爆发

正20世纪80年代,我国科学家发现了澄江动物群,为解开寒武纪生命大爆发之谜提供了大量详实的关键证据。现在,我们已经知道寒武纪时代曾涌现了一大批现代动物门类的祖先,生物已广泛分布于海洋浅海区各个区域和不同的水层中,生物间已然建立起了较为复杂的多级食物链,完整的生物谱系框架已搭建完成,由此产生的巨大影响一直延续至今。那么,科学家是采用什么手段和方法,如何通过一块块化石,抹去覆盖在化石上的历史尘     

寒武纪早期四方塔型壳属的胚胎发育及其系统学意义

寒武纪大爆发是生命演化史上重要的创新事件.我国澄江动物群(距今约5.18亿年)代表了寒武纪大爆发的高潮,而产自寒武系最底部,时代上早于澄江动物群的宽川铺生物群(距今约5.35亿年)则为研究寒武纪大爆发的第一幕提供了重要的埋藏窗口.宽川铺生物群产自陕南宁强、西乡等地寒武系底部宽川铺组钙质磷块岩和磷质碎屑灰岩中,以保存了大...     

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...     

遗迹歧异度（ichnodisparity）：另眼看寒武纪生命大爆发

遗迹歧异度作为评估生物成因构造中形态轮廓变化的概念被引入,它揭示出造迹生物个体轮廓、运动系统和行为过程的主要创新。遗迹歧异度是基于形态结构设计的测量鉴别,而遗迹多样性是指遗迹分类的数量,即遗迹属或遗迹种的数量。本文统计前寒武纪-寒武纪之交(埃迪卡拉纪和寒武纪纽芬兰世、第二世)的88个遗迹属,并鉴定出40个形态结构设计类型,其中前寒武纪包含22个形态结构设计类型,遗迹多样性为32;寒武纪遗迹形态结构设计类型为38个,遗迹多样性为82。前寒武纪-寒武纪之交的遗迹化石资料显示,埃迪卡拉纪和寒武纪幸运期之交是遗迹多样性与遗迹歧异度的突变期,两者数量均显著增加。这表明造迹生物在数量上急剧增加,在形态类型上更加多样,造迹生物的个体轮廓、运动方式以及行为过程都渐趋复杂、多样,有力地支持了寒武纪生命大爆发事件。遗迹歧异度和遗迹多样性相结合,将会进一步增强遗迹学在演化古生物学中的重要性。     

对三峡地区发现的古老足迹化石的评述

我国三峡地区发现的已知最古老足迹化石,使远古动物开启步行时代前推到了5.51亿年前,为两侧对称动物在晚前寒武纪末就已出现提供了依据,也为寒武纪生命大爆发可能开启于寒武纪前提供了有意义的信息。这一发现进一步提高了足迹化石在研究古老动物行为和了解重大生物事件所具有的价值。     

【专辑序言】动物起源和寒武纪大爆发——序 言

动物起源和寒武纪大爆发是生命史上重要的演化创新事件。为展示相关领域的最新进展, 特组织主题为“动物起源和寒武纪大爆发”的论文专辑。作为专辑序言, 本文概述了动物起源和寒武纪大爆发领域的科学意义和当前研究趋势, 并简要介绍了本专辑的内容。专辑包含了来自13个研究单位共42位作者的12篇论文, 包括特约综述论文1篇和研究论文11篇。专辑不仅评述了相关领域的现状和未来发展趋势, 也展示了我国学者在该领域取得的部分新进展。这些进展涉及华南和华北数个特异埋藏化石库, 比如埃迪卡拉纪石板滩生物群、寒武纪宽川铺生物群和寒武纪凯里生物群等, 并涵盖了海绵动物、刺细胞动物、腕足动物、三叶虫和双瓣壳类节肢动物以及分类位置尚不明确的疑难动物化石等诸多类群。     

攻掠与防御的演化——奇虾与莱德利基虫的故事

在地质年代表中 ,寒武纪是地球生命演化史上的重要分水岭 ,它界于隐生宙与显生宙之间。所谓“显生宙” ,从字面上可以看到 ,是现代生物显现演化的跨度空间。事实上 ,绝大部分的多细胞动物“门”类 ,最早就形成于寒武纪初期。就是从寒武纪初期的几百万年起 ,纷繁驳色、丰富多彩的生物喧闹充满了全球各地的海洋 ,如同旭日东升 ,隐生宙的旷古沉寂在生命喷薄而起的昂扬凯歌声中散尽了。古生物学家将此称为“寒武纪大爆发” ,确实 ,与４６亿年漫长的地球生命历史比较 ,几百万年只是短暂的瞬间 ,仅相当于１天２４小时中的１秒钟而已。对“寒武纪大…     

寒武纪生命大爆炸

寒武纪生命大爆炸陈孟莪人们把寒武纪（距今５．４～５．０亿年间）动物生命的迅速适应辐射,称为“寒武纪生命大爆炸”（ＣａｍｂｒｉａｎＥｘｐｌｏｓｉｏｎ）。寒武纪被称为创造“门”的时代,从原口动物各门到后口动物各门,各种基本造型都已奠定,其化石广布于世界许...     

生命的历程系列讲座(六) 海洋动物多层次生态分布从那时形成

正5.2亿年前,古老的海洋开始喧嚣起来,各类生物纷纷登台亮相,从低等的海绵动物到高等的脊椎动物,包括了几乎所有现生动物门类的原始祖先分子,它们共同演绎了地球历史上最为壮观的寒武纪生命大爆发。这样的海洋生物大发展的场景,不仅在动物门类的多样性,动物食物链的复杂性,而且在动物生态分布的多层次,都     

再论寒武纪大爆发与动物树成型

显动宙(也译为显生宙)创新大爆发导致了动物门类的幕式出现,并非"瞬间"或"同时发生".狭义寒武纪大爆发代表三胚层动物的首次大辐射,包括2大幕(不宜定义为"序幕"和"主幕"):第一幕为"小壳幕",规模较大.基本完成了原口动物亚界中触手担轮类和蜕皮类两大谱系的轮廓构建;第二幕以澄江动物群为代表,它既延续并扩展了前期海绵类、双胚层动物和原口动物的兴旺,更诞生了后口动物亚界完整的"5+1类群":即全部五大现生类群(棘皮类、半索类、头索类、尾索类、脊椎类)的原始代表和"遗失了"的古虫动物门.至此,随着多数动物门类的陆续面世,大爆发宣告基本终结.该爆发的前奏即"埃迪卡拉幕","试验性"地创造了各种成功的和不成功的基础动物和原口动物的少数先驱.寒武纪爆发与其前奏之间并无实质性间断,可合称为显动宙早期创新大爆发,它导致了整棵动物形态树的框架成型.