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這兩天浮躁，遂有此篇。。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 上篇說(shuō)到，在埃迪卡拉紀(jì)（6.2~5.42億年），地球上生命演化出現(xiàn)了一個(gè)小高潮，隨后走向大滅絕。但不久，生命又迎來(lái)了它的另一次狂歡，開(kāi)啟了更為壯麗一幕！ 寒武紀(jì)生命“大爆發(fā)” 這個(gè)標(biāo)題實(shí)在是再熟悉不過(guò)了，地球上絕大部分動(dòng)物的老祖宗都出現(xiàn)在這個(gè)時(shí)候，帶硬殼或長(zhǎng)骨骼的硬體動(dòng)物出現(xiàn)，保留了大量化石，其他生物類型也大大的分化。網(wǎng)上有許許多多關(guān)于這方面的科普資料，我就不多說(shuō)了。 不過(guò)，也許你會(huì)注意到，這個(gè)小標(biāo)題加了個(gè)引號(hào)，寒武紀(jì)生命“大爆發(fā)”。難道這不是真正意義上的大爆發(fā)么？爆發(fā)，給人的印象是，在極短的時(shí)間內(nèi)大量地出現(xiàn)。如果用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)去衡量這次生命事件，是不符合爆發(fā)的要求的。這次“大爆發(fā)”持續(xù)了大約兩千萬(wàn)年，非常的長(zhǎng)，如果算上埃迪卡拉紀(jì)后期的三千萬(wàn)年，可能總共經(jīng)歷了五千萬(wàn)年之久。所以，用大爆發(fā)不大合適?？紤]到生物門類在這段時(shí)間的大量出現(xiàn)，也許用“大輻射”更好一些。 另一方面，這次壯觀的生物事件也不是憑空出現(xiàn)，它是建立在更早的演化基礎(chǔ)上的。地質(zhì)學(xué)家找到了越來(lái)越多的證據(jù)，表明寒武紀(jì)的一些生物在早期的埃迪卡拉生物群中就可能出現(xiàn)了，比如寒武紀(jì)海洋中的霸主三葉蟲，就在埃迪卡拉紀(jì)的地層中留下了足跡。所以，這次大輻射事件其實(shí)是生物長(zhǎng)期演化的結(jié)果。再者，因?yàn)榛涗浀牟煌陚湫裕粗挥袠O少部分生物變成了化石），更早期的繁榮生物圈并沒(méi)有被記錄下來(lái)，導(dǎo)致人們誤認(rèn)為在寒武紀(jì)之前，地球是一個(gè)荒涼的世界。其實(shí)，更早期的地球（海洋中）應(yīng)該是欣欣向榮的。（更多內(nèi)容請(qǐng)看上一篇） 但，在寒武紀(jì)的這次生命大輻射中，出現(xiàn)了大量不同于以往的生物，還是吸引了大量的科學(xué)家的目光，都在問(wèn)一個(gè)為什么。遺憾的是，到目前為止，還沒(méi)有找到一個(gè)確切的答案，不同研究方向的學(xué)者給出了各種各樣的假說(shuō)。比如，臭氧層大概在這個(gè)時(shí)候形成，自由氧含量可能進(jìn)一步升高，足以支持大型的硬體生物存活。在上一篇中提到的“雪球事件”也許起到了很大的作用（具體討論見(jiàn)上一篇）。從生物學(xué)的角度來(lái)看，這也許是生物基因積累到一定程度的結(jié)果（提供足夠的變異），也有人推測(cè)捕食關(guān)系出現(xiàn)在這個(gè)時(shí)候，進(jìn)一步加速了演化。每種解釋都有自己的道理，但還沒(méi)有達(dá)成共識(shí)。但可以肯定的是，這么大的事件不會(huì)只有一個(gè)原因，應(yīng)該是多種因素共同控制的結(jié)果。 帽天山，著名的云南澄江生物圈的發(fā)現(xiàn)地。圖片來(lái)自ynchcc.org 當(dāng)時(shí)熱鬧的海底世界（想象圖）。圖片來(lái)自humboldt.edu 流水賬 好了，接下來(lái)的全球史，我寫不出更多的故事了，好故事都是我不擅長(zhǎng)的領(lǐng)域了，比如，生物圈那些事兒。。。下面就寫點(diǎn)流水賬吧。這部分可以結(jié)合第八篇一起看。 在寒武紀(jì)（5.42~4.88億年），氣候溫和，大部分的陸地處于赤道兩側(cè)，沒(méi)有冰川。很大一部分陸地被海水覆蓋，成為水深不大的大陸架，非常適合海洋生物生存，所以，海洋生物非常繁盛。這個(gè)時(shí)候生物尚未登陸，陸地還是一片荒涼。 到了奧陶紀(jì)（4.88~4.43億年），世界上的主要大陸在慢慢地向南漂移，直到末期，非洲、印度、南美洲、澳洲、南極洲等一些大陸進(jìn)入南極圈。而且，這個(gè)時(shí)候地球還是降溫，在南極發(fā)育大陸冰蓋。隨著南極冰蓋的發(fā)育，海平面大大下降，破壞了原有的海洋環(huán)境，造成了地球歷史上第一次生物大滅絕。而且，這次冰蓋時(shí)間可以分為兩期（有人認(rèn)為更多），海平面的多次升降，使得這次滅絕事件成為顯生宙以來(lái)（5.42億年以來(lái)）大第二大生物滅絕事件,越60~70的物種滅絕，曾經(jīng)稱霸一時(shí)的三葉蟲從此也一蹶不振。 奧陶紀(jì)末南極的形勢(shì)。那個(gè)時(shí)候的撒哈拉沙漠處于南極點(diǎn)（South Pole）附近，白色部分為冰蓋的可能位置。圖片來(lái)自 接下來(lái)是志留紀(jì)（4.43~4.16億年），剛開(kāi)始受生物滅絕的影響，生物圈一片凋敝。但隨后，氣候逐漸穩(wěn)定，海平面慢慢恢復(fù)，地球進(jìn)入了一個(gè)長(zhǎng)期的溫暖期。生物圈也緩過(guò)神兒來(lái)，開(kāi)始走向下一個(gè)繁盛。在赤道地球，海水淹沒(méi)了大部分陸地，水也不深，水溫適宜，珊瑚開(kāi)始大量生長(zhǎng)。早期的魚類也開(kāi)始出現(xiàn)并大量繁殖，脊椎動(dòng)物出現(xiàn)了。而目前陸生生物最確切的證據(jù)也發(fā)現(xiàn)于志留紀(jì)的底層中，是植物，說(shuō)明那個(gè)時(shí)候，生命開(kāi)始涉足大陸。 泥盆紀(jì)（4.16~3.59億年），絕大部分時(shí)候氣候溫暖而穩(wěn)定，氣溫遠(yuǎn)比現(xiàn)在高，北半球的亞熱帶可能延伸到北緯60°，南半球溫度稍低一些。這個(gè)時(shí)候，海洋中的魚類極為繁盛，種類多樣，被稱為“魚的時(shí)代”，溫暖而又淺水大陸架造就了規(guī)模巨大的珊瑚。在陸地上，植物繁茂，可能已經(jīng)形成了一定規(guī)模的森林，并出現(xiàn)了種子植物，這就大大降低了植物繁殖對(duì)水的依賴，擴(kuò)大了植物的生長(zhǎng)范圍。一些原始的節(jié)肢動(dòng)物和昆蟲也入侵陸地，在泥盆紀(jì)將要結(jié)束的時(shí)候，魚類也開(kāi)始登陸，進(jìn)化成早期的兩棲類。在泥盆紀(jì)末期，又發(fā)生了一場(chǎng)嚴(yán)重的滅絕事件，對(duì)珊瑚影響最為嚴(yán)重，稱為弗拉階—法門階事件。這是生物大滅絕的原因可能是南半球的冰期事件，造成了全球氣溫的降低，使得溫暖海水中的生物大量死亡。也有人認(rèn)為是由地外星體撞擊造成的。 之后，是石炭紀(jì)（3.59~2.99億年）。顧名思義，這就是形成碳的時(shí)代呀。這個(gè)時(shí)代，全球氣候異常溫暖濕潤(rùn)，植物已經(jīng)完全適應(yīng)了陸地生活，十分高大。地球上到處是蕨類森林，它們死后，被埋藏在底下，形成了煤。這是地球上第一個(gè)大規(guī)模形成煤的時(shí)代，我國(guó)山西、陜西、河南的煤主要就形成于這個(gè)時(shí)代。而登陸的動(dòng)物也有了進(jìn)一步的發(fā)展，有些擺脫了對(duì)水的依賴，適應(yīng)干燥的環(huán)境，而且有些個(gè)頭十分巨大。到了石炭紀(jì)的晚期，氣候又開(kāi)始冷起來(lái)，極地地區(qū)開(kāi)始發(fā)育冰蓋，但在赤道地區(qū)仍相當(dāng)濕暖。 石炭紀(jì)的森林（想象圖）。圖片來(lái)自museumoftheweird.com 石炭紀(jì)之后，就是二疊紀(jì)（2.99~2,51億年）。在二疊紀(jì)的早期，延續(xù)了石炭紀(jì)的氣候特征，隨后又開(kāi)變得溫暖起來(lái)。陸生的脊椎動(dòng)物進(jìn)一步發(fā)展，體長(zhǎng)可達(dá)數(shù)米。植物中，松柏類也以及出現(xiàn)。陸地氣候變得非常干燥，隨著泛大陸的最終拼合有關(guān)，因?yàn)榇笃年懙貙?dǎo)致海洋水汽難以到達(dá)內(nèi)陸，造成干旱，就像今天的中亞。在二疊紀(jì)末期，發(fā)生了地球生物史上最嚴(yán)重的一次滅絕事件，超過(guò)95%的海洋生物和70%的陸地生物滅絕了。其實(shí)，這次滅絕事件有兩次次級(jí)事件組成，一次發(fā)生在2.62億年作用，一次發(fā)生在2.52億年左右。造成這種滅絕事件的原因還不清楚。一種比較懶的解釋是外星撞擊。但更可能和火山噴發(fā)有關(guān)。在二疊紀(jì)末期，全球發(fā)生了兩次大規(guī)模玄武巖噴發(fā)事件，大量的玄武巖直接噴出或溢出地表，比如我國(guó)峨眉山地區(qū)，就有大量的這個(gè)時(shí)代的玄武巖?；鹕讲粌H噴出了巖漿，為大氣注入了大量的有毒氣體，污染的大氣和海洋。這些火山噴發(fā)可能還帶出來(lái)大量的溫室氣體，造成了極為嚴(yán)重的溫室效應(yīng)和大氣缺氧。這些，可能是這次大滅絕事件的原因。 二疊紀(jì)末期全球的大火成巖省分布。圖片來(lái)自/ 上面幾個(gè)就是古生代了幾個(gè)紀(jì)。二疊紀(jì)末的那次生物大滅絕幾乎摧毀了當(dāng)時(shí)的生物圈，絕大部分物種消失了，即使幸免的那些生物在以后的歲月中也不會(huì)再現(xiàn)往日的輝煌，海陸生物圈的格局發(fā)生了巨大的變化。 然后，進(jìn)入中生代，第一個(gè)就是三疊紀(jì)（2.51~1.99億年）。在三疊紀(jì)最初的兩千萬(wàn)年內(nèi)，地球上可謂萬(wàn)物寂寥，生物界一片蕭條，上次的打擊實(shí)在是太過(guò)嚴(yán)重，地球花了很長(zhǎng)一段時(shí)間才重建了生態(tài)系統(tǒng)。三疊紀(jì)的基本繼承了二疊紀(jì)的氣候特征，廣大的內(nèi)陸炎熱干燥，只有部分地區(qū)比較濕潤(rùn)，比如南北半球的高緯度地區(qū)，植物繁茂，出現(xiàn)了煤層。這段時(shí)間，動(dòng)物界的爬行類取代了古生代末期的兩棲類成為陸地上的霸主。而在三疊紀(jì)末期，泛大陸開(kāi)始慢慢裂解，全球氣候也開(kāi)始變化。也是在這時(shí)候，又發(fā)生了一次生物絕滅事件，原因可能和這個(gè)時(shí)候的火山噴發(fā)有關(guān)?；鹕綆?lái)了大量的溫室氣體，是的原本就十分干燥的氣候更加殘酷，而許多生物也因此遭到了毀滅性的打擊。 接下來(lái)，就進(jìn)入了恐龍的時(shí)代，侏羅紀(jì)（1.99~1.45億年）。早在三疊紀(jì)末期，恐龍就開(kāi)始繁衍了，有幸躲過(guò)了那次大滅絕，并在侏羅紀(jì)進(jìn)入繁盛期。這是，泛大陸開(kāi)始裂解，海水進(jìn)入內(nèi)陸地區(qū)，氣候又變得濕潤(rùn)，規(guī)模巨大的森林重新覆蓋陸地，地球再次進(jìn)入成煤期。 白堊紀(jì)（1.45~0.65億年），相比侏羅紀(jì)，恐龍更加繁盛，有過(guò)之而無(wú)不及。同時(shí)，也是在這個(gè)時(shí)候出現(xiàn)了早期的哺乳類和鳥類。當(dāng)然，在白堊紀(jì)末期，又來(lái)了一次生物大滅絕事件，包括恐龍?jiān)趦?nèi)的很多動(dòng)物遭遇了滅頂之災(zāi)。這部分就不細(xì)說(shuō)了。 [1] Meert, J. G., & Lieberman, B. S. (2008). The Neoproterozoic assembly of Gondwana and its relationship to the Ediacaran–Cambrian radiation. Gondwana Research, 14(1), 5-21. [2] Marshall, C. R. (2006). Explaining the Cambrian “explosion” of animals. Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 34, 355-384. [3] http://en./wiki/Cambrian_explosion [4] http:///questions/cambrian-explosion [5] http:/// [6] http://www.ucmp./help/timeform.php 未完待續(xù)。。。 |
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