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这两天浮躁，遂有此篇。。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 上篇说到，在埃迪卡拉纪（6.2~5.42亿年），地球上生命演化出现了一个小高潮，随后走向大灭绝。但不久，生命又迎来了它的另一次狂欢，开启了更为壮丽一幕！ 寒武纪生命“大爆发” 这个标题实在是再熟悉不过了，地球上绝大部分动物的老祖宗都出现在这个时候，带硬壳或长骨骼的硬体动物出现，保留了大量化石，其他生物类型也大大的分化。网上有许许多多关于这方面的科普资料，我就不多说了。 不过，也许你会注意到，这个小标题加了个引号，寒武纪生命“大爆发”。难道这不是真正意义上的大爆发么？爆发，给人的印象是，在极短的时间内大量地出现。如果用这个标准去衡量这次生命事件，是不符合爆发的要求的。这次“大爆发”持续了大约两千万年，非常的长，如果算上埃迪卡拉纪后期的三千万年，可能总共经历了五千万年之久。所以，用大爆发不大合适。考虑到生物门类在这段时间的大量出现，也许用“大辐射”更好一些。 另一方面，这次壮观的生物事件也不是凭空出现，它是建立在更早的演化基础上的。地质学家找到了越来越多的证据，表明寒武纪的一些生物在早期的埃迪卡拉生物群中就可能出现了，比如寒武纪海洋中的霸主三叶虫，就在埃迪卡拉纪的地层中留下了足迹。所以，这次大辐射事件其实是生物长期演化的结果。再者，因为化石记录的不完备性（即只有极少部分生物变成了化石），更早期的繁荣生物圈并没有被记录下来，导致人们误认为在寒武纪之前，地球是一个荒凉的世界。其实，更早期的地球（海洋中）应该是欣欣向荣的。（更多内容请看上一篇） 但，在寒武纪的这次生命大辐射中，出现了大量不同于以往的生物，还是吸引了大量的科学家的目光，都在问一个为什么。遗憾的是，到目前为止，还没有找到一个确切的答案，不同研究方向的学者给出了各种各样的假说。比如，臭氧层大概在这个时候形成，自由氧含量可能进一步升高，足以支持大型的硬体生物存活。在上一篇中提到的“雪球事件”也许起到了很大的作用（具体讨论见上一篇）。从生物学的角度来看，这也许是生物基因积累到一定程度的结果（提供足够的变异），也有人推测捕食关系出现在这个时候，进一步加速了演化。每种解释都有自己的道理，但还没有达成共识。但可以肯定的是，这么大的事件不会只有一个原因，应该是多种因素共同控制的结果。 帽天山，著名的云南澄江生物圈的发现地。图片来自ynchcc.org 当时热闹的海底世界（想象图）。图片来自humboldt.edu 流水账 好了，接下来的全球史，我写不出更多的故事了，好故事都是我不擅长的领域了，比如，生物圈那些事儿。。。下面就写点流水账吧。这部分可以结合第八篇一起看。 在寒武纪（5.42~4.88亿年），气候温和，大部分的陆地处于赤道两侧，没有冰川。很大一部分陆地被海水覆盖，成为水深不大的大陆架，非常适合海洋生物生存，所以，海洋生物非常繁盛。这个时候生物尚未登陆，陆地还是一片荒凉。 到了奥陶纪（4.88~4.43亿年），世界上的主要大陆在慢慢地向南漂移，直到末期，非洲、印度、南美洲、澳洲、南极洲等一些大陆进入南极圈。而且，这个时候地球还是降温，在南极发育大陆冰盖。随着南极冰盖的发育，海平面大大下降，破坏了原有的海洋环境，造成了地球历史上第一次生物大灭绝。而且，这次冰盖时间可以分为两期（有人认为更多），海平面的多次升降，使得这次灭绝事件成为显生宙以来（5.42亿年以来）大第二大生物灭绝事件,越60~70的物种灭绝，曾经称霸一时的三叶虫从此也一蹶不振。 奥陶纪末南极的形势。那个时候的撒哈拉沙漠处于南极点（South Pole）附近，白色部分为冰盖的可能位置。图片来自 接下来是志留纪（4.43~4.16亿年），刚开始受生物灭绝的影响，生物圈一片凋敝。但随后，气候逐渐稳定，海平面慢慢恢复，地球进入了一个长期的温暖期。生物圈也缓过神儿来，开始走向下一个繁盛。在赤道地球，海水淹没了大部分陆地，水也不深，水温适宜，珊瑚开始大量生长。早期的鱼类也开始出现并大量繁殖，脊椎动物出现了。而目前陆生生物最确切的证据也发现于志留纪的底层中，是植物，说明那个时候，生命开始涉足大陆。 泥盆纪（4.16~3.59亿年），绝大部分时候气候温暖而稳定，气温远比现在高，北半球的亚热带可能延伸到北纬60°，南半球温度稍低一些。这个时候，海洋中的鱼类极为繁盛，种类多样，被称为“鱼的时代”，温暖而又浅水大陆架造就了规模巨大的珊瑚。在陆地上，植物繁茂，可能已经形成了一定规模的森林，并出现了种子植物，这就大大降低了植物繁殖对水的依赖，扩大了植物的生长范围。一些原始的节肢动物和昆虫也入侵陆地，在泥盆纪将要结束的时候，鱼类也开始登陆，进化成早期的两栖类。在泥盆纪末期，又发生了一场严重的灭绝事件，对珊瑚影响最为严重，称为弗拉阶—法门阶事件。这是生物大灭绝的原因可能是南半球的冰期事件，造成了全球气温的降低，使得温暖海水中的生物大量死亡。也有人认为是由地外星体撞击造成的。 之后，是石炭纪（3.59~2.99亿年）。顾名思义，这就是形成碳的时代呀。这个时代，全球气候异常温暖湿润，植物已经完全适应了陆地生活，十分高大。地球上到处是蕨类森林，它们死后，被埋藏在底下，形成了煤。这是地球上第一个大规模形成煤的时代，我国山西、陕西、河南的煤主要就形成于这个时代。而登陆的动物也有了进一步的发展，有些摆脱了对水的依赖，适应干燥的环境，而且有些个头十分巨大。到了石炭纪的晚期，气候又开始冷起来，极地地区开始发育冰盖，但在赤道地区仍相当湿暖。 石炭纪的森林（想象图）。图片来自museumoftheweird.com 石炭纪之后，就是二叠纪（2.99~2,51亿年）。在二叠纪的早期，延续了石炭纪的气候特征，随后又开变得温暖起来。陆生的脊椎动物进一步发展，体长可达数米。植物中，松柏类也以及出现。陆地气候变得非常干燥，随着泛大陆的最终拼合有关，因为大片的陆地导致海洋水汽难以到达内陆，造成干旱，就像今天的中亚。在二叠纪末期，发生了地球生物史上最严重的一次灭绝事件，超过95%的海洋生物和70%的陆地生物灭绝了。其实，这次灭绝事件有两次次级事件组成，一次发生在2.62亿年作用，一次发生在2.52亿年左右。造成这种灭绝事件的原因还不清楚。一种比较懒的解释是外星撞击。但更可能和火山喷发有关。在二叠纪末期，全球发生了两次大规模玄武岩喷发事件，大量的玄武岩直接喷出或溢出地表，比如我国峨眉山地区，就有大量的这个时代的玄武岩。火山不仅喷出了岩浆，为大气注入了大量的有毒气体，污染的大气和海洋。这些火山喷发可能还带出来大量的温室气体，造成了极为严重的温室效应和大气缺氧。这些，可能是这次大灭绝事件的原因。 二叠纪末期全球的大火成岩省分布。图片来自/ 上面几个就是古生代了几个纪。二叠纪末的那次生物大灭绝几乎摧毁了当时的生物圈，绝大部分物种消失了，即使幸免的那些生物在以后的岁月中也不会再现往日的辉煌，海陆生物圈的格局发生了巨大的变化。 然后，进入中生代，第一个就是三叠纪（2.51~1.99亿年）。在三叠纪最初的两千万年内，地球上可谓万物寂寥，生物界一片萧条，上次的打击实在是太过严重，地球花了很长一段时间才重建了生态系统。三叠纪的基本继承了二叠纪的气候特征，广大的内陆炎热干燥，只有部分地区比较湿润，比如南北半球的高纬度地区，植物繁茂，出现了煤层。这段时间，动物界的爬行类取代了古生代末期的两栖类成为陆地上的霸主。而在三叠纪末期，泛大陆开始慢慢裂解，全球气候也开始变化。也是在这时候，又发生了一次生物绝灭事件，原因可能和这个时候的火山喷发有关。火山带来了大量的温室气体，是的原本就十分干燥的气候更加残酷，而许多生物也因此遭到了毁灭性的打击。 接下来，就进入了恐龙的时代，侏罗纪（1.99~1.45亿年）。早在三叠纪末期，恐龙就开始繁衍了，有幸躲过了那次大灭绝，并在侏罗纪进入繁盛期。这是，泛大陆开始裂解，海水进入内陆地区，气候又变得湿润，规模巨大的森林重新覆盖陆地，地球再次进入成煤期。 白垩纪（1.45~0.65亿年），相比侏罗纪，恐龙更加繁盛，有过之而无不及。同时，也是在这个时候出现了早期的哺乳类和鸟类。当然，在白垩纪末期，又来了一次生物大灭绝事件，包括恐龙在内的很多动物遭遇了灭顶之灾。这部分就不细说了。 [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 未完待续。。。 |
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