主页 > 新闻报导 > 正文

重庆疫苗案追踪:中国科学家为寒武纪生命大爆发添解 曾难倒达尔

来源:网络整理     发布时间:2019-05-16 02:31

  原标题:中国科学家为寒武纪生命大爆发添新解 曾难倒达尔文

  新京报讯(记者 张璐)距今约5.4亿年前的寒武纪早期,地球上最复杂的生命动物“爆发式”出现,这一现象被越来越多的化石发现所证实。但为什么会出现寒武纪生命大爆发、爆发的过程又是怎样的?这一直是当今演化生物学和地球科学共同关注的重大基础前沿科学问题。

西伯利亚地区5.2亿年前的海绵动物礁(地球上最早的动物礁)。受访者供图

西伯利亚地区5.2亿年前的海绵动物礁(地球上最早的动物礁)。受访者供图

  近期,由中国科学院南京地质古生物研究所参与领导的中英俄国际合作团队,为这一科学难题提供了新的答案。合作团队通过研究西伯利亚寒武纪早期碳酸盐岩地层的碳、硫同位素,得出结论:大气和海洋的氧气含量控制着寒武纪大爆发的过程,氧气含量的大幅增加,直接导致寒武纪早期生物种类“井喷”。

  这一最新研究成果于5月6日在线发表在英国《自然-地球科学》(Nature Geoscience)上。

  悬案

  大爆发曾经困惑达尔文

  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。

  地球诞生于46亿年前,寒武纪距今约5.42亿年—4.85亿年。地球历史的前40亿年中,生命一直以简单和微体的形式存在,演化缓慢,几乎没有留下肉眼可见的痕迹。到了5.4亿年前的寒武纪时期,大家熟悉的、复杂多样的动物各种门类(节肢动物、软体动物、腕足动物、环节动物和原始的脊椎动物等)突然在2000万年间大量涌现,奠定了显生宙动物世界的基础。科学家们将这一变化称之为“寒武纪生命大爆发”。

  达尔文在《物种起源》中提到了这一事实,并百思不得其解。因为按照达尔文进化论,生物进化经历了从水生到陆地、从简单到复杂、从低级到高级的漫长演变过程。寒武纪大爆发显然和达尔文的理论不匹配。达尔文同时解释称,寒武纪的动物祖先一定来自前寒武纪动物,是经过很长时间的进化过程产生的,只是因为地质纪录不完全或是老地层淹没在海洋中的缘故无法证实。因此有观点认为,寒武纪生命爆发是一种假象。

  中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎告诉新京报记者,上世纪80年代以来,随着越来越多化石被发现,人们更倾向于认为寒武纪大爆发是真实事件。但是,寒武纪大爆发为何发生、爆发的过程又是怎样的?“有观点猜测,氧气控制了复杂生命的出现,但如何控制、有什么证据?我们通过高精度的地球化学研究数据发现,海洋中氧气增多时,物种数量明显增加。”

  谈起这次研究的起源,朱茂炎介绍,2005年南京召开了第四届国际寒武纪地质大会,会后他们总结了寒武纪的年代表、生物演化和环境研究,同时编制了一条寒武纪全球海水碳同位素演化曲线。结果发现,这条曲线与全球生物演化的阶段性是对应的,海水碳同位素正异常对应的是动物大爆发阶段,负异常对应的是动物灭绝阶段。“但这种关联的具体原因和机制一直不明。我们觉得这与生物氧化有关系,但到底是什么驱动了生物利用碳的过程?这是多年来,我们想探究的答案。”

西伯利亚勒拿河边,陡峭的寒武纪早期碳酸盐岩地层剖面。图/中国科学院南京地质古生物研究所官网

西伯利亚勒拿河边,陡峭的寒武纪早期碳酸盐岩地层剖面。图/中国科学院南京地质古生物研究所官网

  寻觅

  赴西伯利亚无人区采集地层样品

  朱茂炎介绍,浅水海洋中沉积的碳酸盐岩(石灰岩)能记录海水碳同位素信息,是调查很好的切入口。我国华南地区虽有很多化石,但寒武纪早期地质地层不完全是石灰岩,还包括磷矿和砂岩等,不能完整记录海水碳同位素信息。

  因此,研究人员将目光投到解题关键地区——俄罗斯西伯利亚。当地的寒武纪早期地层剖面不仅化石丰富,而且全部由碳酸盐岩构成,完整记录了该时期全球海水碳同位素的演化过程。

频道精选
新闻
焦点
新闻报导
场馆推荐
社区俱乐部