地球誕生于約45億年之前,而生命伴隨著地球走過(guò)了近40億年的歷程。從原始地球中組織結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單生命,到現(xiàn)在藍(lán)色星球上海陸空全面的萬(wàn)千生物個(gè)體,地球上的生命度過(guò)了無(wú)數(shù)的起落,在不斷進(jìn)化中經(jīng)歷著痛苦絕滅。但正是在苦難中的不斷前行,方才有如此絢麗的生命呈現(xiàn)在我們的眼前。
迄今為止,地球上的生命共經(jīng)歷過(guò)五次大的滅絕事件。本期,湖南省地質(zhì)博物館帶領(lǐng)我們一起回溯生命所經(jīng)歷的第一次大絕滅,去聆聽(tīng)生命的進(jìn)化與絕滅之歌。
距今46億年前,在現(xiàn)在地球的運(yùn)行軌道上,所有的宇宙塵埃和物質(zhì)塊體相互吸引形成了最原始的地球。這個(gè)日寸候的地球表面溫度很高,環(huán)境惡劣:天空中或烈日炎炎,或電閃雷鳴:地面上火山噴發(fā),熔巖橫流。從火山中噴出的氣體,如水蒸氣、氫氣、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氫等,構(gòu)成了原始的大氣層(原始的大氣層中沒(méi)有氧氣)。這樣的環(huán)境對(duì)生命來(lái)說(shuō)是極為惡劣的,可以肯定,在地球形成初期,絕對(duì)沒(méi)有生命的存在。
然而,就在2018年,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了最早的生命存活的證據(jù):39億年前的生命活動(dòng)痕跡化石——疊層石。疊層石是由藻類(lèi)在生命活動(dòng)過(guò)程中,將海水中的鈣鎂碳酸鹽及其碎屑顆粒粘結(jié)、沉淀而形成的一種化石。由于其形成了類(lèi)似于同心圓的多層結(jié)構(gòu),所以叫做疊層石。這充分證明了39億年前,地球已進(jìn)化出了生命。短短數(shù)億年,從一片寂靜到出現(xiàn)能在地質(zhì)歷史中留下自己痕跡的生物,不得不說(shuō)這是一個(gè)奇跡!——
那么生命究竟是如何形成的呢?目前科學(xué)家們還不能給出確切的答案。不過(guò)許多證據(jù)和實(shí)驗(yàn)表明,地球上的生命極有可能是從無(wú)機(jī)物中通過(guò)各類(lèi)化學(xué)反應(yīng)逐步進(jìn)化而來(lái)??茖W(xué)家米勒(Stan-ley Miller)曾經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室模擬了原始大氣和海洋的情況,通過(guò)無(wú)機(jī)物氨氣、氫氣、水等物質(zhì)合成了氨基酸等生命必需物質(zhì)。這從側(cè)面證明了,地球生命起源于一片荒蕪的原始地球,可以說(shuō)是正宗的“無(wú)中生有”。當(dāng)然還有一部分科學(xué)家持有不同的看法,他們認(rèn)為地球生命起源于宇宙中的生物,它們通過(guò)隕石來(lái)到地球。
生命起源之后又歷經(jīng)了數(shù)十億年的進(jìn)化,但是這個(gè)過(guò)程十分緩慢,地球上的生命一直處于十分原始的狀態(tài),沒(méi)有形成組織和器官,均是單細(xì)胞生物。
到了5.4億年前的寒武紀(jì),地球上突然出現(xiàn)了大量的生命,它們結(jié)構(gòu)復(fù)雜,種類(lèi)多樣。如此狀況激起了科學(xué)家們極大的興趣,偉大的生物學(xué)家達(dá)爾文也對(duì)寒武紀(jì)的生命進(jìn)化表現(xiàn)出了濃厚的興趣和疑問(wèn)。不過(guò),這個(gè)問(wèn)題至今仍待我們好好探索。
從寒武紀(jì)開(kāi)始,地球開(kāi)始熱鬧起來(lái),出現(xiàn)了許多生物,其中有大家熟悉的三葉蟲(chóng),有以三葉蟲(chóng)為食的巨大奇蝦、大量的藻類(lèi),還有和貝殼長(zhǎng)得很像的腕足類(lèi)動(dòng)物,此外,節(jié)肢動(dòng)物、棘皮動(dòng)物、軟體動(dòng)物、筆石動(dòng)物等等更是數(shù)不勝數(shù)??梢哉f(shuō),地球生命在寒武紀(jì)時(shí)期迎來(lái)了一次小高峰。
然而好景不長(zhǎng),經(jīng)歷了幾千萬(wàn)年的繁盛時(shí)代之后,在4.4億年前的奧陶紀(jì)末期,地球上的生命迎來(lái)了第一次大劫難。當(dāng)時(shí)由于地球氣候變冷和海平面下降,引起了大規(guī)模的生物絕滅,地球上將近85%的物種滅亡??茖W(xué)家們認(rèn)為當(dāng)時(shí)的陸地匯集于極點(diǎn)附近,容易形成厚的冰蓋和冰川,大片的冰川使洋流和大氣環(huán)流變冷,整個(gè)地球的溫度下降,冰川鎖住水,海平面降低,原先豐富的沿海生態(tài)系統(tǒng)被破壞,從而生物大規(guī)模死亡。
但是一次大的滅絕并不能讓地球的生命就此沉寂下去,雖然海洋中的無(wú)脊椎動(dòng)物滅亡殆盡,但是在隨后的志留紀(jì),又有大量種類(lèi)更加豐富、結(jié)構(gòu)更加進(jìn)步的無(wú)脊椎動(dòng)物遨游于海洋。不過(guò),在這個(gè)時(shí)期,在海洋中占據(jù)主導(dǎo)地位的就不再是無(wú)脊椎動(dòng)物了,而是寒武紀(jì)時(shí)十分低調(diào)的脊椎動(dòng)物。
奧陶紀(jì)末期的第一次生物大絕滅事件,讓地球迎來(lái)了“魚(yú)類(lèi)時(shí)代”。那是個(gè)怎樣的世界呢?且待下期揭曉。
(文/趙琿懌)