科学|生物物种大爆发为什么偏偏发生在寒武纪？
提到进化论 ， 我们首先想到的是达尔文 ， 但其实达尔文的进化论也有缺点 ， 那就是利用达尔文进化论无法解释寒武纪 ， 为什么会出现生命物种大爆发 。 但是在现代进化论以及间断平衡演化理论下 ， 我们可以了解为什么生物会在寒武纪时集中爆发 。
寒武纪生命大爆发
寒武纪是显生宙的开始 ， 距今约5.42亿年前—4.85亿年 ， 持续了大约5800万年 ， 而在这短短5800万年里 ， 不仅有大量生物开始在寒武纪突然出现 ， 而且出现的生物门类也非常多 ， 现如今所有的“门” ， 在寒武纪时基本上都已经出现 。
对此 ， 有些科学家认为 ， 之所以寒武纪会发生生物物种大爆发 ， 是因为寒武纪之前 ， 地球上大多数动物属于单细胞动物 ， 或者是微型多细胞生物 ， 没有硬质化的外壳 ， 因此化石难以保留 。
而在寒武纪时 ， 出现了许多带有硬壳的生物 ， 比如：三叶虫 ， 奇虾等 ， 所以我们能观测到很多寒武纪时的生命 。 按照这种理论 ， 寒武纪并不是真正的生命大爆发 ， 而是一种假象 。
但是有些科学家却不这么认为 ， 他们认为寒武纪生命物种大爆发不是假象 ， 解释寒武纪生命大爆发的理论 ， 就是：间断平衡演化 。
间断平衡演化
虽然达尔文提出了进化论 ， 但是达尔文的进化论中并没有提到生物的演化是匀速的 ， 还是不匀速 。
有些人认为 ， 生物的演化是匀速发生的 ， 比如：生物在1000万年里 ， 不断调整自己的基因 ， 使得该种群中的体型一点点变大 。
但是有些科学家认为 ， 生物的演化不是匀速发生的 ， 而是长期静止 ， 短期加速 。 比如：同样是演化出较大的体型 ， 如果是匀速发生的 ， 那么子代体型虽然比父代大了一些 ， 但是增大的这些并不能让它具有明显的生存优势 。 但如果子代体型突然比父代大了10% ， 就能明显提高生存优势 ， 因此该基因才能够被保留下来 。 也就是说 ， 生物基因可以在短短一两代人身上发生突变 。
比如：英国在工业革命时期 ， 由于环保意识不强 ， 导致大量未经处理的废气被排入大气中 ， 使得树木、建筑等都被熏黑 。 而当地有一种白蛾子 ， 在过去它们趴在白色的树干上时能够隐藏自己的身影 ， 然而由于外界环境的改变 ， 导致这种白蛾子很容易被鸟类发现 。 后来 ， 有一小部分蛾子在演化时 ， 基因突变出现了黑蛾子 ， 由于这些黑蛾子能够更好地适应环境 ， 所以后来英国许多树上都有黑蛾子 。
随着人们对环保的认知不断加强 ， 英国的工业废气排放量逐渐减少 ， 当地环境又恢复到之前的水平 。 此时黑蛾子容易暴露在鸟类的视野之中 ， 于是又有一些黑蛾子基因变异 ， 出现了白蛾子 。 由于白蛾子能够适应环境 ， 因此白蛾子数量逐渐变多了起来 。
通过英国蛾子的变化 ， 我们能够看出生物适应环境的速度非常迅速 ， 所以目前主流科学界认为 ， 生物的演化速度并不是匀速的 ， 而是长期静止 ， 在短期内（环境改变时）加速演化 。
寒武纪生命爆发的原因
由于生物的演化速度并不是匀速的 ， 所以生命有可能在短短几百年时间里大量出现 ， 因此寒武纪生命大爆发不是假象 ， 而是生物史上一次重大演化 。
之所以地球上只出现过寒武纪一次生命大爆发 ， 可能和当时的氧气含量有关 。
【科学|生物物种大爆发为什么偏偏发生在寒武纪？】生物学家克劳德认为 ， 地球上绝大多数真核生物都需要氧气 ， 对于单细胞生物而言 ， 获取氧气的方式很简单 ， 就是依靠细胞膜的渗透与吸收 。 随着细胞的增多 ， 细胞膜之间相互会折叠 ， 导致多细胞生物渗透的氧气不够 ， 只有当大气中的含氧量上升到一定浓度后 ， 多细胞生物才能获取到足够的氧气 。
在寒武纪之前 ， 地球上虽然已经有蓝细菌可以生产氧气 ， 但当时的游离氧会和海洋中的二价铁离子结合 ， 生成三价铁 ， 三价铁不溶于水 ， 会沉淀在海底 ， 所以地球早期地质层中会有一层红色的含铁沉淀物 。
但在18亿年前 ， 由于海洋中的二价铁离子被氧化殆尽 ， 以至于氧气能够被释放到大气中 。 就这样 ， 到了寒武纪时 ， 大气中的氧气含量足够多 ， 已经能够支持多细胞以及复杂生命的生存 。 因此寒武纪时 ， 生命开始多种多样了起来；再加上它们演化出了坚硬的外壳 ， 以至于有很多化石也被保留了下来 。
至于为什么氧气含量降低之后 ， 多细胞生物依然能生存 ， 这是因为多细胞生物演化出了专门的器官来获取氧气 ， 比如：腮、肺等 。
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