埃迪卡拉纪
在神秘的埃迪卡拉纪,即元古宙的最后一个时期,第一批多细胞动物出现了。这种独特的生命模式曾遍布海底,却在进化史上突然消失。得益于最新的化石发现,人们才开始了解这个时期的生命。
神秘的埃迪卡拉纪从6.35亿年前持续到5.41亿年前。它的名字来源于澳大利亚的埃迪卡拉山(Ediacara Hills),地质学家在那里首次发现了这一时期的化石,那些化石改变了我们对地球上多细胞生物的起源的看法。虽然埃迪卡拉纪的地球与今天的相似,但是大陆都集中在南半球,北半球则是一片海洋。那时,月球与地球之间的距离比今天更近,从而引发了更强的潮汐冲刷着贫瘠的海岸线。冈瓦纳大陆形成于埃迪卡拉纪末期,它包括今天南半球的大陆中的核心部分。在接下来的3.5亿年里,冈瓦纳大陆逐渐并入盘古大陆,最后在侏罗纪开始解体。
第一批复杂的多细胞生命体被称为埃迪卡拉生物群。这些生物的化石很稀少,也很难开展研究,因为它们大多是软体生物,不具备坚硬的外骨骼。它们具有不规则的轮廓和怪异的外形,有些形似蕨类植物的叶子,有些则长着果冻状的斑点,长度从1厘米到2米多不等。令人惊奇但又难以解释的是,它们中的一部分可能是延续至今的某些谱系的生物的祖先。
阿瓦隆大爆发
过去,人们认为复杂的动物起源于埃迪卡拉纪之后的寒武纪。现在人们认识到,在埃迪卡拉纪之前就存在生物辐射,这些生命出现在全球性的大冰期(雪球地球)之后不久。这个时期的化石的突然增加被称为“阿瓦隆大爆发”(Avalon Explosion),这一名称取自加拿大纽芬兰岛上的阿瓦隆半岛,人们在那里发现了保存非常完好的埃迪卡拉纪化石。现在,澳大利亚、纳米比亚、俄罗斯和中国都有非常著名的埃迪卡拉生物群化石遗址。
阿瓦隆大爆发提高了先锋生物的多样性。目前已有上百种不同类型的埃迪卡拉动物得到了确认,大部分是软体动物,只有少量像克劳德管虫这样的动物产生了坚硬的外骨骼。与后来的动物不同,这些动物大多有着奇特的身体,我们很难厘清它们的进化关系。
第一次生物大灭绝?
埃迪卡拉纪在5.41亿年前结束,独特的动物大多也消失了。这可能是地球上第一次生物大灭绝,其原因或许是罗迪尼亚超大陆解体导致的海洋环流的突然变化,这一变化有可能降低了海洋中的氧气水平。正因如此,这一事件才被称为“缺氧事件”,而在缺氧条件下形成的黑色页岩沉积物就是证据。如果真相确实如此,那这堪称复杂生命历史上最糟糕的缺氧事件之一。
埃迪卡拉纪生物群消失的另一个原因可能是新型的生物体进化出来了,它们以将海床表面连接起来的微生物垫(microbial mat)为食。这些微生物垫是埃迪卡拉生态系统的重要组成部分,它们为生命提供了稳定的栖息地和落脚处,但也阻止了营养物质与氧气在水和海底沉积物之间的循环,使海洋变得贫瘠。在寒武纪早期,穴居动物的数量突然增加,可能就是它们破坏了微生物垫,取而代之的是一个崭新又繁荣的寒武纪生态系统。
埃迪卡拉纪 6.35亿~5.41亿年前