提到進化論，我們首先想到的是達爾文，但其實達爾文的進化論也有缺點，那就是利用達爾文進化論無法解釋寒武紀，為什麼會出現生命物種大爆發。但是在現代進化論以及間斷平衡演化理論下，我們可以瞭解為什麼生物會在寒武紀時集中爆發。

寒武紀生命大爆發

寒武紀是顯生宙的開始，距今約5.42億年前—4.85億年，持續了大約5800萬年，而在這短短5800萬年裡，不僅有大量生物開始在寒武紀突然出現，而且出現的生物門類也非常多，現如今所有的“門”，在寒武紀時基本上都已經出現。

對此，有些科學家認為，之所以寒武紀會發生生物物種大爆發，是因為寒武紀之前，地球上大多數動物屬於單細胞動物，或者是微型多細胞生物，沒有硬質化的外殼，因此化石難以保留。

而在寒武紀時，出現了許多帶有硬殼的生物，比如：三葉蟲，奇蝦等，所以我們能觀測到很多寒武紀時的生命。按照這種理論，寒武紀並不是真正的生命大爆發，而是一種假象。

但是有些科學家卻不這麼認為，他們認為寒武紀生命物種大爆發不是假象，解釋寒武紀生命大爆發的理論，就是：間斷平衡演化。

間斷平衡演化

雖然達爾文提出了進化論，但是達爾文的進化論中並沒有提到生物的演化是勻速的，還是不勻速。

有些人認為，生物的演化是勻速發生的，比如：生物在1000萬年裡，不斷調整自己的基因，使得該種群中的體型一點點變大。

但是有些科學家認為，生物的演化不是勻速發生的，而是長期靜止，短期加速。比如：同樣是演化出較大的體型，如果是勻速發生的，那麼子代體型雖然比父代大了一些，但是增大的這些並不能讓它具有明顯的生存優勢。但如果子代體型突然比父代大了10%，就能明顯提高生存優勢，因此該基因才能夠被保留下來。也就是說，生物基因可以在短短一兩代人身上發生突變。

比如：英國在工業革命時期，由於環保意識不強，導致大量未經處理的廢氣被排入大氣中，使得樹木、建築等都被燻黑。而當地有一種白蛾子，在過去它們趴在白色的樹幹上時能夠隱藏自己的身影，然而由於外界環境的改變，導致這種白蛾子很容易被鳥類發現。後來，有一小部分蛾子在演化時，基因突變出現了黑蛾子，由於這些黑蛾子能夠更好地適應環境，所以後來英國許多樹上都有黑蛾子。

隨著人們對環保的認知不斷加強，英國的工業廢氣排放量逐漸減少，當地環境又恢復到之前的水平。此時黑蛾子容易暴露在鳥類的視野之中，於是又有一些黑蛾子基因變異，出現了白蛾子。由於白蛾子能夠適應環境，因此白蛾子數量逐漸變多了起來。

透過英國蛾子的變化，我們能夠看出生物適應環境的速度非常迅速，所以目前主流科學界認為，生物的演化速度並不是勻速的，而是長期靜止，在短期內（環境改變時）加速演化。

寒武紀生命爆發的原因

由於生物的演化速度並不是勻速的，所以生命有可能在短短几百年時間裡大量出現，因此寒武紀生命大爆發不是假象，而是生物史上一次重大演化。

之所以地球上只出現過寒武紀一次生命大爆發，可能和當時的氧氣含量有關。

生物學家克勞德認為，地球上絕大多數真核生物都需要氧氣，對於單細胞生物而言，獲取氧氣的方式很簡單，就是依靠細胞膜的滲透與吸收。隨著細胞的增多，細胞膜之間相互會摺疊，導致多細胞生物滲透的氧氣不夠，只有當大氣中的含氧量上升到一定濃度後，多細胞生物才能獲取到足夠的氧氣。

在寒武紀之前，地球上雖然已經有藍細菌可以生產氧氣，但當時的遊離氧會和海洋中的二價鐵離子結合，生成三價鐵，三價鐵不溶於水，會沉澱在海底，所以地球早期地質層中會有一層紅色的含鐵沉澱物。

但在18億年前，由於海洋中的二價鐵離子被氧化殆盡，以至於氧氣能夠被釋放到大氣中。就這樣，到了寒武紀時，大氣中的氧氣含量足夠多，已經能夠支援多細胞以及複雜生命的生存。因此寒武紀時，生命開始多種多樣了起來；再加上它們演化出了堅硬的外殼，以至於有很多化石也被保留了下來。

至於為什麼氧氣含量降低之後，多細胞生物依然能生存，這是因為多細胞生物演化出了專門的器官來獲取氧氣，比如：腮、肺等。

寒武紀時期的生物並不是突然大爆發的，它是在以前地質時期逐步積累進化發展開來的。在震旦紀晚期的時候，也就是五六億年以前左右，由於全球地質構造比較頻繁，出現了很多海相與陸地沉積地貌，在加上大冰期逐漸結束，氣候也逐漸變得比較溫暖，各種古生代地貌露出海面，形成很多地槽和地臺。當時全球海洋麵積很大，南北美洲大陸板塊與亞歐板塊相連在一起，南半球大陸已開始出現解體跡象。東亞揚子板塊和華北板塊與西伯利亞古陸相望，蒙古及西藏當時為淺海環境。由於震旦紀末期出現了適宜淺海，氣候變得越來越暖和，透過化石表明當時很多微小古植物開始出現，各種紅藻以及叢狀藻類大量繁殖，甚至在低中緯度海域還出現了比較高階灌木類藻類。這些藻類在太陽照射下進行光合作用產生氧氣，在古大陸槽地邊緣和適宜淺海里出現了各種各樣的節肢動物，軟體動物，腔腸動物。這些古動植物大量繁殖為以後寒武紀海洋動植物大爆發提供了基礎。

大約在寒武紀中期，地球上的氧氣越來越多，淺海地區積累了豐富的碳酸鈣，磷，鹽類以及有機沉積物。海洋中無脊椎動物也越來越多，種類空前繁盛，最有名的是節肢動物三葉蟲，三葉蟲的數量佔當時生物總數的70%。三葉蟲個體不大，只有幾釐米，它們生活在淺海的底部，但在當時是比較高階的動物。除了三葉蟲，軟體動物，腔腸動物，海綿動物等也得到了空前繁盛。在海洋裡植物主要以大量海藻類為主，還有在淺海的泥沙裡生活著大量最早的原始海貝類，珊瑚類等。總之，寒武紀時期以三葉蟲大量出現為標誌，再加上其他海洋脊椎動物藻類大量繁殖，產生了地球有史以來第一次生物大爆發，寒武紀時期也稱為海洋無脊椎動物時代。寒武紀之所以生物大爆發，是因為寒武紀時期有著面積廣大適宜的富有營養元素及有機沉積物的淺海環境，溫暖的氣候，大氣含氧量增多，為寒武紀生物大爆發提供了有利條件。

目前有兩個觀點，一個是假象，寒武紀物種並沒有大爆發只是發現的化石比較多。另外一個是，有性生殖的出現促進了物種的行成

寒武紀的生物大爆發一直是地質學和古生物學的一大謎題，有學者猜測是因為地球上氧含量劇增，或者這只是地質學上的假象。

5.42億年～5.3億年前是地質學上的寒武紀時代，又稱為顯生宙時代。考古學家在這段時期中發現了種類繁多的無脊椎動物化石，在此前更古老的地質結構中並未發現顯著的先祖化石，因此被稱為“寒武紀生物大爆發”（寒武爆發）。

“寒武紀生物大爆發”也是達爾文困惑不解的難題之一。我們現在來探討一下這2000萬年的寒武爆發的原因。

科學家們和達爾文都對這個2000萬年之久的寒武爆發的原因苦思不解，因為在達爾文的進化論中，生物進化是自然的選擇和遺傳變異的推進下從簡易到複雜，從低階到高階長期的演化而來，而寒武爆發卻像是突發性的，這跟進化論顯然嚴重不符。

生物學家和地質學家都在試圖揭開這個謎面，提出了各種假說：

寒武爆發讓進化論受到了挑戰，甚至有人因此質疑進化論。認為達爾文的進化論存在嚴重漏洞，生物其實可以在某種作用下，實現快速演化，導致生物多樣性的演變可能是氧含量急劇上升、臭氧層的形成、hox基因片段的出現、生物的有性繁殖…這些地球環境的大改變使寒武紀的生物得到了充分的演變。寒武爆發是個假象，如無脊椎動物。因為發現了寒武紀化石沉積層中有可觀的象細菌和藍藻等簡單原核生物，為寒武紀前已有同樣的生物提供了證據，因為藍藻類的原核生物是地球充滿氧氣的大功臣。學家們沒有發現的原因只是此前的地質特性與動物的形態不利於化石形成而儲存下來。其實這些生物在寒武紀前都已出現，只是在寒武紀得到穩定持續增長，並不是我們想的突然就有的。

可這些都沒有足夠的化石證據來驗證，各學派也各執一詞，誰也不能說服誰。相信在科學家的不斷努力下，寒武爆發的真相會呈現在人們面前。

科學的魅力之處就是在不斷探索中，讓真理越靠近。

寒武紀生命大爆發至今仍被稱為古生物學和地質學上的一大懸案，當地球進入寒武紀時，生命物種忽然間就繁盛了起來，從5億3000萬年前開始，大約在2000多萬年時間內，門類眾多的節肢、腕足、蠕形、海綿、脊索動物等無脊椎動物化石突然出現，但在早期更為古老的地層中，卻至今沒有找到其祖先化石。因此這段時期內突然出現的生命物種現象，就被古生物學家稱作“寒武紀生命大爆發”，又簡稱“寒武爆發”。

寒武紀生命大爆發在地層中有著充分的證據證明，中國雲南澄江生物化石群，加拿大布爾吉斯生物化石群和凱里生物化石群，共同構成了世界三大寒武紀頁岩型生物化石群（近期發掘的中國湖北宜昌長陽地區的清江生物化石群也屬於寒武紀生物群）。它們栩栩如生地再現了遠古海洋生命的壯麗景觀和現生動物的原始特徵，以豐富的生物學資訊為“寒武紀大爆發”研究提供了直接證據。比如中國雲南澄江生物群化石共120餘種，分屬海綿動物、腔腸動物、腕足動物、鰓曳動物、葉足動物、軟體動物、節肢動物、棘皮動物、脊索動物等十多個動物門，另外還有一些分類位置不明的奇異類群和多種共生的海藻。

這些化石群奇蹟般地完好儲存了諸多生命物種的礦化骨骼，還儲存了大量軟體組織印痕，如：表皮、觸手、纖毛、眼睛、腸、胃、消化腺、口腔和神經等，甚至有的動物消化道里的食物仍可辨認。生物學家們對這些動物化石群的不斷挖掘和深入系統研究，探索了無脊椎動物中節肢、螯肢和甲殼等動物的起源，證實了現生動物門和亞門以及複雜生態體系起源於寒武紀早期，挑戰了自下而上倒錐形進化理論模型，為自上而下的爆發式理論模型提供了化石證據。

那麼為什麼到了寒武紀初期，地球生命物種會突然出現爆發現象呢？其實本文的開頭就說了，這至今是一大懸案，也就是說這個謎題到今天還沒有解開，但是生物學家們已經提出了種種假說，比如中國考古生物學領域的陳均遠研究員提出的寒武紀生物突變具有極明顯的自發性進化行為的設想，該假說認為寒武紀早期生命物種突然遇到了極其適宜生存的時期，地球的溫度、溼度、氣候、含氧量等都非常適合生命物種生存，因此在不同的生態環境中，生命物種也向著不同的形態特徵進化發展，門類開始複雜多樣，因此呈現了生命物種大爆發的現象。

此外還有多種假說，也有人認為和某個天體撞擊地球赤道地區造成的環境變化有關。其實這一現象在達爾文的《物種起源》中就提到了，並且他認為這一事實會被用做反對其進化論的證據。但他以及其他的生物學家們仍然認為，雖然寒武紀生命物種呈現大爆發的現象，但是這些生命物種的祖先仍然是前寒武紀生物。寒武紀動物化石出現的“突然性”和前寒武紀動物化石的缺乏，比較大的可能是由於地質記錄的不完全或是由於老地層淹沒在海洋中的緣故。傳統和經典的生物學理論仍然認為：生物進化經歷了從水生到陸地、從簡單到複雜、從低階到高階的漫長的演變過程，這一過程是透過自然選擇和遺傳變異兩個車輪的緩慢滾動逐漸實現的，寒武紀生命大爆發事件並不足以挑戰這一進化論思想。

寒武紀大爆發指的是大約5.42億年前突然出現的大多數具有礦化骨骼遺骸的複雜身體設計的動物化石記錄的出現，這些新化石出現的時間間隔不超過2000萬年。這次物種大爆發特別引人注目，導致了大多數現代後生動物門的分化，所有主要動物的身體構造（例如軟體動物門和脊索動物門）都在這段時間內出現並多樣化，永遠地改變著生物圈。在寒武紀大爆發前大多數生物都很簡單，由單個細胞組成，偶爾也會形成群落。

寒武紀大爆發沒有挑戰進化論核心論點

在進化的時間尺度上，這2000萬年是一個快速的爆發，似乎與進化變化的漸進步伐不一致，然而，像這樣的快速變化出現在化石記錄時，往往是在大滅絕之後。有些科學家認為寒武紀大爆發只是正常的進化轉變，眾所周知，化石記錄是不完整的，特別是對於小型和軟體動物。寒武紀大爆發生物體構造迅速多樣化的部分原因是骨骼的進化出現，骨骼能更容易地變成化石。許多早期寒武紀動物具有某種型別的硬礦化結構如刺、針狀體、板等。此外，寒武紀大爆發期間，海洋環境和化學成分發生了重大變化，這可能也影響了軟體動物骨骼礦化的形成。

其它可能引發寒武紀大爆發的原因

劇烈的環境變化被認為是大爆發的起因，有幾種不同的理論解釋環境變化，包括失控冰川理論，該理論認為冰川短暫地覆蓋了地球的大部分地區，因此大部分生物棲息地的喪失造成更大的選擇壓力導致進化可以更快進行。

另一種理論認為，大氣中氧氣的變化導致了物種進化的突然爆發，大約在這個時候，空氣中氧氣大量增加，刺激了物種快速的進化程序。

另一種觀點認為，海底環境發生較大變化，從前寒武紀晚期藻類覆蓋著海底到後來寒武紀形成柔軟泥濘的海底，造成很大生態影響促進了寒武紀大爆發。

答：關於寒武紀生物大爆發的起因，在學術上有多種說法，比如含氧量說、氣候說、地質構造說等等，也可能是各種原因的綜合，共同導致了這次物種大爆發。

地球至誕生以來有45.5億年的歷史，目前人類有證據證明的，地球上最早的生物是藍藻，距今已有35億年的歷史，藍藻是一種原核生物，可以進行光合作用，併產生孢子來進行無性繁殖。

地球生物群的第一次重大轉折，發生距今大約5.4億年前的寒武紀，在前寒武紀的2000萬年間，地球上“突然”出現了許多無脊椎動物，包括環節動物類、腕足類、軟體動物類、海綿類等等，它們都是現存很多動物的祖先，這次事件史稱“寒武紀生命大爆發”。

這裡的“突然出現”，並非指在短短几十年或者幾千年發生，要知道生物的進化過程是相當緩慢的，而是在地質學當中，寒武紀之前除了一些簡單的藻類化石外，極少存在動物化石，但是到了寒武紀早期的地質，就有了大量的動物化石，甚至是成群地出現，比如中國雲南澄江生物群等等。

關於寒武紀生物大爆發的原因，學術界有很多說法，其中含氧量說流傳比較廣，也有相關的證據支援，在2019年5月7日，中國科學院南京地質古生物研究所的官網就刊登了一篇簡文——“新研究發現氧氣含量控制了寒武紀大爆發的過程”。

文中說到：研究人員根據西伯利亞寒武紀早期碳酸鹽巖地層的碳、硫同位素研究，發現大氣與海洋中的含氧量變化，與寒武紀生命大爆發的時間高度一致；地球生物化學迴圈模型表明，海水中碳、硫的同位素偏重時，說明有機碳與黃鐵礦埋藏量增加，使得氧氣產生增加，反之氧氣含量降低；研究人員發現在距今5.24~5.14年間，正好處於寒武紀爆發的高峰期，此時海水中碳和氧同位素與動物化石多樣性變化高度吻合，並有多達五次的同步變化。

同時，在距今5.14年左右，碳和氧的同位素異常偏低，說明氧氣含量急劇降低，此段時間正好爆發了全球性的寒武紀生物群大滅絕事件。

這一研究說明，寒武紀生命大爆發與當時氧氣含量密切相關，除此之外，還有地質說、氣候說。在寒武紀之前，地球剛剛經歷了特大冰川，進入寒武紀之後全球氣候回暖，有利於生物的復甦與進化。

寒武紀生物突然大爆發提問已說出一半答案了。

地球 雖然不是植物動物，但是也有生長期和規律，就象人類一樣從小到大的時期，地球也是這樣，自然是在長大的時期突然爆發了，提問說是突然爆發，那突然不就是突變嗎，所以說爆發來至突變。

寒武紀生命大爆發（Cambrian Explosion）是一個讓達爾文都覺得頭疼的現象，在《物種起源》中，他寫道：這件事情到現在為止都還沒辦法解釋。所以，或許有些人剛好就可以用這個案例，來駁斥我提出的演化觀點。

確實，寒武紀生命大爆發來得太突然、太劇烈了，到現在為止，它的發生依然是個謎。不過，目前科學家們通過研究提出了多個假說，下面我們就來分析一下這些假說的可能性。

寒武紀生命大爆發

已發現的化石證據顯示，從距今約5.41億年前（±0.1億年）開始地球上的動物種類開始突然地增加，在短短的2000萬年-2500萬年前間，地球上出現了從未有過的節肢動物、蠕形動物、海綿動物、脊索動物以及腕足動物等等。

要知道這些動物即便是如今依然在地球上占據著重要的生態位，尤其是節肢動物門，它是現存動物界最大的一個門，無論是海洋還是陸地，它們都有繁多的種類和數量。

海里部分的節肢動物

如此多的動物“門”大量地湧出，讓達爾文都感到困惑，因為進化是需要一個漫長的時間的，而且多個不同門物種的同時大爆發從進化的角度上說是不科學的，畢竟按照進化論，物種是由簡單到複雜去演化的，而這個過程要經過基因突變和自然選擇。

其中基因突變雖然很簡單，但是出現大量不同的物種就代表著在同一時期動物產生了數不清的基因突變，而且這些基因突變的個體大多數還被保留下來了，那它的原動力在哪呢？換句話說就是究竟是什麼讓同一時期的動物出現了如此多的基因突變呢？這個正是困擾達爾文以及其他科學家們的關鍵。

我們以人類為例，人類進化到今天，從南方古猿開始算有400萬年左右的時間，但是南方古猿並非人類的起點，也不是最早的靈長類動物。從目前已發現的化石來看，最早的靈長類動物是阿克琉斯基猴，這是一種生活在距今約5500萬年前的動物，我們可以將它看成是靈長類動物最早的祖先。

但是， 經歷了至少5100萬年的時間才出現了南方古猿，至少2500萬年以上的時間，靈長類動物才真正地開始開枝散葉。

但是，寒武紀從距今約5.41億年開始，到了5.3億年前就已經出現了大量的不同門的動物，這一點從中國在1984年7月發現的澄江生物群就可以看出來了，因為在澄江生物群中科學家們發現了覆蓋了16個門的200多個不同的物種。

除了澄江生物群，位於中國貴州的凱里生物群化石大都來自於5.2億年前，這些生物包含了11個門120多個不同屬的生物，也就是說在短短的1100萬-2100萬年的時間內，寒武紀的生物迎來了不可思議的井噴。

當然，如果是單純地出現了大量的生物，還不足以讓科學家們困惑，最關鍵的是在寒武紀生命大爆發之前的地質層中（震旦紀），科學家們並沒有發現足以支撐出現如此多生物的生物化石，也就是過渡性的化石，就是說寒武紀湧現的大量生物，好像是憑空出現的，這才是最關鍵的問題，也是讓達爾文沒想明白的問題，而且到了今天，這個問題依然存在於假說的層面上。

寒武紀生命大爆發的假說

首先，達爾文的進化論是目前公認的科學學說，這一點已經從大量的動物化石中找到了答案，我們不能因為一些物種缺少過渡性的形態化石將它一杆子打死，畢竟化石本身的形成就非常的困難，而且距今時間越久，能保留的越少，因為化石在地殼裡，而地殼在億萬年的歲月裡，運動、擠壓、撞擊，早已經將許多的生物化石消磨掉了。

基於這個前提，科學家們對於寒武紀生命大爆發提出了幾個科學假說：

第一：化石形成假說。在寒武紀生命大爆發之前是埃迪卡拉紀，埃迪卡拉紀並非一個荒蕪的世界，而是已經有了相當的植物和動物。科學家們在澳洲南部的埃迪卡拉地區發現了距今約5.65億年前-5.43億年前的一大群軟體多細胞動物，包括腔腸動物、節肢動物以及環節動物，這些動物屬於8個不同的科一共有31種不同種類。

而這些動物大多數屬於軟體動物，一旦死亡後沒有硬殼包裹的它們是極難形成化石的，因此不排除當時有許多同時期的其他動物也存在，但沒有形成化石的可能性。

第二：大存活假說。在埃迪卡拉紀末期，地球上出現過一次滅絕事件，它就是埃迪卡拉紀末期滅絕事件，上面澳洲的生物群就是在這次滅絕事件中形成的。一部分學者認為，有可能這次滅絕事件保留了許多物種，而這些物種一直演化才有了寒武紀生命大爆發。

第三：生態位空缺假說。地球上曾經經歷過多次的滅絕事件，其中有五次比較大的滅絕事件，而在滅絕事件發生之後，必然會出現一個現象-新型的生物大量出現，比如恐龍滅絕後，鳥類、哺乳動物以及爬行動物開始開枝散葉。

因此，一些科學家認為，埃迪卡拉紀滅絕事件後將當時數量眾多的生物滅絕掉，生物量少了，生態位就空缺了，生態位空缺有利於動物去到不同的環境，產生更多的基因突變，同樣的在生態位空缺時幾乎是沒有競爭的，此時基因突變被自然選擇保留的幾率也就大大增加了。

總結

寒武紀生命大爆發依然有許多謎題未解，但是從寒武紀之前的埃迪卡拉紀的生物來看，寒武紀的生物並非憑空出現的，也是進化而來的，只不過當時的生態位缺口太大，才給了滅絕事件後倖存物種高速發展的機會而已。

至於化石遠比寒武紀少，可能與該時期的動物以軟體動物為主，極難留下化石有很大的關系。

可能性之一：外部契機

寒武紀生命大爆發，就好像《異形》裡的工程師文明，喝了黑水之後，通過分解自身來創造了新的生命。不過這些黑水的功效基本大同小異，都是能讓有機生命發生突變創造新物種的黑水。

也許真的有一種或幾種外部的契機，推動了寒武紀大爆發的產生。畢竟我們無法提取古生物的DNA，來驗證它們和地球最初或者現在生物是否是同源的。

如果僅僅是外形相似，並不足以證明寒武紀大爆發產生的物種，和現在物種之間的傳承關系。就好像“蟹化”：很多不同的物種都可以分別進化出類似螃蟹的外形。

可能性之二：內部契機

另外，也許寒武紀的那個時候，生物距離“左牆”還不遠，生物之間還沒有生殖隔離。產生新物種的速度，要遠快於今天。

而現在的生命已經分化隔離很長時間了，不同版本之間差異巨大，很難再跨界門綱目，爆發式地產生新物種了。

雖說是“大爆發”，其實也是很長的時期。因為寒武紀與其他時期相比較，地球上環境適合物種的生存和變異，所以就形成了各種各樣的物種。

因為迫於形勢嚴峻和生存壓力，這些生物都在摸著石頭過河，試圖找出一條成功的進化道路。你看歷史上哪次文化產業百花齊放百家爭鳴後，不是獨尊儒術才活了下來，你看法家和儒家哪個算是找到了成功的進化道路？