寒武紀大爆發的可能原因：

一、從外部環境而言。強調外部環境因素的假說有:

①氧含量上升說，認為前寒武紀至寒武紀過渡時期大氣中氧氣分壓顯著增加為主因;

②海水中鈣離子濃度上升說；

④雪球地球假說，認為新元古代成冰紀，地球環境極度寒冷,被冰雪覆蓋，而隨著冰雪的消融，進入之後的埃迪卡拉紀，生物面貌逐漸開始了較大的變化。

此外，其他海洋物理化學條件的變化，如溫度、鹽度等，以及板塊的聚合與裂解等，也被認為與寒武紀大爆發的發生有關。

二、從動物本身而言， 寒武紀大爆發發生的原因需要從基因、發育、生理、形態和生態等方面尋找。強調生物因素為主的假說可以簡要概括如下:

①基因發育調控機制說，即與Hox-基因有關，Hox基因是控制動物前後分割槽發育的基因,被認為是動物起源和演化的關鍵

②神經系統假說認為動物寒武紀大爆發需要動物神經系統的發育完全，特別是感覺系統的發展，包括腦的發育和視覺器官的發育等;

④形態定律假說，認為生物形態遵守形態的數學定律,因而它是不變的，生物形態有自然力約束，就像生命的重力和化學鍵一樣,不可改變，這被用以解釋為何寒武紀之後缺少新的生物構型;

⑤生物礦化假說,認為大氣氧含量的增加,使得大個體動物的有氧代謝成為可能，大的生物體需要礦化骨骼來支撐;

⑥空的生態空間假說，認為寒武紀大爆發的發生在於當時具有大量沒有生物佔據的空的生態空間,使得寒武紀初期新出現的許多動物可以快速佔領這些生態空間。

此外，還有胚胎髮育及眼睛的作用等方面的假說。

這個問題目前無解，都只是推測與假說。這與人類文明一樣，在公元前700多年數百年期間，中國出現了老子孔子諸子百家等，差不多同期，作為歐洲文明發源地的古希臘也出現了蘇格拉底，柏拉圖之類的思想家。這也是一個奇怪的現象。沒有合理的解釋。

原因探討

寒武爆發吸引了無數的古生物學家和進化論者去尋找證據探討其起因，100多年以來的證據產生出解釋寒武爆發的兩種基本觀點：

一種觀點認為，寒武爆發是一種假象

這是某些達爾文或新達爾主義者所持的觀點。由於進化是漸進的，所謂的“爆發”只是表明首次在生物化石記錄中發現了早在前寒武紀就已經廣泛存在並發展的生物，其它的生物化石群則可能由於地質記錄的不完全而“缺檔”，造成這種“缺檔”的原因是前寒武紀地層經歷著熱與壓力，其中的化石被銷燬了。由於發現前寒武紀化石沉積層中存在大量象細菌和藍藻這樣簡單的原核生物，因而這一解釋不再有說服力。

另一種觀點認為，寒武爆發代表了生物進化過程中的真實事件

科學家從物理環境和生態環境的變化兩個方面來解釋這一現象。

1965年，兩位美國物理學家提出了寒武爆發是由於地球大氣的氧水平這個物理因素造成的。他們認為，在早期地球的大氣中含有很少或根本就沒有自由氧，氧是前寒武紀藻類植物光合作用的產物並逐漸積累形成的。後生動物需要大量的氧，一方面用於呼吸作用，另一方面氧還以臭氧的形式在大氣中吸收大量有害的紫外線，使後生動物免於有害輻射的損傷。生物學家則從生物本身的生態關係來探討這一問題，因為地質學的證據否定了這種氧理論的觀點。大約在距今10億年至20億年之間廣泛沉積層中含有大量嚴重氧化的岩石，這說明在這一時期內已經存在足夠生命爆發的氧條件。因而生物學家從兩個重要事件的出現來探索造成寒武爆發的原因，即有性生殖的產生和生物收割者的出現。

從化石資料來看，真核藻類大約在9億年前出現了有性生殖，實際上，有性生殖出現得更早。有性生殖的發生在整個生物界的進化過程中有著極其重大的作用，由於有性生殖提供了遺傳變異性，從而有可能進一步增加了生物的多樣性，這是造成寒武爆發的原因之一。

據目前發現的化石資料，學界的基本共識是，前寒武紀末期發生了一次全球性的生物大滅絕事件，這次大滅絕事件與全球海洋一次巨大的碳同位素負異常事件（BACE事件）在時間上相吻合。因而，這次生物大滅絕事件被認為是由地球環境異常變化引起的，而且這種認識同樣支援了寒武紀大爆發的突發性，使得寒武紀大爆發之謎變得更加撲朔迷離。寒武爆發作為地史上的第二大懸案一直為人們所關注。隨著化石的不斷髮現及新理論的建立，這一謎團最終將大白於天下。

為什麼進化慢？

生物進化的原因很多，條件複雜

生物進化的外因主要是：生物體存在的載體是地球，而地球的環境在不斷變化。看起來，地球上的海洋是一個比較穩定的環境，其實不然，海洋也在無時不停地變著，像體積的變化，溫度的變化、鹽分的變化等。靠近陸地的淺海更受到影響，產生變化。淺海可上升為陸地，陸地也可以下降為海洋。 自從人類出現以後，人類活動對生物進化的影響更加顯著。例如，人類對森林的砍伐破壞，引起森林生態的變化，導致區域性地區的氣候變化，直接引起一些物種的絕滅。食物鏈中，每種生物體都佔有一定位置並起著一定的生態作用。生物鏈某一個環節上的某一種生物體的被破壞，會給整個食物鏈帶來麻煩等等。所以，環境的變化是生物進化的重要外因之一。

生物進化的內在原因是：遺傳學知識告訴我們，生物前後代的遺傳是緊密聯絡的，是有其遺傳物質基礎的。對於細胞生物來講，遺傳物質主要是染色體裡的DNA，並以遺傳單位（即基因）起作用。基因是遺傳資訊單位，基因指導著生物體的遺傳變異會導致生物體表現性狀不同和最終導致新物種的產生。 生物進化需要條件。一是環境所提供生物進化的機會。二是生物體能夠利用這種機會。

所以，綜合以上種種：並不是現在進化慢了，而是進化本來就是很緩慢的。從單細胞進化到現在的人類用了30億年，而就人類的歷史來說，只佔了其中極小的一部分時間！

目前，科學界認為寒武紀生命大爆發的原因有兩個：

產氧和葡萄糖的光能自養細菌的誕生

　　自從藍細菌這類能夠利用太陽能分解水，產生氧氣的細菌誕生之後，水體和大氣中的氧氣濃度開始緩慢而穩定的上升，因為這類細菌可以充分的利用充沛的水、二氧化碳和太陽能獲得葡萄糖。而今日地球繁榮的生命世界絕大多數都建立在這個化學反應的基礎之上。

　　在前寒武紀，這些細菌大量繁殖，並形成疊層石這樣的準化石，讓我們得以一窺多細胞生命誕生之前的世界。時至今日，這種最古老，在地球生命世界演化過程中最重要的細菌，依然生存在地球的某些角落，依然在形成數十億年前就一直在形成的疊層石，它們堪稱真正的活化石。

利用氧氣分解葡萄糖得到能量的細菌

　　有了氧氣，同時還有了葡萄糖，另一個進化上的巨大飛躍就是馴服氧氣，並利用它去氧化葡萄糖獲得大量能量，這並不是一件容易的事情。事實上直到今天許多微生物依然懼怕氧氣，或者只是能忍耐氧氣。因為氧氣的化學性質異常活潑，而生命生存依賴的那些分子：蛋白質＼核酸等等都容易被氧氣破壞。

　　而最終獲得了這項能力的細菌，如今已經找不到獨立生存的後代了。對於地球生命世界而言，在擁有了上述兩種細菌的情況下，最驚人的事件發生了，一個古老的吞噬細菌，將光能自養細菌以及能利用氧氣分解的細菌，一股腦兒的吞到了自己的“肚子裡”，在億萬此吞噬的過程中，不知怎麼它們彼此之間相互妥協了，能利用太陽能的細菌轉變為“葉綠體”，而能利用氧氣的細菌則轉變為“線粒體”，原始的真核細胞就此誕生。

多細胞生命“大爆發”

　　伴隨著原始真核細胞誕生，地球生態系統迎來了一次進化上的飛躍時期，因為真正的多細胞生命很快的從原始的多細胞（原核細胞）聯盟中誕生出來，而對於多細胞生命形式而言，世界是如此的海闊天空。所謂寒武紀生命大爆發，準確的說就是地球生命世界從積累了30億年的單細胞生命形式，向多細胞生命形式飛躍的一次大爆發時期。

　　如何評估此前的積累，則形成了絕對爆發派以及相對爆發派。隨著我們對單細胞的原核生命世界的瞭解日益增多，科學家們發現許多關鍵的變化，早已經出現在原核世界中，包括原始的多細胞聯盟以及更重要的一個現象——細胞自殺現象。而這些都是日後構建多細胞生命世界的根基，這些最古老原始的機制，依然在我們這樣的多細胞生命中扮演著重要角色。所以，從這個意義上而言，我們依然可以說進化無飛躍，尤其在分子機制層面上而言更是如此。

　　但是，多細胞生命形態，帶來了一項巨大的改變，就是在分子基礎基本相同的情況下，生物形態的宏觀架構卻擁有了千變萬化的可能性，而要實現這一切，在分子水平上並不需要過於劇烈的變化。比如ＨＯＸ基因的簡單變異，就能得到在身體構造上差別巨大的生物。而寒武紀的大爆發時代，所有可能的ＨＯＸ基因變異體都一股腦兒的出現了。最終，某些體型構造被證明是更加成功或者純粹的幸運，被保留下來，其他體型結構則被淘汰。因此，寒武紀也被稱為多細胞生物體型構造的博物館。

　　經過寒武紀的大檢驗之後，剩下的時光都可以說在這個基礎上去做更多細節上的改造和變化。可以預計在沒有新的能源利用和新的細胞組織方式出現之前，不可能出現類似第二次寒武紀生命大爆發這樣里程碑式的進化事件了。

測得寒武紀大氣中氧氣含量35%，現在大城市裡能達20%就不錯了，神經細胞的進化需要大量的血氧，要想開靈智慧根，在汽車尾氣裡沒希望

那時候的生命結構非常簡單，物質構成的環境也非常簡單。但生命結構比環境複雜先進，所以可以像優勢企業產品對空白市場那樣，具有爆發式生長能力。現在地球上的環境由生物構成，相互間關係複雜，想脫穎而出就得像在眾多企業行業或人群中有優勢，且對各方都有價值使他們受益，同時這樣的環境使自身內部各機體都得到鍛鍊，使自身適應環境，併發掘突破性機會，這樣才能自身爆發。......

此外，當前組成生物的物質之間關聯比以往大大複雜，但依然很難從體內物質間的關聯中獲得更多關聯性創新，而實現自身的更高水平的物質一體化進化，並在自然環境中脫穎而出，實現更高水平－－比如，100個物質之間目前有10000個高價值關聯關係，但這僅僅和自然界平均水平一樣，那麼，就不能勝出。但現在又體內自主發展出2萬個體內物質間的高價值關係，那麼，就已經進化了，且超出自然界，已經勝出了。注意:如果用其他方法發展的體內物質新關聯關係，那麼，即使有價值，也出現了弱點:那就是對這種方法產生了依賴！

地球形成於46億年前，最初的地球，猶如一片火海，被炙熱滾燙的岩漿包裹著。隨著時間的推移，地球逐漸冷卻，氣溫降低，大約在37億年前，火山氣體形成了大氣圈的雛形，大氣成分主要是二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、氨氣等，嚴重缺氧。大約35億年前，形成原始的海洋，出現了早期的原核生物（原核細胞形成的生物），原核生物的遺傳物質（DNA和蛋白質）在細胞內是裸露著的，沒有被核膜包圍，簡單來說，原核細胞是沒有真正細胞核的細胞，原核細胞外形多樣，呈棒形、螺旋形、弧形等，原核生物基本上都是單細胞生物，細菌可以說是原核生物的代名詞，藍藻（藍細菌）是典型的原核生物。原核生物只能進行無性繁殖，一個分裂成兩個，為了適應外部環境的變化，增強對遺傳物質的保護，原核細胞內進化出核膜，將細胞內的遺傳物質（DNA和蛋白質）包裹起來，形成細胞核，原核細胞就進化成真核細胞，最初的真核生物，還是單細胞生物，都是厭氧生物。由於藍藻含有葉綠素，在光合作用下，生產氧氣，隨著氧氣含量的增加，大約25億至22年前，導致大氣中含氧量激增，這就是有名的大氧化事件，大氧化事件之後，大約20億年前，厭氧的真核細胞為了適應有氧的環境，捕獲了好氧細菌，二者形成了一種“夥伴關係”，後來好氧細菌演變成真核細胞內的線粒體，它把細胞吸收的物質，透過氧化，轉變成供細胞利用的能量，線粒體就像一個細胞裡的“發電廠”，為細胞的工作提供能量，真核細胞的出現為多細胞動物的誕生奠定了基礎。單細胞真核生物為了抵禦外部環境的壓力，採取“抱團取暖”，聯合起來形成多細胞生物，大約在6.5億年前，真核細胞就這樣形成了第一個多細胞動物——海綿，基因測序分析證明，海綿是所有動物的祖先，它在動物的族譜中，位於族譜的最底端。大約到了5.41億年前，氧氣含量的突然升高，出現了大型的多細胞動物，如奇蝦等肉食性動物，從而導致了埃迪卡拉生物大滅絕事件，這為5.3億年前寒武紀生命大爆發事件，即澄江生物群的誕生創造了條件。就是說，在5.3億年前，在雲南澄江帽天山這個地方，突然一下子出現了那麼多原生多細胞動物，並因某種事件，突然死亡，被迅速埋藏，許許多多軟體動物、無脊椎動物和罕見的脊椎動物被很好地儲存下來，形成了完整清晰的化石，為今天的研究提供了幫助，這就是聞名於世的澄江生物群，有20多個門類，200多個物種，最著名的是第一個脊椎動物昆明魚的出現，昆明魚的登臺亮相拉開了脊椎動物進化的序幕。澄江生物群為後來生物的進化奠定了基礎，幾乎現代所有的生物都能夠在澄江生物群裡找到其影子——“祖先”。

昆明魚復原圖

生物的進化就是從基因變異積累到基因突變的結果。基因突變是一把雙刃劍，既可以產生新的物種，又可以為生物帶來災難，如癌變。在自然選擇的作用下，有益於生物生存和繁衍的基因變異，才能儲存並遺傳下來，而不利於生物生存和繁衍的基因變異，將會毀滅。現在三萬種魚，四千多種兩棲動物，六千多種爬行動物和五千多種哺乳動物以及萬餘種鳥都源於同一個共同的祖先——昆明魚。 同時基因變異又是漸變的，十分緩慢的過程，除非在實驗室內或在室外進行專門的觀察，否則人們難以看見。 所以說，現在生物進化並不是變慢，而是難以觀察到。在環境的變化下，在自然選擇的驅使下，在自然界時時刻刻，都在發生著生物基因的變異——生物的進化。 在某種意義上，由於人工的干預，基因技術的發展，“生物的進化”不但沒有變慢，反而是加快了！根據生物進化論的觀點，生物基因變異或基因突變是隨機的，沒有任何目的性或方向性，但在自然選擇的驅使下，生物都是向適應環境的更高階階段或更復雜形式方向進化。