寒武紀生命大爆發原因探討　　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。　　生物收割者假說是美國生態學家斯坦利提出的，是一種解釋寒武爆發的生態學理論，即收割原則。斯坦利認為，在前寒武紀的25億年的多數時間裡，海洋是一個以原核藍藻這樣簡單的初級生產者所組成的生態系統。這一系統內的群落在生態學上屬於單一不變的群落，營養級也是簡單唯一的。由於物理空間被這種種類少但數量大的生物群落頑強地佔據著，所以這種群落的進化非常緩慢，從未有過豐富的多樣性。寒武爆發的關鍵是草食收割者的出現和進化，即食用原核細胞(藍藻)的原生動物的出現和進化。收割者為生產者有更大的多樣性製造了空間，而這種生產者多樣性的增加又導致了更特異的收割者的進化。營養級金字塔按兩個方向迅速發展：較底層次的生產者增加了許多新物種，豐富了物種多樣性，在頂端又增加了新的“收割者”，豐富了營養級的多樣性。從而使得整個生態系統的生物多樣性不斷豐富，最終導致了寒武紀生命大爆發的產生。　　對於“收割理論”科學家們目前還沒有找到直接的證據來證明其正確性，然而，一些間接的證據支援了這一理論。間接證據之一來自於前寒武紀疊層石，這些由藻類組成的疊層石中儲存了前寒武紀最豐富的生產者群落。今天，疊層石僅盛產於缺少後生動物收割者的貧瘠環境中，如超鹽量的鹹水湖中。藻類在前寒武紀地層中的大量存在，大概反映了當時收割者的貧乏。另外，生態學野外研究也提供了一些間接的證據，研究表明，在一個人工池塘中，放進捕食性魚，會增加浮游生物的多樣性；從多樣的藻類群落中去掉海膽，會使某一藻類在該群落中佔統治地位而多樣性下降。　　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。 謝謝採納

寒武紀生命大爆發時，多細胞動物的多樣性出現了爆發式的增長，短時間內就湧現出了現生動物幾乎所有的門類（不同的門類代表了不同的形體構型）。而關於大爆發的成因，科學家提出過許多種假說，大體可以分為外因和內因：

外因包括了氧氣含量、海水成分、構造運動、雪球地球的結束等。

內因則包括了Hox基因導致的生物形體構型的快速多樣化、視覺產生的捕食行為與軍備競賽（收割理論）、外骨骼的產生與底質革命拓展了生態位等。

當然，這些因素更可能是同時存在並共同促成了寒武紀生命大爆發，但是，到底哪個原因才是最關鍵的驅動者呢？

在19年5月6日線上發表的Nature Geoscience中，中科院南古所的朱茂炎研究員與英國倫敦大學學院Graham Shields教授領導的中英俄國際合作團隊給出了他們的答案：氧氣！

他們在俄羅斯的一處連續的寒武紀早期碳酸鹽巖剖面中採集了樣品（這裡還解決了另一個重要的科學問題），開展了精細的古生物、地球化學分析與數學模型計算。結果：

生物地球化學迴圈模型計算表明，該地區海水碳、硫同位素在寒武紀早期距今5.24億年至5.14億年期間發生了五次同步變化，其變化幅度反映了大氣和淺海中氧氣含量的變化幅度。而距今5.14 億年之後碳、硫同位素的不同步變化則反映了海水的普遍缺氧。

綜合生物地層資料研究表明，在寒武紀早期距今5.24億年至5.14億年之間的一千萬年時間內，也就是寒武紀大爆發的高峰時期，海水碳和硫同位素值發生的同步波動的次數和幅度，與動物化石多樣性變化的次數和幅度在時間上高度吻合。而在距今5.14 億年之後的大約兩百萬年間，碳和硫同位素之間的變化則是不同步的，碳同位素保持明顯的負異常，硫同位素頻繁波動。巧合的是這一時間內發生了全球性寒武紀動物群的大滅絕。

西伯利亞寒武紀早期碳、硫同位素和氧氣生產量變化與動物多樣性之間的關係。藍線為造礁的古杯動物物種多樣性，綠線為所有動物的多樣性。FAD分別為三葉蟲和古杯動物的首現。

簡單地說，從碳、硫同位素計算得出氧氣含量，發現其與生物多樣性同步振盪，而且迴圈了5次之多。而在氧含量快速下降之後，發生了一場生物大滅絕。因此，認為氧氣是生命大爆發至關重要的調節者。

近期，由中國科學院南京地質古生物研究所參與領導的中英俄國際合作團隊，為這一科學難題提供了新的答案。合作團隊得出結論：大氣和海洋的氧氣含量控制著寒武紀大爆發的過程，氧氣含量的大幅增加，直接導致寒武紀早期生物種類“井噴”

大爆發的原因多樣性，或許是地球氣候變化？或許是大陸版塊碰撞？甚至如宗教所言所說，有神秘的力量主宰著地球生命的出現？

更甚者寒武紀並沒生命大爆發，而是因為甲殼類出現導致可留存的化石數量大爆發？

生殖隔離？？？

1. 寒武紀是英國一個郡名，發現大量生物，跟以前黏糊糊沒骨頭和殼的生物不一樣，當然如果再發現早幾千萬年的，就不叫寒武紀了

2. 5億多年前，地球是非常寒冷的雪地，這個科學已證實

3. 接著，地球二氧化碳含量急降，這個也是根據地質科學推論出來

4. 二氧化碳急降沒有定論，目前火山說比較多。

5. Sunny可以大量照進來了，導致二氧化碳進一步降

7. 穩定能量使生物演化加快，不排除基因突變的可能

8 有眼生物演化超前，然後各種進攻型防禦性器官進化出來

9. 物種越來越多

這也要幾千萬年的過程

首先，要有光，能量獲得的革命變化

其次，革命性的器官眼睛很重要，獲取能量更快

最後，基因在物種演化突然加快起了作用

肯定不同意呀！沒有隔離還了得？當時的生物已經開始分門類了，節肢動物和腔腸動物怎麼可能孕育後代呢？同科不同屬也沒戲呀。再說，沒有了生殖隔離，物種就無法分化，其結果只能是所有動物都長成一個模樣，哪來的“大爆發”呢？

主流研究者認為，這次“有如神創”的生命爆發是由多種因素合力創造的。5.42億年前的生命井噴，是富氧環境、冰川消融、生態效應這三股力量共同的傑作。先說氧。在寒武紀之前，氧幾乎只是藻類植物無用的代謝廢物。原始動物幾乎都採取固著、濾食的“消極”生活方式存活，靠運氣吃飯，耗氧程度非常低。寒武紀生命大爆發之前，地球海洋、大氣中積累了大量的氧。動物學會利用充沛的氧供應後，新陳代謝更快，使它們開始尋求更加積極的生活方式。比如開始游泳和捕獵。

捕獵者的產生從生態效應方面加速了生命的變異。從固著的濾食者成為快速遊動的獵手，這一過程可能僅需要不到五十萬年。今天在同一塊礁石上固著濾食的夥伴，可能幾百代後就成了捕獵者與獵物了。獵手和獵物間的“裝備競爭”又促成了更多的變異與分化，原始動物們“各村有各村的高招”，為了捕獵或逃亡，它們有些裝備了甲殼，有些進化出發達的感官，有些則專注於更迅捷的速度，於是生物種類開始了爆發式的增長。另外一個不可忽視的因素是冰川的消融。寒武紀生命大爆發之前，甚至比“埃迪卡拉紀”更早的時候，地球曾是一個白色的“冰球”。過度繁盛的藻類不停進行光合作用，使二氧化碳成了稀有氣體，溫室效應無法維持。這種極端的低溫環境顯然是不適合生命發展的，所以那時殘存的海洋中只有少數最堅韌的生物能夠存活。到了寒武紀早期，發生了一場不明原因（也許是小行星撞擊）的全球性火山噴發，大量二氧化碳進入大氣層，終於結束了這次持續十萬年的冰期。

這些才是寒武紀生命大爆發最靠譜的原因，生殖隔離起的作用是促進，而不是阻止。

氧氣含量的提升，造成寒武紀大爆發，氧氣的濃度對生命影響巨大，比如恐龍這個億萬年前的霸主群體，就是因為氧氣這種最為重要的因素才進化出來！把恐龍放到現在，慢慢它會變小，因為現在的氧氣比起億萬年前稀釋了多少倍，當然，人類去了恐龍時代一瞬間氧氣中毒，當場去世！