5.41億到4.854億年前

寒武紀海洋富含海洋生物

5.41億年前，地球歷史上最壯觀的事件之一發生了。這是生命的突然和前所未有的多樣化。

儘管持續了相對較短的5500萬年(從地質學角度來說)，寒武紀還是見證了我們星球歷史上最不可思議的進化多樣化。在此期間，許多幸存至今的後生動物門出現在迅速變暖的海洋中。當陸地仍然荒涼的時候，海洋中充滿了各種各樣的奇異生命形式，包括一些最早的超級捕食者。

寒武紀是以威爾士的拉丁名命名的，在那裡第一批化石是在難以置信的古代岩石中發現的，這些岩石可以追溯到這個時候。許多年來，寒武紀被認為是生命第一次出現的時期，儘管現在知道生態系統在前元古代的埃迪卡拉紀已經相當發達。事實上，地球上最古老的生命確鑿證據出現在驚人的35億年前的太古代。

快速變化的世界

預示著一個全新時代的開始，顯生宙延續至今，一個新時代，古生代，寒武紀可能是所有地質時期中最重要的。5.41億年前，埃迪卡拉紀結束，當時的許多神秘生物隨之消失，這可能是由於快速進化的掠奪行為和前所未有的氣候變化的綜合作用。寒武紀的黎明見證了一個幾乎全新的生態系統進化的開始，即所謂的寒武紀大爆發。

早寒武世地球可能是一個相對寒冷的世界，因為前顯生宙的最後一批冰川消退了。此時，雪球地球已經完全消失了，氧氣水平也在上升，最終達到今天的三分之二。與埃迪卡拉紀晚期一樣，二氧化碳的數量比工業革命開始時高出驚人的16倍。

隨著溫室效應的全面展開，我們今天所擔心的氣候變化的後果確實是深遠的。寒武紀之初，海平面已經比現在高了大約30米，但它們繼續穩步上升，達到了近90米的峰值。快速推進的海洋可能是前寒武紀潘諾蒂亞超大陸解體的主要原因，從而大大擴充套件了淺海環境的數量。整個寒武紀，氣溫也迅速上升，達到21℃，而今天是14℃。地球變成了一個熱帶海洋世界，是複雜生命形式輻射的完美環境。

第一批珊瑚礁形成了

寒武紀的前1000萬年見證了一個現已滅絕很久的造礁生物分類群的進化，這個生物分類群被稱為古始新世。這些原始海洋生物在許多方面與現代珊瑚相似，因為它們是一個非常多樣的分類單元，而且都是不能自己移動。平均來說，它們比今天的大多數畜欄都要小得多，我們從那個時候發現的小殼化石就證明了這一點。由於早寒武世陸塊周圍有大量的淺水，珊瑚成為該時期第一個時期的主要生命形式之一。

許多其他海洋無脊椎動物，其中一些甚至在寒武紀之前，在這個時期中期就已經很成熟了。事實上，如果你去寒武紀海洋浮潛，你會發現很多東西，包括軟體動物、水母、被囊動物和各種類似於今天的蝦、海螺和穴居蠕蟲的分節動物。海藻在寒武紀的前半期也變得廣泛。事實上，它們仍然是當時地球上發現的唯一的植物生命形式，尤其是因為除了微生物之外，沒有任何東西在這片土地上定居。

三葉蟲

三葉蟲在海藻中爬行

最著名的化石可以追溯到恐龍時代之前，屬於三葉蟲化石，三葉蟲是有史以來最成功的早期動物分類單元之一。三葉蟲持續了大約2.7億年，最早出現在寒武紀的200萬年左右，並很快統治了世界海岸線周圍的淺灘。事實上，已經發現的寒武紀化石90%以上屬於這些對稱的三裂節肢動物。

到寒武紀中期，地球的海洋發生了巨大的變化。在當時最重大的滅絕事件中，大多數古始新世物種迅速滅絕，可能是因為海水中鎂含量的下降深刻地改變了海底的化學成分。換句話說，珊瑚礁不再是主要的生物群落，後生動物物種，如三葉蟲，找到了一個全新的生態位來定居。

伯吉斯頁岩形成於大約5.08億年前的中寒武世，現在發現於不列顛哥倫比亞省的加拿大落基山脈。伯吉斯頁岩發現於1909年，仍然是寒武紀最重要的化石礦床之一，也是世界上唯一擁有該時期大量儲存完好的生物的地方。幾乎完全是由於這一驚人的發現，我們對5億多年前地球海洋中的生命瞭解得如此之多。在伯吉斯頁岩中發現的許多生物中，有一種叫拇趾怪的生物，這種看起來完全像外星人的生物靠著七八雙爪腿在海底漫步。

第一個超級捕食者的進化

長到1米長的加拿大異頭鯨是寒武紀時期最大的動物。

在伯吉斯頁岩礦床中發現的最引人注目的化石之一屬於一種叫做加拿大異頭蝦的動物，它生活在早寒武世至中寒武世，身長約1米，是該時期迄今發現的最大動物。更令人印象深刻的是，這種巨大的蝦狀生物可能是第一批在地球海洋中潛行的頂級捕食者之一。利用覆蓋在身體後部的裂片在水中推進自己。它的莖上長著複眼，盤狀的嘴裡長著帶刺的刺，很可能捕食早期的魚類和其他節肢動物，包括三葉蟲。

當巨型對蝦忙於恐嚇寒武紀海洋時，第一條魚出現了，可能是從寒武紀早期珊瑚礁的固著被囊動物進化而來的。雖然不是真正的魚，但魚的直系祖先是頭索動物，這是一種沒有明確頭部的簡單生物，比如現代的槍矛魚。第一條真正的魚出現在5.3億到5.2億年前，但它們非常小，通常只有不到一寸長，沒有下顎。最早的真魚之一是海口魚，它在5.35億年前進化而來。

不斷變化的生態系統預示著生物更替

像許多地質時期一樣，寒武紀的最後幾百萬年以一次重大的滅絕事件為標誌。儘管這一時期以多細胞海洋生物的爆發而聞名，但全球環境的快速變化再次改變了世界的生態系統。經過長時間接近全球的熱帶溫度，世界在寒武紀末期開始顯著變冷，儘管這不太可能是寒武紀-奧陶紀滅絕事件的主要原因。相反，它可能是由所謂的生物更替事件引起的，在這種事件中，更成功的生物取代了它們的原始祖先。換句話說，自然選擇看到的是隻有最強的存活下來。

結論

到寒武紀結束時，海平面比今天高90米，並且仍在穩步上升。儘管有無數物種進化和消失，但這一時期是一個令人難以置信的多樣化時期，在此期間，第一批節肢動物進化了，預示著多細胞生物對土地的第一次探索。儘管如此，儘管海洋生物群落在寒武紀結束時欣欣向榮，但缺乏植物或動物生命的荒涼大陸繼續縮小，而在海洋中，第一批珊瑚形成了巨大的珊瑚礁，充滿了日益多樣化的生命形式。