地球大約在46億年前誕生，此后40億年，幾乎沒有什么生命，然而到了寒武紀(jì)，地球上忽然喧鬧起來，生物門類和數(shù)量像氫彈爆炸般散布開來，大約持續(xù)了200萬年。在距今大約5．8—5．3億年這一段短暫的地球歷史時(shí)期，動物起源和寒武紀(jì)生命大爆發(fā)究竟是怎樣一個驚心動魄的過程，被列為當(dāng)今自然科學(xué)十大謎題之一。昨天，為期4天的“寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期地球環(huán)境和生命過程”國際學(xué)術(shù)研討會在我市召開，近80位國內(nèi)外**科學(xué)家會聚南京，交流研究成果，破譯寒武紀(jì)生命大爆發(fā)之謎。

　　全球*大的國際合作研究項(xiàng)目

　　“寒武紀(jì)大爆發(fā)”是生物史上*重大的生物演化事件，所有現(xiàn)生動物門類都是由寒武紀(jì)早期就已出現(xiàn)的部分類群演化而來。中科院南京地質(zhì)古生物研究所研究員陳均遠(yuǎn)有關(guān)“澄江動物群和寒武紀(jì)大爆發(fā)”的研究成果，去年獲得了國家自然科學(xué)一等獎。

　　但是，動物的共同祖先是什么樣的？起源于何時(shí)？是以怎樣的模式起源的？寒武紀(jì)大爆發(fā)是怎樣發(fā)生的？經(jīng)歷了什么樣的過程？為什么動物起源及隨后的生命大爆發(fā)發(fā)生在地球歷史中的短時(shí)間段？這一系列問題目前還沒有明確的答案，因而成為生物演化領(lǐng)域*熱門的科學(xué)命題。

　　為此，由國家自然科學(xué)基金會和德國科學(xué)研究基金會支持，國內(nèi)外13個研究所50余位各學(xué)科**科學(xué)家聯(lián)合開展了“華南地區(qū)寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期的環(huán)境和生命過程的綜合研究”，其中既有古生物學(xué)家、現(xiàn)代生物學(xué)家，也有地質(zhì)學(xué)家，包括構(gòu)造、地球化學(xué)、地球物理等。該研究項(xiàng)目中方**科學(xué)家、中科院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎稱其為“全球*大的國際合作研究項(xiàng)目”。

　　生物演化緣于“冰寒火熱”

　　經(jīng)過3年的研究，該項(xiàng)目取得了一批高水平的研究成果。朱茂炎研究員介紹說，成果之一是確定了冰期的三個階段以及“雪球”事件對動物演化具有重大影響等。所謂“雪球”事件，是指在距今6．1億年到5．9億年之前，地球生命經(jīng)歷大劫難，當(dāng)時(shí)地球表面經(jīng)歷了持續(xù)長達(dá)幾千萬年零下30攝氏度左右的極端寒冷的環(huán)境，超低溫使已經(jīng)在地球上演化繁衍了幾十億年的絕大部分生物都滅絕了，只有極少數(shù)生命在海洋底部，依靠熱鹵泉化學(xué)能量頑強(qiáng)地延續(xù)下來。由于要抵抗惡劣的環(huán)境，生物基因產(chǎn)生變異，并不斷積累這種變異。此后強(qiáng)大的溫室效應(yīng)使地球冰蓋幾乎在瞬間消失，并很快轉(zhuǎn)為高溫環(huán)境。在極冷極熱的環(huán)境催化作用下，基因變異積累產(chǎn)生巨大的生物圈**，動物開始出現(xiàn)，5．8億年前的貴州甕安動物群化石就是這一生命復(fù)蘇的產(chǎn)物，為展現(xiàn)生命多樣性起源提供了彌足珍貴的科學(xué)依據(jù)，隨后發(fā)生的寒武紀(jì)生物大爆發(fā)，也正是這個起源的延續(xù)。

　　人類模樣是由偶然性決定的

　　事實(shí)上，生命演化過程并不是**的。在寒武紀(jì)大爆發(fā)前，生命已經(jīng)開始演化。在澳大利亞埃迪卡拉生物群中，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)一種巨大的生物化石，約有幾米長，這種生物有代謝過程，能夠生長，但是沒有器官，也不能運(yùn)動，在經(jīng)歷了冰期以后，這種生物沒能躲過“浩劫”，再也沒有出現(xiàn)，這就是生命毀滅—復(fù)蘇—大爆發(fā)進(jìn)程的科學(xué)模型?！叭祟惸軌蛏娴浆F(xiàn)在，完全是偶然因素決定的。”朱茂炎說，如果不是因?yàn)槟骋活惿镆灶B強(qiáng)的生命力度過冰期演化下來，“高等智能生物可能就是另外一種模樣”，朱茂炎開玩笑說，“可能就是我們虛擬的外星人的樣子?！?

光禿禿的死寂地球如何成為今日的一片繁榮？在動物起源的初期，地球上出現(xiàn)了3次類似“后天”一樣的“異端”事件，目前地球上的各種生物存留只是一種“偶然”事件，如果地球化學(xué)異常事件發(fā)生的時(shí)間、其中的要素稍有變動，或許如今這個世界的主流會是大象或是某種不知名的動物，它可能像人類一樣有智慧，有語言，甚至?xí)_車。而以后地球還有可能

出現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境的突變，或許科幻片上的怪獸真可能是地球的主角……這些聽起來似乎不可思議，但是昨日，在南京舉行的寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期地球環(huán)境和生命過程的學(xué)術(shù)研討會上，科學(xué)家們對于這樣的一種生命起源的模型在理論上幾乎達(dá)成了共識。

　　大冰期至寒武紀(jì)：地球“后天”了三次

　　生命如何起源，動物們的共同祖先究竟是什么生物？一切都在摸索，現(xiàn)在還是科學(xué)家們頭頂上是“烏云”似的大片謎團(tuán)。南京古生物研究所的研究員、**科學(xué)家朱茂炎教授告訴記者，正因?yàn)槿绱?，關(guān)于寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期的地球環(huán)境和生命過程的研究成為目前世界地質(zhì)學(xué)上*大的研究課題。涉及13個科研院所，來自海內(nèi)外的40－60名科學(xué)家都聚焦華南地區(qū)，而學(xué)科門類的合作也****：有古生物學(xué)、地球化學(xué)、沉積學(xué)、構(gòu)造學(xué)、古地磁學(xué)、物理、化學(xué)、現(xiàn)代生物學(xué)等各學(xué)科。

　　結(jié)果在不同地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的化石研究支持了這樣一個結(jié)論，在7．5億年前至6億年前地球出現(xiàn)了三次明顯的化學(xué)異常事件，在地質(zhì)層中檢測出來的C12和C13的比重發(fā)生了明顯偏差，這可能和電影“后天”的片斷有驚人的相似。恰恰在這個時(shí)候，生命起源開始活躍、大陸板塊的裂解速度加快、磁極在反復(fù)發(fā)生倒轉(zhuǎn)……朱茂炎教授說，雖然這樣的地球化學(xué)異常事件的原因尚未明了，但是生物圈對此發(fā)生的響應(yīng)已找到了化石的證據(jù)。

　　生命進(jìn)化的“失敗的嘗試”

　　在“伊迪卡拉”動物群，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一件令人百思不得其解的化石，化石有數(shù)米長，是個龐然大物。里面藏著的生物有代謝、有生命，然而奇怪的是它沒有任何運(yùn)動器官，沒有任何組織結(jié)構(gòu)，和現(xiàn)在地球上的任何動物都找不到“親緣”關(guān)系，和植物也完全不同。這“怪胎”一樣的生物到底是什么，沒有科學(xué)家能夠說清。

　　朱茂炎說，這是一次失敗的生命進(jìn)化的嘗試，在生命起源的初期，地球上的生命現(xiàn)象有各種不同的分支，像樹狀，它們嘗試著不同方式走一條生命進(jìn)化的道路，但是由于地球偶然性的變化，毀滅性事件的發(fā)生，讓在這些道路上行進(jìn)的生命很有可能就此滅絕，而另外一些不起眼，演化速度慢的生物反而可能錯過了這些毀滅過程，生存了下來，如果此時(shí)地球生命到了一個不可逆轉(zhuǎn)的進(jìn)程，它們就逐漸演化成了今天的生命。

　　朱教授笑著打個比方，如果時(shí)間稍稍不同，或許被滅絕的也可能是人類的祖先，那么人類就永遠(yuǎn)不可能會在地球上出現(xiàn)。但可以肯定，生命一定會存在。到底主流生物會是什么樣子？可能是大象，也可能是四不象，它們同樣都可能發(fā)展成為智能生命，有語言，懂交流，還開著汽車……生命帶著這種不可預(yù)知性。

　　生命：“水深火熱”中產(chǎn)生

　　因?yàn)樯拇蟊l(fā)時(shí)期恰好和氣候、地質(zhì)突變的時(shí)間相對應(yīng)，科技大學(xué)的鄭永飛教授推斷：在水火碰撞的極端條件產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)可能催化了生命的產(chǎn)生。朱茂炎說，在生命爆發(fā)之前，是一個大冰期時(shí)代，使得一些生命要素被“冰封”，只有在火山及熱水附近才有相對活躍的生命形態(tài)，不過它們只是孤立的存在，彼此之間不存在交流，因?yàn)楹浔庾璧K了他們的交流。而這樣的“雪球”環(huán)境，也使生物壓力加大，基因產(chǎn)生變化，發(fā)生多種變異，但大冰期過去，地球“回暖”，這兩個極端間，被壓抑的生命突然復(fù)蘇，生命圈爆發(fā)**性變化。

　　以前的地球變化對于生命產(chǎn)生過毀滅性的打擊，那么這樣的變化還會不會發(fā)生，朱教授說，不排除這個可能，而如果有氣候變化這種極端的大冰期時(shí)代的條件，那么地球上現(xiàn)有的生命可能被摧毀，某些生命現(xiàn)象被冰封，到地球回暖之后，又會重新變異發(fā)展，到時(shí)電影里的異形人，怪獸還真有可能存在。

　　科學(xué)家就這一生命進(jìn)化的模型在大方向上達(dá)成了共識，但是在某些具體環(huán)節(jié)上尚有許多謎團(tuán)，因?yàn)檎业降幕贾皇峭蛔兒蟮慕Y(jié)果，中間的過程只是推斷。不過朱茂炎說，我相信這樣的邏輯，生命進(jìn)化沒有固定路線，地球的變化決定了生命的變化，現(xiàn)存的各種生物包括人類現(xiàn)在能夠被保留有賴于一種偶然機(jī)會的出現(xiàn)。