寒武纪地球——进化的爆发

5.41亿到4.854亿年前

寒武纪海洋富含海洋生物

5.41亿年前，地球 历史 上最壮观的事件之一发生了。这是生命的突然和前所未有的多样化。

尽管持续了相对较短的5500万年(从地质学角度来说)，寒武纪还是见证了我们星球 历史 上最不可思议的进化多样化。在此期间，许多幸存至今的后生动物门出现在迅速变暖的海洋中。当陆地仍然荒凉的时候，海洋中充满了各种各样的奇异生命形式，包括一些最早的超级捕食者。

寒武纪是以威尔士的拉丁名命名的，在那里第一批化石是在难以置信的古代岩石中发现的，这些岩石可以追溯到这个时候。许多年来，寒武纪被认为是生命第一次出现的时期，尽管现在知道生态系统在前元古代的埃迪卡拉纪已经相当发达。事实上，地球上最古老的生命确凿证据出现在惊人的35亿年前的太古代。

快速变化的世界

预示着一个全新时代的开始，显生宙延续至今，一个新时代，古生代，寒武纪可能是所有地质时期中最重要的。5.41亿年前，埃迪卡拉纪结束，当时的许多神秘生物随之消失，这可能是由于快速进化的掠夺行为和前所未有的气候变化的综合作用。寒武纪的黎明见证了一个几乎全新的生态系统进化的开始，即所谓的寒武纪大爆发。

早寒武世地球可能是一个相对寒冷的世界，因为前显生宙的最后一批冰川消退了。此时，雪球地球已经完全消失了，氧气水平也在上升，最终达到今天的三分之二。与埃迪卡拉纪晚期一样，二氧化碳的数量比工业革命开始时高出惊人的16倍。

随着温室效应的全面展开，我们今天所担心的气候变化的后果确实是深远的。寒武纪之初，海平面已经比现在高了大约30米，但它们继续稳步上升，达到了近90米的峰值。快速推进的海洋可能是前寒武纪潘诺蒂亚超大陆解体的主要原因，从而大大扩展了浅海环境的数量。整个寒武纪，气温也迅速上升，达到21 ，而今天是14 。地球变成了一个热带海洋世界，是复杂生命形式辐射的完美环境。

第一批珊瑚礁形成了

寒武纪的前1000万年见证了一个现已灭绝很久的造礁生物分类群的进化，这个生物分类群被称为古始新世。这些原始海洋生物在许多方面与现代珊瑚相似，因为它们是一个非常多样的分类单元，而且都是不能自己移动。平均来说，它们比今天的大多数畜栏都要小得多，我们从那个时候发现的小壳化石就证明了这一点。由于早寒武世陆块周围有大量的浅水，珊瑚成为该时期第一个时期的主要生命形式之一。

许多其他海洋无脊椎动物，其中一些甚至在寒武纪之前，在这个时期中期就已经很成熟了。事实上，如果你去寒武纪海洋浮潜，你会发现很多东西，包括软体动物、水母、被囊动物和各种类似于今天的虾、海螺和穴居蠕虫的分节动物。海藻在寒武纪的前半期也变得广泛。事实上，它们仍然是当时地球上发现的唯一的植物生命形式，尤其是因为除了微生物之外，没有任何东西在这片土地上定居。

三叶虫

三叶虫在海藻中爬行

最著名的化石可以追溯到恐龙时代之前，属于三叶虫化石，三叶虫是有史以来最成功的早期动物分类单元之一。三叶虫持续了大约2.7亿年，最早出现在寒武纪的200万年左右，并很快统治了世界海岸线周围的浅滩。事实上，已经发现的寒武纪化石90%以上属于这些对称的三裂节肢动物。

到寒武纪中期，地球的海洋发生了巨大的变化。在当时最重大的灭绝事件中，大多数古始新世物种迅速灭绝，可能是因为海水中镁含量的下降深刻地改变了海底的化学成分。换句话说，珊瑚礁不再是主要的生物群落，后生动物物种，如三叶虫，找到了一个全新的生态位来定居。

伯吉斯页岩形成于大约5.08亿年前的中寒武世，现在发现于不列颠哥伦比亚省的加拿大落基山脉。伯吉斯页岩发现于1909年，仍然是寒武纪最重要的化石矿床之一，也是世界上唯一拥有该时期大量保存完好的生物的地方。几乎完全是由于这一惊人的发现，我们对5亿多年前地球海洋中的生命了解得如此之多。在伯吉斯页岩中发现的许多生物中，有一种叫拇趾怪的生物，这种看起来完全像外星人的生物靠着七八双爪腿在海底漫步。

第一个超级捕食者的进化

长到1米长的加拿大异头鲸是寒武纪时期最大的动物。

在伯吉斯页岩矿床中发现的最引人注目的化石之一属于一种叫做加拿大异头虾的动物，它生活在早寒武世至中寒武世，身长约1米，是该时期迄今发现的最大动物。更令人印象深刻的是，这种巨大的虾状生物可能是第一批在地球海洋中潜行的顶级捕食者之一。利用覆盖在身体后部的裂片在水中推进自己。它的茎上长着复眼，盘状的嘴里长着带刺的刺，很可能捕食早期的鱼类和其他节肢动物，包括三叶虫。

当巨型对虾忙于恐吓寒武纪海洋时，第一条鱼出现了，可能是从寒武纪早期珊瑚礁的固着被囊动物进化而来的。虽然不是真正的鱼，但鱼的直系祖先是头索动物，这是一种没有明确头部的简单生物，比如现代的枪矛鱼。第一条真正的鱼出现在5.3亿到5.2亿年前，但它们非常小，通常只有不到一寸长，没有下颚。最早的真鱼之一是海口鱼，它在5.35亿年前进化而来。

不断变化的生态系统预示着生物更替

像许多地质时期一样，寒武纪的最后几百万年以一次重大的灭绝事件为标志。尽管这一时期以多细胞海洋生物的爆发而闻名，但全球环境的快速变化再次改变了世界的生态系统。经过长时间接近全球的热带温度，世界在寒武纪末期开始显著变冷，尽管这不太可能是寒武纪-奥陶纪灭绝事件的主要原因。相反，它可能是由所谓的生物更替事件引起的，在这种事件中，更成功的生物取代了它们的原始祖先。换句话说，自然选择看到的是只有最强的存活下来。

结论

到寒武纪结束时，海平面比今天高90米，并且仍在稳步上升。尽管有无数物种进化和消失，但这一时期是一个令人难以置信的多样化时期，在此期间，第一批节肢动物进化了，预示着多细胞生物对土地的第一次 探索 。尽管如此，尽管海洋生物群落在寒武纪结束时欣欣向荣，但缺乏植物或动物生命的荒凉大陆继续缩小，而在海洋中，第一批珊瑚形成了巨大的珊瑚礁，充满了日益多样化的生命形式。