6亿年前的生命大爆发，埃迪卡拉纪有多疯狂？为什么说它改变了地球

　　1984 年的7 月 1 日是一个礼拜日，天空飘着小雨。
　　和往常一样，古生物学家侯先光一大清早就起床，简单地吃一碗面条，又装一碗在饭盒，穿上雨靴，就向帽天山出发。
　　【生物学家侯先光】
　　【云南澄江帽天山】
　　来到帽天山，侯先光不停地劈着石头，迅速扔掉那些没有价值的。因为速度快，一不小心，榔头就会砸到手指而出血。在那犹如神迹一般的一瞬发生之前，侯先光已经机械式地劈了 6 个小时的石头。
　　突然，一枚一元硬币大小的白色印子展现在他眼前，那是他从来没有见过的。
　　【狄更逊水母化石】
　　侯先光拿着化石的手控制不住地抖动起来，他被震惊了！
　　那一刹那，他觉得自己全身的血液仿佛都停止流动，时间凝固，整个世界都已静止，他敲开了时代的大门，云南澄江前寒武纪动物群 就此现世。
　　他呆呆地看着那个标本，湿漉漉的泥岩，泛着油渍的光泽，这个虫子仿佛就在水底游动，将他带到六亿年前的埃迪卡拉纪。
　　【埃迪卡拉纪】埃迪卡拉纪
　　六亿年前，欧亚大陆所处的北半球还是一片汪洋。
　　随着雪球地球的结束，冰川消融，蓝海重现，大量富含矿物质的冰雪融水涌向海洋，导致海洋中的蓝藻、细菌迅速繁殖。海洋中的氧气含量逐渐上升，地球环境变得适合生命生存。
　　或许是雪球地球长达1亿年压抑和禁锢，使得生命迫切地寻找出路。到了6亿年前，生命达到了一个临界点，真核生物获得一场迸发式的发展。
　　在地球生命诞生之初，没有可以参考的发展范例，生命的演化是奔放的，不受任何限制，它们可以在错综复杂的环境中尝试着自我修改。
　　【埃迪卡拉纪海陆分布图】
　　此刻的海洋，也还是一个友善的世界，没有掠食动物的侵扰，没有你死我活得厮杀，复杂的生命形式拥有足够的时间来发展自己。
　　加尼亚虫，它们紧紧附着在海底，形状如植物叶子，可并不是植物，因为它们无法进行光合作用，他们直接通过过滤从水中吸收营养物质。它们拥有一种奇怪的生长模式——以分形分枝的方式生长，这意味着它们在发育过程中不断重复单一的基本模式。如果你近距离仔细观察，你会发现每一个分支实际上只是整体的一个较小的缩小版，如今没有任何动物以这种方式生长。从组织构造上来看，这一类生物有着类似于腔肠动物的结构。可是，如果把它们说成动物，似乎也没有道理，因为它们连最起码的口、肛都没有，甚至也没有运动的能力，那么，这些东西到底是什么呢?
　　【加尼亚虫想象图】
　　狄更逊水母，一种又圆又扁的奇异生物，像一块圆形地毯铺在海底，只有几毫米厚，但是它们可以达到近1.5米长。它们奇怪的构造引发一些理论推测，有些科学家认为它们是原生生物或地衣，主要是单细胞生物组成的集群。不过许多研究人员认为它们是动物，通过分析狄更逊水母化石中的残留的有机物薄膜，表明这些有机物是胆固醇分解的产物，而胆固醇存在于动物的细胞膜中，说明狄更逊水母是一种动物 ，可是若说它们真的是一种动物，它们同样没有口、肛门和消化道等器官。
　　【狄更逊水母】
　　今天绝大多数的动物，都表现出双侧对称性，即身体两边是对称的。但一些埃迪卡拉纪的生物，如三星盘虫却是三重对称性生物，三个呈镜像对称的部分从身体中心呈螺旋状伸展出来，以至于后世的科学家很难推测三星盘虫的生存特征，它们如何移动，如何进食，又如何繁殖后代，因为没有明显的现代生物做参照。
　　【三星盘虫】
　　这些奇奇怪怪的生物，到底是属于植物还是动物?或者它们干脆是某种藻类和真菌的共生体?它们的生活方式算是自养还是异养?它们是一辈子都固着在浅海海底，还是极其缓慢地巡游？哪怕到今日，科学家也很难彻底说清楚。只能根据它们独特的身体形态与生活方式，推测这些神秘的生物是通过渗滤的方式，直接从海水中获取养分维持生命。
　　【怪诞虫】
　　而这样的生存方式让埃迪卡拉面临一个重大的生存问题：尽管大气中的含氧量有所升高，但是相对氧含量依旧很低，当时地球的氧含量只有现在的7%，海水中的含氧量更是稀少，早期海洋中营养物质也没有现在丰富，埃迪卡拉的动物们怎样获得足够多的食物呢?两种进化的模式
　　生物体呼吸、摄食等重要生理功能与体内器官的表面积密切相关，要想提高摄食和呼吸器官的表面积有两个途径，一种是向外扩大，尽量扩展自己的体表面积，让呼吸和摄食都通过更大的表面皮肤来进行；另一种是向内折叠，进化出复杂的器官。
　　第一种方法比较简单，它只需改变身体的基本形态，而不用大费周折地发展出复杂的内部器官。大部分埃迪卡拉的动物选择了第一种方案，它们把自己伸展得像一大张薄薄的圆形＂肉饼＂，企图无限制地发展自己的躯体，然而增大的身体又需要更多的营养，于是它们便在这种没完没了的循环中，把自己越摊越大，疲于扩张，直到体积与表面积比达到了奇怪的地步，却为其他动物徒做嫁衣，沦为食物！它们偷懒地尝试成生存策略的反面教材，过于简单地应付大自然的考验，让它们付出了惨重的代价。
　　【狄更逊水母】
　　而另一些动物并没偷懒，它们利用海洋中的矿物质给自己披上一道盔甲，抵御来自上部的危险，向内挖掘潜力，进化出功能专一而高效的器官，通过内脏的分支和褶曲来增加器官的表面积，达到增强呼吸和摄食的需要，这些动物是幸运的，它选择了一条正确的进化道路，日益强大，终于一跃成为地球上的第一代霸主，成为现在地球上的绝大多数动物的祖先！
　　【佚名】生生不息
　　雪球地球之后，第一道生命的曙光是短暂的，这束生命之光转瞬间便消逝了，大部分埃迪卡拉的生物没有幸存下来，永远地留在埃迪卡拉纪。因为物竞天择，适者生存，永远是海洋的规律！
　　【寒武纪生命大爆发】
　　为了生存，生命不得不做出各种各样的进化。
　　埃迪卡拉纪晚期，那些偶然得到甲壳的动物大量出现，埃迪卡拉的软体动物毫无还手之力，成为甲壳动物的盘中餐，埃迪卡拉的动物们迅速没落，逐渐退出地球生命的舞台。拥有内部复杂器官的后继者们，踏着埃迪卡拉动物的尸骨继续前进，演化出当今各种生物的祖先。
　　【进化树】
　　地球上多姿多彩的鲜活世界是生命付出巨大的代价，才一点点建立的。地球上曾经出现的物种中，有99%都成了生命尝试的牺牲品，永远地消失在历史中，却为后继者趟开一条希望的血路，这就是它们的使命。
　　然而，生命的试错仍在继续，新的物种将不断的诞生，埃迪卡拉纪之后，迎来的是显生宙永恒的白昼。埃迪卡拉纪为地球带来生命演化的种子，新一代的生命将为整个地球开启新的篇章——寒武纪生命大爆发。
　　我是寒武纪来客，下一期我们走进寒武纪生命大爆发。
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　　参考文献：
　　[1] 橘灯勘探.改变了地质史，这场神秘的生命大爆发！
　　[2] Dunn, Frankie & Liu, Alexander. (2017). Fossil Focus: The Ediacaran Biota. Palaeontology Online. 7. 1-15. 10.17863/CAM.7045.
　　[3] Hoyal Cuthill JF, Conway Morris S. Fractal branching organizations of Ediacaran rangeomorph fronds reveal a lost Proterozoic body plan[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2014, 111(36):13122-13126.
　　[4] Liu A G, Matthews JJ, Menon LR, et al. Haootia quadriformisn. gen. n. spinterpreted as a muscular cnidarian impression from the Late Ediacaran perioc (approx. 560 Ma)[J]. Proceedings of the Royal Society B: Biological ences, 2014,. 281(1793).
　　[5] Ivantsov A Y. The most probable Eumetazoa among late Precambrianmacrofossils[J]. 2017.
　　[6] Shen, Bing & Dong, Lin & Xiao, Shuhai & Kowalewski, Michal. (2008). The AvalonExplosion: Evolution of Ediacara Morphospace. Science (New York, N.Y.). 319. 81-4.10.1126/science.1150279.
　　[7] Virginia Tech. ＂Two Explosive Evolutionary Events Shaped Early History Of Multicellular Life.＂ ScienceDaily.ScienceDaily, 4 January 2008.