再论寒武纪大爆发与动物树成型

显动宙(也译为显生宙)创新大爆发导致了动物门类的幕式出现,并非"瞬间"或"同时发生"。狭义寒武纪大爆发代表三胚层动物的首次大辐射,包括2大幕(不宜定义为"序幕"和"主幕"):第一幕为"小壳幕",规模较大,基本完成了原口动物亚界中触手担轮类和蜕皮类两大谱系的轮廓构建;第二幕以澄江动物群为代表,它既延续并扩展了前期海绵类、双胚层动物和原口动物的兴旺,更诞生了后口动物亚界完整的"5+1类群":即全部五大现生类群(棘皮类、半索类、头索类、尾索类、脊椎类)的原始代表和"遗失了"的古虫动物门。至此,随着多数动物门类的陆续面世,大爆发宣告基本终结。该爆发的前奏即"埃迪卡拉幕","试验性"地创造了各种成功的和不成功的基础动物和原口动物的少数先驱。寒武纪爆发与其前奏之间并无实质性间断,可合称为显动宙早期创新大爆发,它导致了整棵动物形态树的框架成型。

寒武纪早期大气-海洋氧含量与生命大爆发

寒武纪早期（541-510Ma）地球环境与这一时期生命大爆发之间的关系一直是地球生物学研究的热点问题之一。本文系统总结了目前寒武纪早期大气-海洋氧含量与这一时期生命辐射之间关系的3种假说：大气-海洋的氧含量增加导致了寒武纪生命大爆发;寒武纪生命大爆发导致了大气-海洋氧化以及二者之间没有因果关系。3种假说均有相应的支持证据,但也存在与寒武纪早期海洋化学记录、与现代海洋观察不符和上述假说均未考虑寒武纪早期生命演化所展示的时空差异性等问题。在上述3种假说的基础之上,本文通过对寒武纪构造活动、陆源输入、海洋化学和生命演化等最新资料的综合讨论和分析表明：寒武纪早期地球环境与生命辐射之间很可能是相互作用与协同演化关系,而非简单的单向关系。

中国扬子海盆——世界上罕见寒武纪生命大爆发和辐射进化的化石库

在简要论述我国扬子地块或扬子海盆,包括现今云南、贵州、湖南和湖北等地,寒武纪地层中相继发现的以澄江生物群、凯里生物群、牛蹄塘生物群和清江生物群等为代表的特异埋藏群及其与加拿大布尔吉斯页岩生物群的对比的同时,讨论了最近发现的湖北清江生物群的产出时代和层位、组合特征,并对上述生物群的生态和埋藏环境进行了分析与对比.认为大规模两侧对称动物门类的出现和多门类后生动物骨骼化是构成寒武纪动物大爆发的最主要特征.以上生物群的发现和研究,不仅展示寒武纪大爆发的客观存在,也说明在漫长地质历史时期,生物进化并非都是沿着达尔文渐进论的进化轨迹,从低级向高级发展;只要环境许可,生物在相对短暂时间内,采用一种爆发式和多样性辐射进化的模式,也可以出现大量门一级生物,而且这种进化模式在生物进化的历程中具有划时代的重要意义.前寒武纪罗迪尼亚(Rodinia)超大陆裂解和聚合而引发的、并波及我国南方的距今10亿~8亿年左右的晋宁造山事件,以及雪球事件后因气候变暖,大气和水中有机质和氧及二氧化碳含量的急剧变化,尤其是大气和水中氧气含量的增加,为我国扬子海盆寒武纪大爆发提供了必要的前提,也为动物的繁衍和骨骼化创造了极好的生态条件.但只有那些生活在海水相对较深,表层水柱充氧而底层缺氧、古地理位置处于扬子碳酸盐岩台地陆棚或陆棚边缘或台缘斜坡或凹陷中的岩家河、澄江、牛蹄塘、清江、凯里等生物群,才有可能在缺氧的海底被保存下来,并形成深色和黑色页岩或泥岩特异埋藏群或化石库.

寒武纪大爆发与动物树的成型

由"真动物"构成的动物界(不包括海绵)通常被划分为双胚层动物、原口动物和后口动物3个亚界。寒武纪大爆发经历了爆发的前奏—序幕—主幕3个阶段,其中后两个阶段处于早寒武世初期(依次以小壳化石的首次辐射和澄江动物群爆发为代表),另一个则发生在"寒武前夜"(即前寒武纪末期),以伊迪卡拉生物群为代表。这次独特的三幕式大爆发分步完成了动物形态演化谱系树(简写为TOA)的成型。已有化石证据显示,动物树的3大主体或3个亚界的起源及其早期辐射分别发生于寒武纪大爆发这3个主要阶段。澄江化石库中发现的早期后口动物亚界涵盖了该亚界中所有6大分支(棘皮类、半索类、头索类、尾索类、脊椎类和绝灭了的古虫类)的原始类群,澄江动物群时代标志着寒武纪大爆发的顶峰,完成了动物树框架的成型,从而宣告了寒武纪大爆发的基本终结。其学术重要性超越了中寒武世的布尔吉斯页岩,因为前者位于动物树形成的"源头",而后者仅代表此后的"一段流程"。在动物演化历史上4个最具转折意义的重大创新事件(即多细胞动物起源、两侧对称动物起源、后口动物起源和脊椎动物起源)中,第一个发生在伊迪卡拉纪甚至更早的时期,其余3个则可通过梅树村化石群和澄江化石群观察到其完成的主体过程。已灭绝的古虫动物门,是初具鳃裂构造的原始分节动物,作为由原口动物向后口动物过渡的一个珍稀"缺环",很可能代表着后口动物亚界的一个根。古囊类兼有两侧对称的古虫类和一些原始棘皮动物的镶嵌体征,最可能代表棘皮动物的一个根。在早寒武世动物演化谱系中,后口动物的"顶端类群"的代表是被誉为"第一鱼"的昆明鱼目,目前已知包括昆明鱼、海口鱼和钟健鱼,它们具对眼、脊索与串珠状脊椎软骨共存的原始脊椎,代表了真正的脊椎类或有头类始祖。相反,包括云南虫属和海口虫属的云南虫类,既没有成对的眼睛也没有可信的脊椎软骨,而且其背神经索也未扩大成脑,甚至不具备低等脊索动物的肌节,因此与真正的有头类或脊椎动物无关。其实,这类奇特动物与古虫类共享相似的躯体构形,应该代表着低等后口动物中的一个侧枝。自达尔文以来,进化生物学一直在动物世界的悠长演化历程中,努力追寻"人类远古由来"的一些重大形态学创新事件的证据,无疑,古虫动物门原始鳃裂构造的出现以及第一鱼之头颅和原始脊椎软骨的形成,应是这条历史长河中人们期待已久的两大里程碑。

I_a型超新星爆发理论(I):主要观测特征及其爆发机理

从光谱特性、光变曲线、爆发能量、在星系内分布特征等诸方面，简要介绍了I_a型超新星（SNI_a）的主要观测特征．并根据近年来人们提出的改进标准模型阐述了SNI_a爆发的物理原因和物理过程以及核合成特征．

“寒武纪爆发”事件及其成因述评

主要后生动物门类化石在寒武纪初期的突然出现记录了生命史中一个从未有过的快速演化时期,这一事件被称为"寒武纪爆发(Cambrianexplosion)".多年来有关"寒武纪爆发"成因的各种猜测从未间断过.但是,将古生物化石记录看成是生物进化过程中种系形成的真实过程已遭到许多研究者的非议,这主要取决于以下二方面的证据:一是对早期后生动物系统发生关系的重新评估;二是来自于分子系统学和分子钟的研究.现在看来,"寒武纪爆发"事件的产生,一方面归因于化石体积的明显增加及其伴随的骨骼化过程,另一方面可能是其时的进化革新事件所导致.

试论寒武纪生命大爆发对达尔文进化学说的质疑

寒武纪生命大爆发 ,对达尔文渐进连续的进化论发出了诘难和挑战 ,本文根据 2 0世纪末现代分子生物学研究的最新成果 。

寒武纪大爆发与动物类群的起源

生命起源是现代科学三大前沿问题(天体演化、生命起源、基本粒子理论)之一。生命起源就是研究地球和地外星球由非生命物质变为原始生命的过程,以及如何利用人为方法模拟原始条件重现这一自然的历程。它的研究将是人类更好掌握生命发生和发展的规律,控制生物遗传,具有重大的理论意义和现实意义。对于地球上的生命起源于何时、何种环境,有很多的猜测,热泉和海底“黑烟囱”生态系统说也是其中的一种。我国云南腾冲热泉的地下古热泉硅华通道含有大量的黄铁矿(FeS),我国科学家推测,表层岩石圈中似“蜘蛛网”状分布的热液通道也许在38亿年前(地球上迄今为止最古老的生物活动痕迹),甚至在42亿年(大量陨石撞击地球的结束时期)前就可能存在,这为地球生命起源提供了更多的、相对稳定的环境,大大增加了地球上生命起源的概率,也为生命在地球上的起源和早期演化“腾出”了相对充足的时间。几十年来科学家们在探索生命起源的问题上取得了一系列突破性的进展。1953年Miller在实验室中首次模拟了原始大气中合成氨基酸的反应;同年4月沃森和克里克提出了DNA双螺旋模型轰动了整个科学界;1966年64种遗传密码子破译成功,最近科学家又“发明”了一些新的密码子,让生物细胞可以合成含非天然氨基酸的蛋白。2004年。

寒武纪生命大爆发现象的困惑与思考

破解"寒武纪生命大爆发"之谜,仍有若干困惑值得思考,一是三十多个不同门类的动物何以在寒武纪同时出现?二是还没有发现任何证据表明寒武纪三十八门同时出现的生物是从瓮安动物渐变进化而来,那么,谁是寒武纪三十多个不同门类动物的共同祖先?三是寒武纪以来不同门类的动物进化速率何以如此悬殊?四是寒武纪原始脊椎动物何以出现几乎没有任何价值的原脊椎?

生命的历程系列讲座(八) 寒武纪生命大爆发概念形成与影响

2017年有一则新闻颇受关注,就是'寒武纪芯片',一款由中国科学院科研人员设计制作的芯片一举达到了国际一流水平。中国从此有了自己的高端芯片,摆脱了长期以来受国际芯片打压的困境,将迎来人工智大爆发的时代。那么,为什么要将芯片冠以'寒武纪',寒武纪究竟何以提上这样的高度,被跨领域的同行捧为至高无上的标志。原来,发生在距今5.2亿年前的寒武纪生命大爆发是地球生命史上里程碑式的演化事件。

生命的历程系列讲座(三) “寒武纪生命大爆发”再揭秘

距今约5.3亿年前,一场地球生物进化史上最为壮观的＂寒武纪生命大爆发＂＂骤然＂上演,几乎所有门类现生动物的祖先分子在很短的时间里涌现了出来,其复杂而多样的生命形态与之前漫长演化过程中出现的原始生命体截然不同。达尔文的困惑——谜题的产生其实,早在一百五十多年前,这一奇特而重大的生物进化事件就引起了达尔文的高度关注。那时,科学界还没有发现寒武纪之前的化石。

大氧化事件与寒武纪大爆发

发生在距今5.18亿年前的寒武纪生命大爆发,是生命史上里程碑式的演化事件,涌现了从低等的海绵动物到高级的脊索动物几乎所有的祖先分子,一举奠定了5亿多年来以两侧对称为主的具骨骼后生生物的演化,最终铸就了当今地球生物圈的形成。对于寒武纪大爆发的原因,近年来有越来越多的证据指向氧气含量大幅提升这一推手,也就是说氧气的显著变化对于引发大爆发事件起了非常重要的作用,而氧气的演化源自于前寒武纪二次大氧化事件。

老化理论实现爆发主题探测的方法综述及应用

对主题能量和生命周期的相关研究进行了综述、分析了基于老化理论的主题模型。在利用老化理论实现爆发主题探测的应用上,主要围绕基于爆发词的爆发主题探测方法以及基于主题爆发特征的探测方法进行了研究和分析,并提出了利用老化理论对网络科技信息中爆发主题探测的一套方法,讨论存在的问题及未来可能的工作方向。

论非爆发式质变理论对思想政治工作的指导作用

非爆发式质变理论表明，质变的非爆发形式是非对抗性矛盾的特征。思想政治工作的主要任务就是解决非对抗性矛盾问题。非爆发式质变理论对思想政治工作具有指导作用。掌握了非爆发式质变理论，有助于正确运用思想政治工作解决现实问题，充分发挥思想政治工作在经济建设中的重要作用，正确认识思想政治工作的长期性。

生命的历程系列讲座(七) 化石见证寒武纪生命大爆发

20世纪80年代,我国科学家发现了澄江动物群,为解开寒武纪生命大爆发之谜提供了大量详实的关键证据。现在,我们已经知道寒武纪时代曾涌现了一大批现代动物门类的祖先,生物已广泛分布于海洋浅海区各个区域和不同的水层中,生物间已然建立起了较为复杂的多级食物链,完整的生物谱系框架已搭建完成,由此产生的巨大影响一直延续至今。

生命的历程系列讲座(五) 寒武纪大爆发动物器官的创新浪潮

地球生命自距今38亿年前诞生以来,历经三十多亿年的漫长演化,直至5.41亿年寒武纪之初的崭新时代,迎来了生命演化史上最激动人心的时刻——寒武纪生命大爆发。毫无疑义,它是生命演化中物种形成最迅猛、高级分类阶元诞生最频繁、功能形态悬殊度最显著、生物结构造型可塑性最强的特大型生物大辐射事件。

群体性事件爆发机制与舆论监督时机选择——基于核物理理论的一种对比分析

针对近年来在中国发生的群体性事件,基于社会与政治运动的理论,本研究以集体行动为观察对象,通过借鉴比较核物理中的核裂变和核聚变的理论分析,探究群体性事件的一般爆发机制,并建构了一个过程演化模型。研究发现,看起来风马牛不相及的核反应过程与群体性事件过程实际上具有某种相互对应的、类似的作用机制;从群体性事件连续统的低能级区域跃升至高能级区域,一般要经过反复的抗争互动和力量较量,至少要经过两次引爆过程。在群体性事件从酝酿到爆发的过程中,在不同的时期,舆论监督发挥着信息解惑、情绪解气、行动减压、政策纠偏的功能。对群体性爆发机制的学理分析,有助于选择恰切的舆论监督时机,有助于全面理解和综合应对中国当下转型社会中的群体性事件。