表 2 地质年代中的各纪及其代表符号纪

地球生物发展的进程

古生物地质学研究表明，冥古宙是地球形成期，太古宙就产生了生命，整个元古宙都是菌藻植物的世界。进入显生宙的古生代，从寒武纪才出现无脊椎动物，志留纪末期才出现裸蕨等陆生植物，泥盆纪鱼类繁盛，石炭纪和二叠纪是蕨类植物和两栖类动物兴盛的时期。整个中生代是裸子植物和恐龙等爬行动物的时代，只是在白垩纪才有被子植物兴起。新生代是被子植物和哺乳动物的繁盛期，第四纪才有了人类的出现和发展。

生物在地球上立足是从利用太阳能开始的。估计在前 30 亿～前 28 亿年间，生物开始具有了光合作用的能力，即有机分子利用太阳光生长和繁殖。有机体通过光合作用利用二氧化碳和水在体内产生葡萄糖和氧，把太阳能储存在葡萄糖里并放出氧。光合作用为一切生物的生命活动提供了有机物、氧气和能量，没有光合作用就没有生物的进一步演化和繁荣。大约在前 20 亿年的时候，地球大气中的氧量开始增加。在氧量增加的过程中，生物由简单向复杂发展。首先出现核细胞，然后生物出现性别之分，从而加速了其发展。当氧的含量增加到一定程度时，大气层中出现了臭氧层。由于臭氧层屏蔽了太阳的紫外线，降低了地表温度，使地表生物从水中发展到陆地。一些动物具备了外骨骼或内骨骼，进一步发展到哺乳动物。

绿色真核单细胞生物原始鞭毛藻是一切植物和动物的共同祖先。鞭毛藻断离，保留叶绿体的原始鞭毛藻逐渐演变成了植物，而失去叶绿体的原始鞭毛藻则逐渐演变成动物。结构复杂的多细胞生物的出现是生物发展的一大飞跃，从此细胞在形态和功能上越分越细，植物形成根、茎、叶、花、果等组织，动物形成心、肺、胃、肠等器官，由不同的组织器官构成的生命个体，在适应环境的过程中发展，植物沿菌藻植物—苔藓植物—蕨类植物—裸子植物—被子植物的方向发展，动物沿无脊椎动物到脊椎动物，脊椎动物沿鱼类动物—两栖类动物，两栖类又分别向鸟类和哺乳类发展。

但地史上的一系列的重大事件的突现，目前还很难用地球环境本身的变化来解释。前 20 亿年海生菌藻突然扩张性地暴发，前 14 亿年一些细菌和蓝

藻明显地分化，前 8 亿年菌藻分化明显地降低，前 6.5 亿年高级动物群突然

诞生，前 5.7 亿年硬骨骼动物突然暴增。这些好像不是逐渐进化的结果，因此有人向地外影响寻找原因。

对古生物发展的研究表明，许多门类的生物发展有明显的阶段性。对于这种阶段性的原因，由于尚不能仅以地球环境变化加以解释，而提出许多地外因素影响的猜测。我们这里分别就植物、动物和生物总体的阶段性予以讨论。

就植物来说，自太古宙至志留纪中叶的植物化石都是以海生菌藻类植物为主，在志留纪和泥盆纪交界期，陆生蕨类植物突然出现并在石炭纪和二叠纪兴盛发展，从三叠纪开始裸子植物开始兴盛，到侏罗纪、白垩纪之交出现

被子植物。有人通过将植物发展的转变期与太阳绕银河系轨道近银心点和远银心点的比较发现，陆生植物的出现与远银心点对应、裸子植物的出现与近银心点对应，而被子植物的出现与远银心点对应，并试图以此说明植物发展的这种阶段性可能根源于银河的影响。

就动物来说，寒武纪大爆发出现的古杯海绵、腕足类、软体动物、节肢动物、棘皮动物等许多不相关的无脊椎动物都一下子有了骨骼，从石炭纪开始两栖类动物的发展达到高峰，而进入新生代又成为哺乳动物的世界。这三次变化的突发性似乎难于仅从地球环境的变化来解释，于是有人牵强地将其与太阳在银河系的运行轨道联系起来。

就生物总体来说，在 20 世纪 70 年代曾有人对 129 种动、植物门类在地

球上的生存时间作过统计，发现平均生存期为 1.86 亿年。他们把生物发展划分为三大阶段，即兴起、繁盛和衰落，并得出 2/3 门类的繁盛期对应于太阳公转轨道的近银心点时期。

根据生物化石所得到的有关生物发展的这些阶段性，虽说不一定就是生物发展的真实情况，但总是现存的证据。致于把它们同太阳绕银心运动的轨道特征联系在一起，目前还不能完全令人信服。也可以说生物发展的这种阶段性还仍然是个谜。

寒武纪大爆发的奥秘

在长达 38 亿年的化石记录中，最令人费解的是“寒武纪大爆发”

在地质史上，以前 5.7 亿年为界，其前的隐生宙与其后的显生宙，在动

物化石方面有明显的不同。根据中国澄江早寒武世（前 5.5 亿年）化石、加

拿大布尔吉斯中寒武世（前 5.3 亿年）页岩等大量地质资料可以确知，在寒

武纪（前 5.7 亿～前 5 亿年），几乎所有已知的动物门，从原生动物门到脊椎动物门，都有了各自的代表。而在寒武纪之前，不仅多细胞生物化石非常稀少，而且在以埃迪卡拉动物群为代表的迄今所发现的新元古代的各种化石中，尚元一种可以确认为已知动物门的祖先。也就是说，绝大多数已知动物门是在寒武纪突然出现的，因此人们称其为“寒武纪大爆发”。

按照达尔文生物进化论的观点，寒武纪出现的多细胞动物，必在其前经历了一个漫长的早期演化阶段。如果我们站在生物进化论的立场，那么寒武纪大爆发的确引发了人们关于地球生物进化的许多疑问，也提出许多猜测。虽然在这个问题上还没有取得共识，但这些探索对于深入理解地球上生物进化过程的意义是显然的。

在对寒武纪大爆发的讨论中，自然要关注“埃迪卡拉动物群”。在前 6.5 亿年前后，地球各处都突然发育有埃迪卡拉动物群，从而开始了地球上高级生物的发育史。澳大利亚古生物学家格莱斯纳站在进化论的立场认为，新元古代的埃迪卡拉动物群是由无骨骼的软体多细胞动物组成的，是显生宙动物群的先驱，它们中绝大多数或全属种可能在寒武纪到来之前都已绝灭，因为体小和软弱无骨而未保存下化石。近来比较流行的观点认为，寒武纪的动物是同时产生的，埃迪卡拉动物群的“动物”比较特殊，与寒武纪以来出现的多细胞动物的根本区别是，它们的形体大而扁平，并缺少明显的消化器官和活动能力，其营养方式似乎分于自养和异养之间。

一个“寒武纪大爆发”，一个“埃迪卡拉群大绝灭”，总得有个“爆发”

和“绝灭”的原因。这就涉及到对当时生态环境的讨论。现有的化石虽然少，但毕竟能表明多细胞生物在寒武纪之前已有 10 亿年的历史。分子生物学研究也表明，多细胞动物的演化分异，在寒武纪前有一个漫长的过程。如果站在进化论的立场，就得考虑多细胞动物在前寒武纪进化缓慢的原因。一种估计是在前寒武纪大气圈中氧含量长期偏低，埃迪卡拉动物群的奇特体形结构可能是适应缺氧环境所致。但埃迪卡拉动物群只是新元古代末期多细胞生物的很小一部分，远不足以反映当时海洋生态的真实面貌。另一种推测是，随着大气含氧量的增加，到寒武纪长期适应贫氧环境的埃迪卡拉动物群由于厌氧而绝灭，而那些长期受贫氧环境制约的许多演化尝试则由于喜氧而迅速得到发展。