寒武纪生命大爆发未解之谜(2)

这些早期的事件深入非生物与生物复杂的相互作用。用整体论和跨学科的方法模拟多样性的产生是很有价值的，不能集中探讨个别因素。寒武纪生命大爆发时会形成一系列级联事件连接的长河，今后的挑战，是要确定假说中的各个过程在这个长河中的相对位置。

《科学》杂志2013年9月刊登的一篇文章认为，有关寒武纪生命大爆发成因的假说大致可分为三种主要类型：发育和基因方面的，生态学方面的，以及非生物和环境方面的。有关非生物和环境方面的假说，是生命科学与地球化学联合研究得出的一个独立体系。这些假说大部分认为，有一个独立的过程支配了这种生物大爆发，但是也有许多是紧密相连、互相依赖的。因此，早寒武纪动物的迅速多样化可能是生物因素和非生物过程之间复杂相互作用的结果。

　　无独有偶，文章也认为，许多以前的假说都试图解释寒武纪生命大爆发的单一原因，而这又往往与其他领域获得的数据不一致。为解释寒武纪生命大爆发而提出的一系列假设，就如人们寻求解释的化石一样丰富而广泛。

　　研究人员从不同科学领域(包括地质、生态、发育生物学和基因组学)揭示动物进化的原因，取得了实质性进展。然而，这些发现大都是彼此独立的。要完全理解动物起源和生命大爆发的进化谜团，必须考虑三个相对重要的方面:

　　1)环境的实质性改变，这与当前的研究有很大的差异;

　　2)震旦纪和寒武纪时期基因的持续获取和发育变革，逐步增加了动物体型的复杂性;

　　3)建立与动物之间的生态学联系，确保新的后生动物具有新的体型，能适应新的环境。

　　对新的形态学变革来说，生态学机会不仅仅是提供环境的物理学变化，还驱动动物自身的活动产生变化。

　　当然，也有从其他角度来分析这个问题的，比如Stephen Meyer于2013年6月出版的新书中就试图为物种的智慈设计(intelligent design)建立哲学和科学依据。何谓智惫设计呢?

　　持这种观点的人认为，动植物如此复杂和精妙的结构不可能是自然演进的结果，而是某种高智能设计师的杰作。智慈设计论支持者称，达尔文的自然选择论无法回答生命如何起源的问题，也不能完全解释在过去6亿年的过程中，地球物种如此纷繁多样的原因，因此必定有外界智慧起了引导作用。但Charles Marshall显然不同意这个观点，他在《科学》上撰文评价道：“Meyer的方法其实是消极的，他认为古生物学家无法解释寒武纪生命大爆发，这就为‘物种设计师’的介入打开了大门。谁是这个设计师呢?只能由上帝来填补这个空白。我们只能继续寻求未来的解决方案。”

　　在这篇书评文章的开始，Marshall就掷地有声地抛出了自己的观点：“科学推理的力量源于求知欲望、推理能力以及用数据评价理念的能力之间复杂的相互作用。科学家已经学会了如何让创意与现实共舞，一直在探索过程中期待着这种从创意到现实的转型。我们通常是补充一些新的知识，指出一些旧观念是如何不完整甚至是错误的。所以我们期望共同建立一个对世界准确、可靠和有价值的理解。”这也算是我们对科学研究的共同理解吧。

　　大约在30亿年前随着早期生命开始学会如何利用来自太阳的能量

　　另外，现在许多研究者尝试用分子生物学手段来解决这个大难题，目前有了一些实质性进展，还存在一些与化石数据解释不一致的地方。对各种后生动物类群的比较发育遗传学研究和基因组测序项目已经发现了一些可能在起作用的新的基因。这些新数据可帮助我们重建震旦纪神秘的古生物谱系的形态学特征，重建古生物基因序列，推演基因调控网络，在揭示现存动物的体型方案方面具有重要的作用。

　　最后，补充一点，在中国云南省澄江县发现的数以万计的化石，是世界上绝无仅有的一处大规模远古生物化石公园。我国科学家通过对澄江动物群化石的研究，在世界上首次揭示了寒武纪生命大爆发的整体轮廓，证实几乎所有动物的祖先都曾经站在同一起跑线上。这项成果据称是对达尔文进化论的重要发展。现在地球上热闹非凡的上千万种生物，归纳起来总共才35个门，而在澄江化石中已经发现了20多个门一级系统(还不包括现在已经灭绝了的门一级动物)，并且还在不断发现新的动物门。这说明了一个关键性问题，在寒武纪早期，动物多样性的基本体制就已经建立了。

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