地球上最古老的生命是什么樣的？為何突然消失？

當復雜生命在遠古地球上出現(xiàn)時，它們看起來與我們今天所知的一切生命都截然不同。

在加拿大紐芬蘭島的東南端，崎嶇的懸崖聳立在海面上。這些嶙峋的巖石被稱為“誤導點”（Mistaken Point）。之所以取這么個名字，是為了向許多在此遇難的船只致敬。歷史上，許多水手曾將這里“誤認為”附近的雷斯角，繼而轉(zhuǎn)彎向北行駛，使他們的船在不久后就撞上礁石。如今，這些陡峭的懸崖之所以出名還有另一個原因：它們處于一場爭論的中心，而這場爭論或許能解開地球上最大的謎團之一——復雜生命是何時開始以及如何演化的。

“在巖石周圍行走，你會發(fā)現(xiàn)它們表面覆蓋著成千上萬的化石。”牛津大學的古生物學家弗蘭基·鄧恩（Frankie Dunn）說道。

這些化石從約5.7億年前的埃迪卡拉紀（Ediacaran）保存至今，當時一系列的火山爆發(fā)使海底覆蓋上了火山灰，為當時的生命提供了“快照”。鄧恩說：“我覺得這就像在龐貝周圍散步，你可以看到生活在那里的生物的鬼魂被火山灰掩埋;這真是一種不可思議的體驗?！?/p>

這些埃迪卡拉紀化石預示著地球歷史上一個分水嶺時刻。在此前的40億年里，海洋一直是單細胞微生物的保留地，但突然之間，其中卻充滿了新的復雜生命。而且，這些生命簡直太奇怪了！它們與我們今天看到的生命形態(tài)完全不一樣。

有些，比如葉狀形態(tài)類生命（rangeomorphs），形似巨大的帶葉蕨類植物。另一些類似灌木，或者說類似卷心菜形狀。許多生物看起來像沒有形狀的囊，或者像絎縫的薄枕頭，還有一些看起來像巨大的海筆。

“大多數(shù)埃迪卡拉紀動物的身體柔軟，有些濕潤，”美國范德堡大學的古生物學家西蒙·達羅克（Simon Darroch）說，“形成貝殼或骨架的能力直到埃迪卡拉紀末期才出現(xiàn)?！边@些奇怪生命形態(tài)及其身體構(gòu)造一直困擾著科學家，他們一直在努力將這些生物放到生命演化樹中。

“在歷史上的不同時期，我們曾認為它們都是某個類群，或者都是另一個類群，”達羅克說，“在某種程度上，它們都是水母;而從另一個角度看，它們又都是一類被遺忘的，已經(jīng)消失的動物生命，早已滅絕。在過去20年里，證據(jù)越來越明顯，它們可能代表了各種各樣的生物體和生物群，其中一些屬于動物?！?/p>

可以確定的是，這些動物至少比5.41億年前的“寒武紀大爆發(fā)”早了大約4000萬年。寒武紀生命大爆發(fā)是一場相對短期的進化事件，當時的動物化石記錄中突然出現(xiàn)了一些可識別的身體部位，比如鰭、腿、殼和骨骼等，并顯示絕大多數(shù)動物“門”都在這一時期出現(xiàn)。換言之，現(xiàn)代動物的祖先大多可以追溯到這一時期。

然而，埃迪卡拉紀生命的最大謎團在于，它們經(jīng)歷了什么？它們曾經(jīng)一度興旺發(fā)達：從俄羅斯到澳大利亞，從納米比亞到中國，世界各地都發(fā)現(xiàn)了葉狀形態(tài)類生命和其他動物的化石。然而，在它們首次出現(xiàn)約3000萬年后，就突然從化石記錄中消失了。

寒武紀生命的崛起

查明真相的關(guān)鍵可能在于納米比亞南部一個名為“納馬群”（Nama Group）的化石群。大約5億6千萬年前，地球剛剛經(jīng)歷了一次冰河時代，正在開始解凍，這個地區(qū)被冰川水淹沒，形成了一片淺?！，F(xiàn)在，你可以向任何方向行走數(shù)百公里，看到曾經(jīng)生活在那里的動物記錄，就呈現(xiàn)在巖石表面。

該遺址之所以引人注目，是因為它是為數(shù)不多記錄埃迪卡拉紀和寒武紀之間過渡時期的地方之一。在地球生命史上，這段時期顯得尤為動蕩。

2013年，達羅克在納馬沉積物中發(fā)現(xiàn)了大片非常類似洞穴的地形，表明一些早期動物曾在這里覓食，并攪動著海底。

“大多數(shù)埃迪卡拉紀生物是相當簡單的動物，它們不會四處移動，做的事情也很有限，而且它們傾向于生活在離食物來源很近的地方，比如在海底發(fā)現(xiàn)的黏稠的微生物墊，”達羅克說，“然而，從5億4千萬年前開始，在納米比亞，不同穴居行為的強度和多樣性都在穩(wěn)步增加，這表明這些動物更加靈活，它們覓食的方式也變得更加聰明?！?/p>

達羅克認為，這些更加現(xiàn)代、更具有寒武紀風格的動物的到來，可能以埃迪卡拉紀生物不喜歡的方式改變了環(huán)境，比如攪動沉積物和干擾微生物墊，導致埃迪卡拉紀生物更難獲取食物。沉積物中的一些洞穴看起來也和?？纬傻亩囱ㄒ荒Ｒ粯?。?？且环N食肉動物。如果當時有類似的捕食者，那無疑將為埃迪卡拉紀生物敲響喪鐘，它們將無法逃脫。

然而，其他科學家對這一理論表示懷疑。英國愛丁堡大學的碳酸鹽地球科學教授蕾切爾·伍德（Rachel Wood）表示：“這些生命形態(tài)愉快地共存了數(shù)百萬年，而且有證據(jù)表明，它們本來就生活在不同的海域，因此不一定會在生態(tài)上發(fā)生相互作用?！?/p>

災難性事件

科學家們越來越認同的另一種觀點是，海洋含氧量的下降可能導致了地球上第一次大規(guī)模的生命滅絕，其規(guī)模之大，可以和小行星撞擊地球?qū)е驴铸垳缃^的事件相提并論。

通過測量不同類型鈾在沉積巖中的相對含量，地質(zhì)學家可以計算出數(shù)百萬年前海洋的氧含量。當周圍的水含氧量低時，巖石會吸收較重的鈾;而當含氧量高時，巖石會吸收較輕的鈾。通過這種方法，科學家們發(fā)現(xiàn)，在埃迪卡拉紀時期，海洋中的氧氣含量波動很大。在第一批動物出現(xiàn)之前不久，氧氣含量是上升的;而在它們滅絕前不久，氧氣含量則呈下降趨勢。

一項研究計算得出，當時海底被低氧（缺氧）水覆蓋的比例可能已經(jīng)上升到60%至70%。相比之下，現(xiàn)代海洋的這一比例約為0.1%。

參與這項研究的弗吉尼亞理工大學古生物學家和地球生物學家肖樹海教授表示，有定量證據(jù)表明，當時海洋缺氧狀態(tài)在全球范圍內(nèi)擴大，在時間上與埃迪卡拉動物的消失密切相關(guān)。

當缺乏氧氣的海水慢慢漫過最初動物生命繁盛的淺海時，一些物種可能比其他物種更能適應。肖樹海教授指出，許多埃迪卡拉動物是固著的，意味著它們不能移動，因此如果有快速的環(huán)境變化，它們將無法適應，更容易滅絕。如果是移動的動物，就如許多寒武紀動物，它們有更好的機會移動到“氧氣綠洲”，比如含氧量較高的小片區(qū)域，或者淺水的氧氣避難所。不管埃迪卡拉紀生物衰落的原因是什么，它們的消亡實際上可能為后來的寒武紀動物大爆發(fā)鋪平了道路。

“觀察任何一個地質(zhì)時期，你經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)這樣的翻轉(zhuǎn)事件，在滅絕速率上升之后，物種形成速率也隨之上升，這似乎就是生命的發(fā)展過程，”蕾切爾·伍德說，“一旦生命演化至占據(jù)了某個生態(tài)位，要讓它們消失就必須付出巨大的能量。因此，如果發(fā)生了某些事件，移除了這些生命形式，這意味著其他生命有機會演化出來，再次占據(jù)這些生態(tài)位?！?/p>