一`趣味發明10
地球生命大爆炸
生命的起源
《聖經》上說,上帝創造了一切。
上帝第一天創造天地,第二天創造空氣,第三天創造草木、菜蔬,第四天創造晝夜,第五天創造鳥獸魚蟲,第六天創造人。
第七天,上帝安息,因為要創造的都創造了。
公元1654年,愛爾蘭大主教厄謝爾經過“考證”,得出了上帝在公元前4004年10月26日上午創造地球的結論。
瑞典著名科學家林奈(1707年~1778年)則認為:上帝曾經創造了1萬個以上的物種,這些物種從來沒有演化或改變模樣,也不曾滅絕過——因為上帝絕不會將其所創造的物種再取走。
“神創論”一度非常盛行。一直到今天,還有一些人依然對比深信不疑。人們認識世界需要有一個過程。當無法解釋某些自然現象的時候,人們總是想:該是有超自然的力量在支配吧?何況宇宙誕生、地球誕生、生命誕生這樣極為重大的事件呢?
地質記錄和化石證據證明,厄謝爾的結論和林奈的觀點是不對的。
我們都認識這樣一位老人:禿頂、大胡子、目光敏銳。他的名字叫查理·達爾文。
達爾文是英國人,生於1809年,1882年去世。1831年到1836年,他乘海軍勘探船“貝格爾號”環球旅行,在動植物和地質等方麵進行了大量的觀察和采集,於1859年出版了震動當時學術界的《物種起源》。他認為,生物最初是從非生物發展而來,現代生存的各種生物,有共同的祖先。在進化過程中,通過變異、遺傳和自然選擇,生物從低級到高級、從簡單到複雜,種類由少到多。這一學說的誕生,成為向“神創論”挑戰的一個裏程碑。
達爾文令人景仰。但是,人們在景仰他的同時,忽略了這樣一個事實:達爾文深深地困惑著。這個困惑使他的晚年焦躁不安。
按照進化論的說法,現代生物有共同的祖先,生物的進化是漸變的。但是,從隱生宙到顯生宙,怎麼會突然出現那麼多的生物呢?打一個比方。達爾文的進化論認為,生物有共同的祖先,就像地球上最初隻有一棵小樹苗,小樹苗在成長的過程中逐漸分杈,直到枝繁葉茂。而不斷發現的化石告訴人們,顯生宙一開始不是隻有一棵樹苗,而是突然就有了一片小樹林。在這片小樹林中,隻有一小部分樹長大和繁衍。
達爾文無法解釋。達爾文之後的許多年,大家也無法解釋。
這不能怪我們的科學家們。古生物學不承認童話、神話和幻想,甚至不承認看起來十分合理的推斷。科學就是科學。古生物學上的一切問題,都要通過“化石”來解決。
驚人的發現
1942年,地質學家何春蓀到雲南澄江帽天山勘探磷礦。他是最早到澄江進行地質研究的人,可惜他不是古生物學家。
1984年,年僅34歲的古生物學家侯先光在帽天山發現了娜羅蟲化石——以往隻在加拿大伯吉斯山生物群中出現過的古老節肢動物化石。他是最先發現帽天山“天大的秘密”的人。比伯吉斯山生物群早1500萬年的澄江生物群,從此在科學界大放異彩。
1985年,張文堂和侯先光發表了關於澄江生物群研究的第一篇論文。此後,侯先光、孫正國又陸續寫出一批論文。
1987年,陳均遠和侯先光在澄江做了大規模的化石發掘工作,並根據研究成果發表一係列論文,震撼了科學界。著名古生物學家、德國的塞拉赫教授稱:“澄江生物群就像是來自天外的信息……”
1990年以後,以陳均遠教授為首的跨國科學研究小組,為破解寒武紀生命大爆炸之謎,多次在帽天山地區進行大規模發掘活動。
1991年,陳均遠等古生物學家在著名的《調查與探險》雜誌發表論文,並構思了第一幅寒武紀早期的水下生命景觀圖,引起許多人注意。《紐約時報》根據有關科學家建議,將這一生物群列入“20世紀最令人驚奇的發現之一”。
1991年,以中國科學家為主的國際性合作研究計劃開始展開,一些重要成果相繼在極具權威性的國際性科學雜誌上發表,引起全球新聞媒體的追蹤報道。
1992年,著名的《自然》雜誌以澄江發現的微網蟲化石作為封麵。1992年夏季是澄江化石發掘史上成果輝煌的一年。朱茂炎是第一塊完整奇蝦類化石的發現者,周桂琴是第一塊完整巨蝦類化石的發現者。
1995年,陳均遠教授在中國南京主持召開了“寒武紀大爆炸國際學術討論會”,這是有史以來第一次以“寒武紀大爆炸”為議題的國際性學術討論會。寒武紀大爆炸是借用炸藥或原子彈爆發時的突發性,來類比賽武紀早期所發生的一次生物突發事件。
澄江生物化石群所處的時代為寒武紀大爆炸後期。從各方麵的證據判斷,這一爆炸事件從開始到結束,整個時間短於300萬年,可能隻有100~200萬年。在短短幾百萬年的時間,生物大量出現,而完全沒有祖先的痕跡。幾百萬年的時間當然很長,但用生命曆史35億年這一尺度來衡量,幾百萬年隻是一瞬間。因此,澄江化石群撼動了達爾文學說。
探求生命的奧秘
在古生物學中,一直有一個很吸引人的大謎題,那就是到底有沒有發生過寒武紀大爆炸。偉大的達爾文一方麵正確地堅持了唯物主義,一方麵卻不相信大突變。他在一封信中說:“如果我的天擇說必須借助於突變,那麼我將棄之如糞土。”
現在澄江生物化石群證實,大爆炸事件在53億年前確實發生過。
我們在陳均遠教授飽經風霜的臉上找到多年野外發掘的痕跡,也從他的眼睛中看到了智慧之光。作為澄江化石群發掘的主持者,他和他的同事們采集到了1萬多塊化石!
寒武紀生命大爆炸的確是一件不可思議的事。麵對這麼多複雜生命的突然出現,許多人試圖以各種假設來解釋它。
約翰霍普金斯大學的史坦利教授提出過收成原理說。
美國達拉斯的物理學家柏克納·馬歇爾提出過含氧量上升說。
瓦楞泰提出過發育調探機製說和細胞說。
馬克斯利提出過重組生殖說。
陳均遠教授提出了廣義演化論。
“演化生物學正在醞釀著一場科學革命,寒武紀大爆炸學派是這場科學革命的主導者,正一步步地撼動自達爾文以來所建構的演化科學框架。這場革命與演化物理學、新熱力學及複雜科學的合流勢在必行,新的演化理論不久即將出現,並最終發展成為一個新的科學理念。”陳均遠教授說。
“科學家們的解釋不一,說明對於寒武紀早期生物群的研究,到目前為止還隻是處於非常初步的階段。科學界對於寒武紀大爆炸之謎的探討,目前所觸及的也隻是群山的一隅——帽天山。帽天山附近還有許多重要的化石產地,有待於進一步發掘和研究。已經采集到的化石顯然隻是當時生物群留下的極小的一部分,目前對其生命的含義也隻是略窺一二而已。隻有不懈地努力和研究,才可望揭示這個遠古生命世界的奧秘。”陳均遠教授又說。