地球上最古老的生命是什么樣？

在加拿大紐芬蘭島的東南端，崎嶇的懸崖聳立在海面上。這些陡峭的懸崖處在一場爭論的中心，而這場爭論或許能解開地球上復雜生命是何時開始以及如何演化的。

“在巖石周圍行走，你會發現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·鄧恩說道。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，而這些生命與我們今天看到的生命形態完全不一樣。

有些，比如葉狀形態類生命，形似巨大的帶葉蕨類植物。另一些則類似灌木，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。這些奇怪生命形態及其身體構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”，美國范德堡大學的古生物學家西蒙·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，已經消失的動物生命，早已滅絕。在過去20年里，證據越來越明顯，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。”

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”早了大約4000萬年。寒武紀生命大爆發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，并顯示絕大多數動物“門”都在這一時期出現。換言之，現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，它們經歷了什么？它們曾經一度興旺發達：從俄羅斯到澳大利亞，從納米比亞到中國，世界各地都發現了葉狀形態類生命和其他動物的化石。然而，在它們首次出現約3000萬年后，就突然從化石記錄中消失了。

寒武紀生命的崛起

查明真相的關鍵可能在于納米比亞南部一個名為“納馬群”的化石群。大約5億6千萬年前，地球剛剛經歷了一次冰河時代，正在開始解凍，這個地區被冰川水淹沒，形成了一片淺海。

該遺址之所以引人注目，是因為它是為數不多記錄埃迪卡拉紀和寒武紀之間過渡時期的地方之一。2013年，達羅克在納馬沉積物中發現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，比如在海底發現的黏稠的微生物墊”，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。”

達羅克認為，這些更加現代、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境，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海葵形成的洞穴一模一樣。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·伍德表示：“這些生命形態愉快地共存了數百萬年，而且有證據表明，它們本來就生活在不同的海域，因此不一定會在生態上發生相互作用。”

海洋含氧量下降

科學家們越來越認同另一種觀點：海洋含氧量的下降可能導致了地球上第一次大規模的生命滅絕。

通過測量不同類型鈾在沉積巖中的相對含量，地質學家可以計算出數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，科學家們發現，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。

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，有定量證據表明，當時海洋缺氧狀態在全球范圍內擴大，在時間上與埃迪卡拉動物的消失密切相關。

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鋪平了道路。