地球上最古老的生命是什么樣的？為何突然消失？

當(dāng)復(fù)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(dǎo)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(fù)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(xué)的古生物學(xué)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(dāng)時一系列的火山爆發(fā)使海底覆蓋上了火山灰，為當(dāng)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。”

這些埃迪卡拉紀化石預(yù)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(fù)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(xué)的古生物學(xué)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(xué)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(dāng)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(dāng)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(fēng)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(dǎo)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。?？且环N食肉動物。如果當(dāng)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(xué)家對這一理論表示懷疑。英國愛丁堡大學(xué)的碳酸鹽地球科學(xué)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(zāi)難性事件

科學(xué)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(dǎo)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(xué)家可以計算出數(shù)百萬年前海洋的氧含量。當(dāng)周圍的水含氧量低時，巖石會吸收較重的鈾;而當(dāng)含氧量高時，巖石會吸收較輕的鈾。通過這種方法，科學(xué)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(dāng)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(xué)古生物學(xué)家和地球生物學(xué)家肖樹海教授表示，有定量證據(jù)表明，當(dāng)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(dāng)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(yīng)。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(yīng)，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>