校园科普大讲堂：化石揭示地球生物霸主的更迭历程

封面新闻记者 田之路

近日，四川省地质调查研究院与稀有稀土战略资源评价与利用四川省重点实验室以“热爱科学、崇尚科学”为主题举办了科技公众开放活动。本次活动计划时间为5月24日至5月29日，活动内容包括参观实验室、开展校园科普讲座、系列科普活动入驻社区等环节。今天，我们就以化石为主题，来聊聊地球历任生物的变迁。

地球诞生于距今46亿年以前，而迄今发现的最古老化石是距今约42亿年的微生物化石，形成化石的微生物仅仅是人类头发丝的十分之一粗，但无论它多么微小，化石记录下了它，并在几十亿年以后展现在人类面前，向我们述说它曾经存在过——是的，化石是地球生命的记录者。

46亿年来，地球从冥古宙到新生代，几经沧海，数轮桑田，地球上的生命繁衍更替、生生不息，最初是百花齐放，后来，每个地质年代总有傲视万物的生物霸主横空出世，又因为某种原因悄然消失，但地球不愿意抹除他们的痕迹，于是安排化石将他们一一记录。

寒武纪时期，地球的第一任生物霸主诞生

寒武纪是一个地质年代名称，是古生代第一个纪，距今约5.42亿年前—4.85亿年前，这是现代生物的开始阶段，是地球上现代生命开始出现、发展的时期，地球的第一任霸主奇虾诞生于这个时代，它畅游在5亿年前的海洋里，在世界多地的寒武纪层积岩里均发现它的化石，当时的生物普遍只有几毫米、几厘米，但它拥有相对巨大的身躯，一般约60长厘米，最大可达2米，它是一种扁平，具体节结构的海洋动物，可以使用身体两侧的柔软附肢在水中做波浪状移动，它们有着较为复杂的大脑，配合巨大的躯体足以让它藐视其他一切生物。

寒武纪时代常被称为“三叶虫的时代”，这是因为寒武纪岩石中保存有比其他类群丰富的矿化的三叶虫硬壳，三叶虫也是那个时代广为人知的生物霸主，它是节肢动物的一种，全身明显分为头、胸、尾三部分，背甲上两条背沟把背部分为大致相等的三部分，因此名为三叶虫。有的长达70厘米，有的只有2毫米。三叶虫在地球上生存了3.2亿多年，可见这是一类生命力极强的生物。

石炭纪时期 巨型昆虫的天下

3亿年前的石炭纪时期，被称为巨虫时代，该时期地球上的氧含量约为现在的两倍，高大的乔木享受着上层空间的阳光雨露，而以蕨类植物为主的灌木则占据了森林的下层领地， 繁茂的植物为巨型昆虫的生长创造了天然的条件。率先登场的是翼展可以达一米的巨脉蜻蜓，它们的化石于1880年在法国发现，完模标本现正存放在巴黎的法国国立自然史博物馆，他们外型与现今的蜻蜓接近，两者有亲缘关系，巨脉蜻蜓飞行技术娴熟，发现猎物以后挥动有力的双翅俯冲下去，然后用强有力的爪子牢牢抓住猎物，它的颌部能够将包括小型爬行动物在内的猎物撕成碎片。

石炭纪时期另一种让人毛骨悚然的生物叫巨型马陆，由于化石保存得不是很完整，所以科学家对于这种生物的饮食存在很大的争议。但是能够总结出，巨型马陆下颚非常有力气，并且还有锋利的牙齿。它们体长可达3米，是有史以来最大的陆地节肢动物之一，它们浑身布满了坚硬的盔甲，能喷出有刺激性气味的液体，所以在石炭纪时期，巨型马陆几乎没有天敌。

除此之外，石炭纪时期还有体长20厘米的蜘蛛，体长70厘米的蝎子，巨型引螈等等。但一场突如其来的灾难导致这一时期发生了生物大灭绝，这次灾难为后世带来了大量的煤炭，一亿年来，陆地都完全由森林覆盖，它们的枯枝形成了一层厚达30米的煤炭，而且遍布全球，那时，地幔岩浆活动剧烈，产生高温，高温穿过岩石，直达煤炭层，煤炭在高温下开始燃烧，当时极高的含氧量，加快了大火的扩散，这场大火持续燃烧了30年，大气中的有毒气体持续了上万年，地球上的动植物遭到了重创，50%的陆地几乎没有生命迹象。

侏罗纪-白垩纪时期，欢迎来到恐龙的世界

遍布世界的恐龙化石向我们讲述了这样一件史实：在很久很久以前，大约距离今天有2亿到6千6百万年的中生代（三叠纪、侏罗纪和白垩纪），地球上生活着一个庞大的家族，它们统治着海洋、陆地和天空，其他一切动物都无法和它们对抗，它们是名副其实的霸主，这就是恐龙。恐龙可分为鸟类和非鸟恐龙，我们现在常说的恐龙就是指非鸟恐龙，非鸟恐龙只生活在中生代（三叠纪、侏罗纪和白垩纪），已于6600万年前的白垩纪末期全部灭绝。

恐龙整体而言的体型很大，食草性恐龙的体型一般比较庞大，食肉性恐龙体型偏小。食草类恐龙大部分生活在靠近水源的森林内，其目的是为便于取水、取食。代表性的有腕龙、梁龙、雷龙等。它们的长颈让它们可以轻易取食林内大树上的嫩叶，一旁的河川又方便他们夏天时就近泡水消暑。

另外剑龙、三角龙等恐龙，则较喜生活在广大辽阔的草原上，如果遇到肉食性恐龙侵犯它们的生活领域时，则会群集向侵略者发动攻击，以保障群体的安全。食肉类恐龙大部份居无定所，一般都具有锋利的爪子和强有力的牙齿，比如暴龙(霸王龙)，它们有时住在山林中的洞穴里、有时住在浓密的丛林中，它们是以突袭的方式猎捕食物。

恐龙灭绝的原因学术界一直争论不休，除众所周知的陨石撞击说，这里列举另外两项学说：火山爆发说，意大利著名物理学家安东尼奥-齐基基提出，恐龙大绝灭的原因很可能是大规模的海底火山爆发，齐基基教授认为，白垩纪末期，地球上在海洋底下发生了一系列大规模的火山爆发，从而影响了海水的热平衡，并进而引起了陆地气候的变化，因此影响了需要大量食物维持生存的恐龙等动物的生存。另一项学说是酸雨说，该学说认为白垩纪末期可能下过强烈的酸雨，使土壤中包括锶在内的微量元素被溶解，恐龙通过饮水和食物直接或间接地摄入锶，出现急性或慢性中毒，最后一批批死掉了。

新生代，哺乳动物崛起

恐龙灭绝以后，地球迎来了新生代，这一时期猛犸象、剑齿虎、乳齿象和雕齿兽等等哺乳动物占据了主导地位，我国科学家就曾在甘肃临夏盆地发现了隐匿剑齿虎带有颊齿的下颌骨化石。然而伴随着冰期来临，地球上的许多植被变成了针叶林和草地，大量巨型哺乳动物因此灭绝。再然后，到了新近纪时期，地球上的生物界总体面貌与现代更加接近了，哺乳动物和鸟类仍然占据主导地位，灵长类动物于此时逐步发展壮大，并在新近纪末期进化出人类的祖先，虽然人类没有像前几任地球霸主那样拥有庞大的体型优势，但我们进化发展了大脑，学会了制造和使用工具，能创造出任何我们想象出来的物件。

从进化论的角度来看，物种灭绝本是自然规律，从寒武纪时期生物大辐射至今，6亿年以来，地球经历了五次生物大灭绝，第一次，85%的物种绝灭；第二次，海洋生物遭受了灭顶之灾；第三次，96%的地球生物灭绝；第四次，爬行类动物遭遇重创；第五次，恐龙整体灭绝。但每一次生命经历生物多样性波谷后，地球都会迎来更加蓬勃的生物多样性高峰，在一轮又一轮的湮灭新生中，地球上的生物种类越来越多。

但自从人类出现以后，特别是工业革命以来，地球上的人口不断增加，需要的生活资料越来越多，人类的活动范围越来越大，大批的森林、草原、河流消失了，城市拔地而起，道路肆意蔓延，水库切断水脉，生物的自然栖息地被割裂得支离破碎．物种在不断的灭绝，而新物种的产生需要很长时间和大量空间，如今，地球上的生物种类每天都在减少，让人不由的担心，长此以往，新一轮的生物大灭绝会不会由人类亲手缔造？

46亿岁的地球仍然年轻，生活在其上的生物霸主几经交替，生生不息，没有了人类，地球也许还会繁衍出新的生物霸主，但没有了今天种类繁多的物种，人类也许将走向穷途末路……保护地球环境，保护生物多样性，就是保护人类自己。

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