生物物种大爆发为什么偏偏发生在寒武纪？

提到进化论，我们首先想到的是达尔文，但其实达尔文的进化论也有缺点，那就是利用达尔文进化论无法解释寒武纪，为什么会出现生命物种大爆发。但是在现代进化论以及间断平衡演化理论下，我们可以了解为什么生物会在寒武纪时集中爆发。

寒武纪生命大爆发

寒武纪是显生宙的开始，距今约5.42亿年前—4.85亿年，持续了大约5800万年，而在这短短5800万年里，不仅有大量生物开始在寒武纪突然出现，而且出现的生物门类也非常多，现如今所有的“门”，在寒武纪时基本上都已经出现。

对此，有些科学家认为，之所以寒武纪会发生生物物种大爆发，是因为寒武纪之前，地球上大多数动物属于单细胞动物，或者是微型多细胞生物，没有硬质化的外壳，因此化石难以保留。

而在寒武纪时，出现了许多带有硬壳的生物，比如：三叶虫，奇虾等，所以我们能观测到很多寒武纪时的生命。按照这种理论，寒武纪并不是真正的生命大爆发，而是一种假象。

但是有些科学家却不这么认为，他们认为寒武纪生命物种大爆发不是假象，解释寒武纪生命大爆发的理论，就是：间断平衡演化。

间断平衡演化

虽然达尔文提出了进化论，但是达尔文的进化论中并没有提到生物的演化是匀速的，还是不匀速。

有些人认为，生物的演化是匀速发生的，比如：生物在1000万年里，不断调整自己的基因，使得该种群中的体型一点点变大。

但是有些科学家认为，生物的演化不是匀速发生的，而是长期静止，短期加速。比如：同样是演化出较大的体型，如果是匀速发生的，那么子代体型虽然比父代大了一些，但是增大的这些并不能让它具有明显的生存优势。但如果子代体型突然比父代大了10%，就能明显提高生存优势，因此该基因才能够被保留下来。也就是说，生物基因可以在短短一两代人身上发生突变。

比如：英国在工业革命时期，由于环保意识不强，导致大量未经处理的废气被排入大气中，使得树木、建筑等都被熏黑。而当地有一种白蛾子，在过去它们趴在白色的树干上时能够隐藏自己的身影，然而由于外界环境的改变，导致这种白蛾子很容易被鸟类发现。后来，有一小部分蛾子在演化时，基因突变出现了黑蛾子，由于这些黑蛾子能够更好地适应环境，所以后来英国许多树上都有黑蛾子。

随着人们对环保的认知不断加强，英国的工业废气排放量逐渐减少，当地环境又恢复到之前的水平。此时黑蛾子容易暴露在鸟类的视野之中，于是又有一些黑蛾子基因变异，出现了白蛾子。由于白蛾子能够适应环境，因此白蛾子数量逐渐变多了起来。

通过英国蛾子的变化，我们能够看出生物适应环境的速度非常迅速，所以目前主流科学界认为，生物的演化速度并不是匀速的，而是长期静止，在短期内（环境改变时）加速演化。

寒武纪生命爆发的原因

由于生物的演化速度并不是匀速的，所以生命有可能在短短几百年时间里大量出现，因此寒武纪生命大爆发不是假象，而是生物史上一次重大演化。

之所以地球上只出现过寒武纪一次生命大爆发，可能和当时的氧气含量有关。

生物学家克劳德认为，地球上绝大多数真核生物都需要氧气，对于单细胞生物而言，获取氧气的方式很简单，就是依靠细胞膜的渗透与吸收。随着细胞的增多，细胞膜之间相互会折叠，导致多细胞生物渗透的氧气不够，只有当大气中的含氧量上升到一定浓度后，多细胞生物才能获取到足够的氧气。

在寒武纪之前，地球上虽然已经有蓝细菌可以生产氧气，但当时的游离氧会和海洋中的二价铁离子结合，生成三价铁，三价铁不溶于水，会沉淀在海底，所以地球早期地质层中会有一层红色的含铁沉淀物。

但在18亿年前，由于海洋中的二价铁离子被氧化殆尽，以至于氧气能够被释放到大气中。就这样，到了寒武纪时，大气中的氧气含量足够多，已经能够支持多细胞以及复杂生命的生存。因此寒武纪时，生命开始多种多样了起来；再加上它们演化出了坚硬的外壳，以至于有很多化石也被保留了下来。

至于为什么氧气含量降低之后，多细胞生物依然能生存，这是因为多细胞生物演化出了专门的器官来获取氧气，比如：腮、肺等。