导语 “物竞天择，适者生存”，生物的演化必然伴随着部分生物的灭绝。埃迪卡拉生物群就是一群消失的生物，从化石和化学元素变化的迹象中我们可以得到一些关于它们信息。

关键词 埃迪卡拉纪；生物；氧气

当你仰望这片蔚蓝的天空，脚踏这块厚实的土地时，是否会认为如今的环境与生物理所当然就是这样？

然而，在地球形成的大约46亿年中，正是由形形色色的生物交替演化，各式各样的构造变动，才形成了我们这个多姿多彩的世界。“物竞天择，适者生存”，生物的演化必然伴随着部分生物的灭绝。

但是你知道吗？在漫漫生物进化史中，有这么一群生物，他们毫无征兆地爆发，又悄无声息地泯灭。

这就是我们今天要说的埃迪卡拉生物群。

埃迪卡拉纪（距今6.35—5.41亿年），是前寒武最年轻的地质时期，在6.35亿年前的雪球地球事件之后，寒武纪之前。它以两侧辐射对称动物的出现、生物矿化动物的统治为标志。其中的很多生物，都有着多种动物的属性，但又不像你我所熟知的任何现代动物。

埃迪卡拉时期及地层和化石代表

今天的故事要从一个叫做rangeomorphs的宏体动物说起。它可以追溯到5.75亿年前，并且在大约5.8亿年前Gaskiers冰川消融后不久就出现。

这是个巧合吗？到底是什么原因使得众多生物种型突然出现？

当你呼吸着空气时，我想，你已经猜到了。没错，很有可能就是氧气。

不同的埃迪卡拉化石：A）Charniodiscus（查恩盘虫）B）spindle-shaped rangeomorph C）另一种spindle-shaped rangeomorph

但是还有一些疑问：

1）有什么证据证明氧气的增加，又有多少？

2）是什么造成了氧气的增加？

3）氧气含量增加与动物演化之间有什么可能的联系？

我们先看第一个问题，想要研究大气中氧气含量的变化，海洋化学变化迹象无疑是个很好的选择。

Mo作为一种痕量元素，能有效地指示海洋氧化还原的状况。而Tim Lyons就发现，在新元古代晚期的6.3亿年前，海洋沉积物黑色页岩中钼的浓度急剧增加，这意味着海水中去除Mo的效率低下。而钼的最有效的去除途径是在缺氧条件下，这便可以合理地与海洋氧化增加联系起来。

在过去的20亿年里，钼的浓度和同位素组成

当然，除了Mo，还有其它的痕量元素如U、V等同样也可以指示当时的海洋氧化还原状态。

页岩中U含量以及Th/U比

那么，又是什么造成氧气含量上升的呢？

Andy Knoll 于1986年提供了来自新元古代岩石的第一个详细的碳酸盐C同位素结果。这些岩石显示了富δ13C值，这意味着高比率的有机碳埋藏，也就是说有大量的氧气释放到大气中。同时，在约5.8亿年之后，一个明显的全球性和极端负δ13C值记录强烈表明，一个大型有机碳库的氧化（约5.5亿年）正好与埃迪卡拉生物群的多样化时间相吻合。

δ13C记录（由Campbell and Allen (2008)编辑 ）

那么，这与动物演化有什么具体关系呢？长期以来，很多人都认为，动物的进化——至少是宏体动物——是由大气中氧浓度的增加所致。

1982年，加州大学洛杉矶分校的Bruce Runnegar 以埃迪卡拉化石Dickensonia为例，计算出维持Dickensonia的呼吸需要至少10％的当前氧气水平（很有可能就是当时大气中氧气浓度）。在这种情况下，像Dickensonia这样大而且可以运动的动物的进化是由于氧气升高到有利于他们生活的水平。用Andy Knoll 的话说，活体动物在“自由环境”下演化。

然而，剑桥大学的Nick Butterfield却完全

认同这种说法，他认为是动物本身设计了环境变化的条件，任何我们可能归因于“自由环境”的演化发展都由动物本身创造。

那到底谁的说法才是正确的呢？

孰对孰错，我们已无从知晓，除非我们可以穿越回去亲身经历。但是，历史的迷人之处

就在于她的神秘吗？而正是神秘，给人们无限的遐想空间，并驱逐着人们逐渐揭开她的面纱。

引用文献

[1]Butterfeld, N. J., 2011. Animals and the invention of the Phanerozoic Earth system. Trends in Ecology and Evolution 26, 81–87. (A view as to how animals have shaped the geochemical environment.)

[2]Canfeld, D. E., Poulton, S. W., Narbonne, G. M., 2007. Late-Neoproterozoic deep-ocean oxygenation and the rise of animal life. Science 315, 92–95. (Paper showing the oxygenation of the deep ocean of the Avalon Peninsula around 580 million years ago.

[3]Knoll, A. H., 2011. Te multiple origins of complex multicellularity. Annual Review of Earth and Planetary Sciences 39, 217–239. (Fascinating exploration of evolution of multicellularity among differet groups or organisms with a wonderful discussion of the early evolution of animals.)

[4] Lawrence M. Och.,2012.The Neoproterozoic oxygenation event: Environmental perturbations and biogeochemical cycling .Earth-Science Reviews 110 (2012) 26–57 .

[5]Shuhai Xiao and Marc Laflamme.,2008.On the eve of animal radiation: phylogeny, ecology and evolution of the Ediacara biota.Trends in Ecology and Evolution Vol.24 No.1.

（责任编辑：张馨文）

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