在今天的地球上生存着远超过100万种动物。这些动物可以大致分为38个大类，它们差不多全都是在距今5.4亿年前被称为“古生代寒武纪”的时期一起出现的。这一进化史上的重大事件就是研究者们所称的“进化大爆发”或者“寒武纪物种大爆发”。
从生命诞生到寒武纪前，生命已经存在了30多亿年，在那漫长的岁月中，生命的进化一直十分缓慢。那么，在寒武纪，进化为什么会突然加快，一下子出现了大量不同的动物？在达尔文提出进化论以来的150年里，这一直是一个未解之谜。
本专辑用图解方式概括说明这一重大事件的基本情况，并介绍从分子生物学、地球科学和古生物学等不同学科提出的企图解释发生这种物种大爆发原因的各种假说。
引 言
达尔文未能解释的进化史上的一个重大事件
1859年，英国生物学家查尔斯·达尔文出版了他的《物种起源》一书，提出了著名的进化论。按照达尔文的进化论，“生物是通过一点一滴的变化而逐渐进化的”。今天，进化论仍然是生物学的重要支柱之一。
不过，达尔文对于自己的进化论也写下过这样一段话：“我的理论还存在着好些难点。其中之一就是为什么会有大量动物在寒武纪突然出现。……对此我还没有一个令人满意的解释。”
所谓寒武纪，是指从距今5.4亿年前至4.88亿年前大约跨越5200万年的那一段时间。在达尔文提出他的进化论时，还从未在寒武纪以前的地层中发现过化石。但是一进入寒武纪地层，立即就发现了许多种类的三叶虫化石。三叶虫是一类有甲壳、有足和眼的动物。被说成是寒武纪生物的这种三叶虫已经有了类似于现在动物的相当复杂的高级器官。此外，在寒武纪地层中还发现过双壳贝类化石以及其他化石。
达尔文认为，在比寒武纪早得多的更古老的年代应该存在过结构更加简单的三叶虫，所有的动物都应该是从那个共同的祖先进化而来。但是，这样的化石始终没有发现。这个事实是用达尔文的“生物通过渐变从简单进化到复杂，逐渐变得多样化”的理论无法解释的。
最早的生命诞生于38亿年前，在那以后漫长的30多亿年间，生命的进化一直十分缓慢。但是一进入寒武纪，仅仅在1000万年的时间里，生命突然加速进化而变得丰富多样。许多研究者就把这一“事件”叫做“寒武纪物种大爆发”。
发现的故事
寒武纪物种大爆发的发现过程
1909年，在北美洲加拿大落基山脉发现了许多奇形怪状的生物化石。正是这一发现引出了后来对进化论构成挑战的寒武纪大爆发事件。
故事发生在那一年的夏天。美国史密森协会的主席查尔斯·沃考特（1850～1927）带领他的家人到加拿大英属哥伦比亚省的瓦普塔山（Mt.Wapta）度假。以前，他们夏天经常到瓦普塔山采集三叶虫化石，这次也是到这里来采集这种古生物的化石。
在返回的路上，沃考特的妻子海伦娜骑乘的马匹突然踩滑失足。沃考特下马仔细检查马蹄踩滑的位置，结果在马蹄踏翻的岩石块上发现了他以前从未见到过的一种生物的化石。岩石块上的化石大小只有2厘米左右，从头部伸出两对触角，身体多节，具有像饰带一样的结构。沃考特把这种残留在岩石中的似黑斑一样的生物用他的一位朋友的名字取名为“马尔三叶形虫”。他对这种样子古怪的生物倾注了极大的精力，在其一生中从这个地层中发掘到了65000件化石标本，动物品种达到120多种。
“马尔三叶形虫”以及其后发现的许多不同种类的动物化石都是在一种叫做“布尔吉斯页岩层”的地层中采集到的。这一事实于是便成为在寒武纪曾经一下子出现过具有达尔文未曾预料到的丰富多样性的大量复杂动物的有力证据。
这表明，在生命的历史中曾经发生过大量不同生物突然出现的寒武纪物种大爆发。“为什么会有这种物种大爆发？”这是生物进化史上的一个重大谜团。
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