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。
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。
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。
哈佛大学的艾尔弗雷德·罗默（Alfred Romer）教授说:“我们可以合理地说，一般的情形是与认为在寒武纪的起头有一场特别创造的主张一致的。”既然从寒武纪开始即有大量化石出现，这些化石有将背椎类动物的起源显示出来吗？没有。高舒密特（Goldschmidt）在《进化的物质基础》一书中说：“关于实际品种的起源，事实未能提出任何资料，较高的族类则不用说了。”（165页）
这样，在所谓的寒武纪开始的时候，化石纪录急转直下。《生命一观》这本书描写道：“由寒武纪初期起计约1000万年间，无脊椎动物各大族的残骸首次出现，这是地球历史上骤然多样化最壮观的景象。”
这一次生命的激增与先前的生物之间有没有化石连系呢？在达尔文当年并没有这样的连系。他承认道：“如果有人问，寒武系以前的假定原始时期，为什么没有留下蕴藏丰富化石的沉积物？我不能提出满意的答案。”《物种起源, 第二部分》, 90页
今天情形有没有改变呢？古生物学家艾尔弗雷德·罗默（Alfred Romer）注意到达尔文所说“有一群群物种出现得很突兀”这句话，他写道：“在［寒武纪］地层下，有一层非常厚的沉积物。照推断，当中应该有寒武纪生物的祖先才对，但我们根本找不到什么。这些更古老的土层差不多完全没有生命的迹象。根据这一点，我们大致可以说，寒武纪开始的时候，发生过一次特意的创造。”（《博物学》，467页）
有些人辩称，前寒武纪的岩石因为热度和压力而发生太大的改变，以致不能保存化石环节。又有人说，任何岩石都不是在浅水里沉积的，所以不能保存化石。进化论者萨尔瓦多·卢里亚、史蒂文·杰伊·古尔德和萨姆·辛格说：“这两个论点都不能够成立。”他们补充说：“地质学家已经发现了很多未经改变的前寒武纪沉积物，而其中并没有复杂有机体的化石。”（《A View of Life》, 651页）
甚至达尔文在许久之前也抱怨化石记录的空白。事实上，他说这件事实乃是反对他的学说的有力理由。可是他声称化石记录经历到变迁，残缺不全，而且多种生物没有留下化石，特别以没有坚硬部分的生物为然。今日不少进化论学家仍然依靠同样的借口。
但事实真相是，许多未经变迁的岩层仍然存在。其中有不少‘柔软部分’的化石，包括皮肤、蠕虫、水母和羽毛在内。同时，为什么化石记录充满了“发展完备的”生物，但“在进化中”的生物化石却空空如也呢？
生物化学家高尔（D. B. Gower）在英国肯特郡《时报》发表评论说：“化石的历史与创世记吻合。在最远古的岩石里，我们并没有找到一系列的化石可以显示，由最原始的生物到高度发展的生物之间有逐渐演变的过程。相反地，在最远古的岩石里，高度发展的物种是遽然出现的。物种和物种之间，完全没有任何中间化石可言。”
动物学家哈罗德·科芬（Harold Coffin）下结论说：“如果由简至繁、逐步进化的过程正确的话，那么应该可以发现寒武系发展完满的生物的祖先才对。可是的确发现不到，而且科学家承认以后发现到的机会也甚微。单是根据事实，根据地底下实际的发现来看，最符合证据的理论就是：各大类生物是经过突然的创造之举而确立起来的。”《自由, “进化论还是创造?”》, 12页
J.H.哥尔纳（J. H. Corner），剑桥大学的生物学家和进化论者，说：“我仍然认为，在没有偏见的人看来，植物的化石记录是支持特别创造论的。”（《当代生物学思想》，97页）在《物理公报》中，立普生（Lipson）教授勉强承认说：“我们必须更进一步，承认唯一可接纳的解释便是创造。”
寒武纪生命大爆发被称为古生物学和地质学上的一大悬案。寒武纪生命大爆发自达尔文以来就一直困扰着进化论等学术界。大约6亿年前，在地质学上称做寒武纪的开始，绝大多数无脊椎动物门在只2000多万年时间内出现了。这种几乎是“同时”地、“突然”地在2000多万年时间内出现在寒武纪地层中门类众多的无脊椎动物化石(节肢动物、软体动物、腕足动物和环节动物等)，而在寒武纪之前更为古老的地层中长期以来却找不到动物化石的现象，被古生物学家称作“寒武纪生命大爆发”，简称“寒武爆发”。
达尔文在其《物种起源》的著作中提到了这一事实，并大感迷惑。他认为这一事实会被用做反对其进化论的有力证据。但他同时解释到，寒武纪的动物的祖先一定是来自前寒武纪动物，是经过很长时间的进化过程产生的；寒武纪动物化石出现的“突然性”和前寒武纪动物化石的缺乏，是由于地质记录的不完全或是由于老地层淹没在海洋中的缘故。这就是至今仍被国际学术界列为“十大科学难题”之一的“寒武纪生命大爆发”。 依照传统和经典的生物学理论，即达尔文生物进化认为，生物进化经历了从水生到陆地、从简单到复杂、从低级到高级的漫长的演变过程，这一过程是通过自然选择和遗传变异两个车轮的缓慢滚动逐渐实现的。
科学家们为揭示“寒武纪大爆发”的原因提出了种种假说。陈均远研究员提出寒武纪生物突变具有极明显的自发性进化行为的设想；舒德干教授提出“寒武纪暖水与冷水两大古生物地理分区"的假说等，但目前还没有一个清晰、证据确凿、令人信服的解释。
寒武纪生命大爆发吸引了无数的古生物学家和进化论者去寻找证据探讨其起因，但都没有找到寒武纪生命大爆发的真正原因，所以把寒武纪生命大爆发认为是反对进化论的有力证据。
地球膨裂说认为“雪球地球’冰期后地温急聚升高是寒武纪生命大爆发的真正原因。“雪球地球”理论认为，地球在距今7.5亿到5.8亿年前曾经经历了一次极其严重而漫长的冰河时代——瓦兰吉尔期。当时不仅陆地全部被冰川覆盖，海洋表面也被完全冻结，液态水靠来自地球核心的热量支持，存在于1公里厚的冰层下。如果从太空看，地球完全是一巨大的“雪球”。“雪球地球”假说最早由美国地质学家约瑟夫·可西文克博士1992年首先提出。“雪球地球”的假说有哪些根据？第一，地球在距今6亿到8亿年间广泛发育了一层或多层称为“冰积岩”的冰川沉积，它代表了全球性的寒冷气候。最著名的一次冰期发生在距今6亿年左右，几乎在现今所有大陆上都留下了可靠的记录，地质学上称为瓦伦格冰期。不管怎样，在地球上很好保存了距今6亿到8亿年的地层中，几乎都能找到同期的冰川沉积。很显然，这个寒冷气候是一个全球性事件。第二，在地球的历史中，很多数据表明，地球在距今6到8亿年间，冰积岩大多沉积在中、低纬度附近，换句话说，也就是赤道和赤道附近，也是陆地主要分布的区域。这方面的资料得出这个结论：广泛的寒冷气候发生在地球的赤道及其附近区域。
地球膨裂说认为，虽然生命在38亿年前形成，但因为地球逐渐变冷，直到8亿年前的“雪球地球”时期的零下50度，冰层12000米厚，物种的进化速度非常缓慢。
“雪球”为什么解冻，变成现在这样的地球，地球膨裂说认为，8亿年前，由于地球内部的放射性物质不断衰变放出热量，使地球发生较大膨裂，造成大量岩浆喷出地壳，使地球的气温急聚升高，冰川溶化，冰臼就是在这一时期形成的。地球气温从震旦纪（8亿年前）的摄氏零下50度，上升到现在的最高温度摄氏58度，8亿年上升了108度，地球的气温平均每1千万年自然升高1.35摄氏度。
地球膨裂说认为，8亿年前地球的气温急聚升高，非常适合生物繁衍，进化速度急聚增加，所以发生了寒武纪生命大爆发。
作者：赖柏林
