奇虾vs三叶虫
那么寒武纪以前有没有出现复杂的生物呢？很长时间内，人们并没有找到足够的证据。只有一些蠕虫钻过的管道。也只能说貌似是蠕虫钻过的。到底在寒武纪以前有没有复杂的生物呢？一时间还没有人敢下定论。
后来又有一个发现让科学家们挠头不已。因为不太好判断这些生物到底是什么时候的。1947年，在澳大利亚南部的埃迪卡拉发现了一群奇怪的动物化石。后来就被命名为埃迪卡拉动物群。大家判断这些动物的年代发生了困难，到底是寒武纪以后的还是寒武纪以前的呢。一时也搞不清楚。后来，一直到 20 世纪 70 年代才确认，埃迪卡拉动物群是前寒武纪的生物。是距今 6.8亿~6 亿年前的远古生物。它们存活的年代也就被成为“埃迪卡拉纪”。不过我们中国人还是喜欢叫一个更简单的名字“震旦纪”。
就在距今 6.8~6 亿年前。覆盖地球表面的冰雪开始消融。此前经历了一个非常漫长的冰期。整个地球都变成了一个大冰球。最后还是靠着火山喷发，不断的喷出温室气体，地球才慢慢的暖和过来。二氧化碳含量达到史无前例的 13%。天气暖和了，阳光也很充足，空气里面二氧化碳又多，海洋中的藻类达到空前繁荣的状态。他们拼命光合作用制造氧气。同时大气里面的碳酸素也不断被搬进了海里。要知道生命力最重要的元素就是碳。生命开始了爆发。多细胞生物开始涌现了。
埃迪卡拉动物群里面发现了 3 个门，22 个属，31 个物种。当然啦这些动物都很原始，它们说是多细胞动物，还真就是多细胞动物。比起单细胞动物，只是细胞多一点而已。比如有一种查恩虫，长着果冻一样的羽毛，同时从沙泥里钻出，大约有 3-4 厘米高，用皮肤来过滤养分。根本没有肠胃，直接吸收养分就行了。还有一种狄更讯水母，说是水母啊，长得就像放在门口的脚垫子。扁扁的，长椭圆状。表面还有条纹褶皱。表面积大，接触到的养分也就多。因为它们都没别的办法。只能被动性的等着。因此表面积大就变得很重要了。狄更逊水母也叫狄更逊蠕虫。有一种斯普里格蠕虫很有意思。身体是左右对称的。这很可能是地球上第一种对称的动物。
你不要小看对称啊，这是很重要的事儿。我们地球上的动物大部分是对称的。蠕虫虽然没脑子，但是对外界刺激有反应。能够前进后退。人家已经能分出头尾了。人家还能分辨碰到的是沙子还是肉。人家碰到狄更逊水母就压到人家身上。把自己的消化系统翻出来，慢慢消化人家狄更逊水母。狄更逊水母就是个大肉饼嘛。人家没一点办法。长得大也没用，只能被蠕虫欺负。当然也不是只能等着被欺负。有的生物已经会用刺丝来捕猎了。当然，没眼睛只能靠运气。一个在海底漂着的管子。万一有啥掉进来，碰到了机关，立刻就有带毒的刺丝射出来。这在当时已经很厉害了。而且细胞的功能也开始分化，管子内部的细胞专门分泌消化液。多细胞开始有分工合作了。
艾迪卡拉动物群代表的那个时代是一个多细胞动物开始繁盛的时代。但是他们都是很软的动物，没壳子，没脑子。留下化石就很难。不过这也很难解释为什么这些动物都消失了。有人说是碰上了灾难，有人说是都被吃掉了。谁？谁吃掉的？反正到现在大家还在困惑。大多数动物都没有延续到寒武纪。那么寒武纪的生物又是从哪儿来的？
有一种非常不起眼的小蠕虫化石引起了高度的重视。这还是在我国贵州的瓮安发现的，称为“贵州小春虫”。这种虫子很小，只有 0.1 毫米大。但是这种蠕虫也是演化史上的一个里程碑。那么这种小虫子有啥厉害的地方呢？在于它的三层次结构。简而言之外面一层皮，中间是肉，再里面一层是肠子，整体是个管子结构，一头是嘴，一头是肛门。明白了吧，小春虫的结构虽然很小，但是它是一种结构完整的有消化道的物种。以后的数百万年里，小春虫的后代们展示出了无限的演化潜力。终于迎来了寒武纪的大爆发。
寒武纪的确是有很多的化石让人琢磨不透。一种虫子尤其让人挠头。长得太奇怪了，因此叫做“怪诞虫”。这个虫子有个细长的身子，长着两排尖刺当腿。背上有一列触手，脑袋是个鼓起来的圆球，这是怎么长的。没办法，化石都是压扁的。只能看到压扁以后的样子。后来我国的澄江动物群被发现了。很多软体动物被非常完整的保存了下来。而且有的还能看清楚内脏结构。大家发现了与怪诞虫类似的动物。原来啊，整个给人家弄拧了。
这个怪诞虫原来认为是背上的触手，那才是脚。原来认为是脚的，闹了半天是背上的尖刺。原来认为是脑袋的，闹了半天是尾巴。因为成为化石的时候被压扁了，内脏被挤出去了，挤到尾巴那儿涨成一个球。小头那边发现了眼睛和嘴巴。这才是真正的头部。脑袋上有两只单眼，这两只眼睛很简陋，能看见个光照就不错了。起到的作用也就是躲到阴影里。想看清楚东西，那是不可能的。
眼睛的演化也不是一蹴而就的，起码有六次独立的起源。也有人说，起源达到几十次之多。可见大自然误打误撞的事儿也不少干。一开始只是某些细胞对光有反应。能看见个亮暗。后来逐渐发展到好多感光细胞凑在一起，这个地方形成个凹坑。形成个凹坑有啥好处呢，可以辨别目标方向。某个细胞变暗的最多，那么一定是它对着的方向有东西遮挡。渐渐的，凹坑越来越深，坑口也开始变小，变成了一个小孔。那么已经可以小孔成像了，里面一堆的感光细胞的分辨率也越来越高。后面慢慢进化出晶状体以及操纵的装置，单眼就这么越来越完善。
不过呢，章鱼的眼睛和我们人类的眼睛看上去都差不多。其实不是同源的。章鱼的眼睛和现代的摄像头感光器件类似。视网膜正面是感光的，每个感光细胞的神经血管啥的都从背面出来。我们人眼恰恰不是这样的。我们的眼睛结构是很不合理的，纯粹是凑合着能用就用了。我们人眼的感光细胞的血管神经之类的都是长在视网膜正面。从正面拉出一大把神经，还要找个地方从正面穿到视网膜背面，这个点就是盲点。生理课上都讲过眼睛的构造吧。人家章鱼就没这个麻烦。从这一点来讲，我们的眼睛与章鱼不是同一个祖宗。
{!-- PGC_COLUMN --}翻回来说寒武纪，要知道眼睛的出现可是重要的事儿。要知道一旦有了眼睛，那捕食的效率就高多了。生存竞争就激烈多了。有人说正是因为有了眼睛，竞争极其激烈。才导致寒武纪的生物进化大大加速了，简直像踩了油门一样。当然，生物学上的事儿没那么单纯。不是简单的一个原因造成的。不管怎么样，怪诞虫搞清楚了真实面貌，原来也不是太奇怪。这种动物属于寒武纪比较常见的“叶足动物”。叶足动物基本上你可以认为是长腿的蠕虫。
寒武纪的动物已经开始出现了硬壳。有了硬壳就可以很好的保护自己了。因此留下的化石就比较丰富。但是长硬壳怎么打弯儿了呢？如果身体不能弯曲，那就不能动弹了。那也不行啊。其实这是个渐变的过程，简单长得像个管子的蠕虫开始慢慢出现环节了，身体是一圈一圈的。就长得类似蚯蚓。然后慢慢演化出了附肢。随着内脏越来越复杂。器官越来越完善。现在可以用腮来呼吸了，那么也就不需要用皮肤来交换。于是慢慢的就可以进化出硬壳了。所以啊，在长出硬壳之前，身体结构已经比较完善，身体也分很多节。那么身体弯曲也不在话下了。顶盔掼甲的节肢动物就开始出现了。
一开始，大家认为寒武纪的动物都是一些小型的动物。他们找到了一只长得很像虾的化石。这块化石只有身子没有脑袋。脑袋哪去了？天知道。化石通常都是不完整的。一条弯弯的身子，长着好多腿。怎么看都是个虾。于是命名为“奇虾”，奇怪的虾嘛！
后来还发现了水母的化石，是在布尔吉斯发现的。这个水母长得还真像个菊花的样子，一圈的叶片，中间一个洞。后来又发现了一个大海参。反正大家觉得寒武纪的生物长得真是怪模怪样的。怎么一点都没规律呢。这几个生物就是如此，长得很没逻辑。
直到多年以后，剑桥大学地球科学部的教授、杰出的三叶虫专家惠汀顿检视了加拿大寒武纪化石标本，其中一块保存得并不完好的大型标本让他无比震撼，四个物种竟然在一个动物的身上依次出现了，这些风马牛不相及的家伙能够拼合在一起，成为一个巨大的生物体：一个脑袋，前面长着两个附肢，过去被误认是一只虾。其实是一对附肢。附肢负责往嘴里划拉东西。过去认为是菊花的那个，其实就是嘴。身体扁平，分成 11 节，每一节上两边有扁平的叶片。中间的最宽，越往头尾越短。这些叶片可以划水，奇虾可以在水里高效率的游动。它的体型是寒武纪数一数二的了。因此他也是寒武纪的王者。最完整清晰的奇虾化石出现在我国的澄江动物群。是在是长得太奇怪了。
2011 年的时候，奇虾的复眼被完整的发现了。它那个大眼睛已经相当完善，拥有 16,000 个水晶体。复杂程度只有现代的蜻蜓可以与之相比。有了大眼睛，捕猎也就相当的厉害了。有人在粪化石里面发现了三叶虫的碎片。想来想去能咬死三叶虫，好像也就是奇虾了。别人没那么大的本事。过去认为三叶虫的复眼是最灵敏的，现在看来，奇虾要比三叶虫灵敏 30 倍。有不少三叶虫的化石有咬痕。现在想来应该是奇虾咬的。不过奇虾也不是一个物种，而是一个大家族。有人分析，其中一种奇虾好像是吃浮游生物的。也有人认为是吃软乎乎的动物的。三叶虫太硬，犯不上啃硬壳。三叶虫也是一个大家族。也不是一个物种。
反正奇虾存在了大约 1 亿年，最后还是灭绝了。就如同大型动物总也挺不过某个关口。世道一变化，最先倒霉的就是他们。后来的奥陶纪也出现过很多大型的甲壳动物，也没留下来。
间断平衡理论很好的解释了生物进化的快慢不均现象。寒武纪的生命大爆发就是个典型。过去我们只知道寒武纪有三叶虫，现在我们知道了，寒武纪的顶尖动物是奇虾，奇虾有一米长呢。不过现在最大的节肢动物是什么呢？是杀人蟹。身子倒不算大，45 公分左右，架不住腿长啊。拉开了量一量 3 米多。
间断平衡理论的来源是古生物学的研究。但是古生物学的研究主要依赖化石。可是通过怪诞虫和奇虾的事儿我们也知道，化石的保存不可能那么完整。而且还有人去解读复原的问题。不过古生物学也因此有了无限的魅力，就像破案一样，层层递进，一环套一环。一个发现很可能就会推翻已有的结论。
间断平衡理论主要的捍卫者是古尔德。这个古尔德还是个社会主义者。特别信奉恩格斯的《劳动在从猿到人的转变过程中的作用》。他觉得，不应该因为反对苏联就否定恩格斯的自然辩证法。那年头正闹越战，好多大学都反战，哈佛大学也闹示威游行。古尔德跳出来跟警察发生了冲突。可见这家伙还挺激动的。当时几派进化理论正在互相谁都不服谁。道金斯那本《自私的基因》打得群体遗传学说抬不起头来。也否定个体遗传学说。按照道金斯的说法，生物不过是基因的马甲。背后操控的都是基因。
古尔德不认为基因选择是靠谱儿的，因为单个基因必须与其他基因合作才有意义。所有基因协调一致作用于个体。自然选择只发生在个体身上。这就是古尔德的观点。假如一个人，跑得非常快，但他却是个脑残。那么他照样接不了婚也留不下后代。那么他善于跑步的基因能传下来吗？不能啊。基因能不能传下来，不取决与单个基因，取决于整体。这样一来，转了一大圈又回到了原点，达尔文一开始就认为是个体选择。那么自然选择到底是怎么进行的？个体选择学说有自己的软肋。那就是何为“适应”。两只兔子，一只兔子是个吃货。看见草就吃，生活质量倒是不错，但是它丝毫不理会周围的危险。另一只兔子则是高度敏感，发现不对劲立马就跑。抢食的能力固然不行，逃跑的功夫倒是一流的？那么谁更适应环境呢？你根本不好评判。生活质量好像不能作为孰强孰弱的标准。
那么生孩子多是不是就有竞争优势呢。那人肯定比不过老鼠啊，也比不过小强。现在丁克家庭也很多。很多高收入阶层反而越不想生孩子。这玩意儿又不好解释了。最后古尔德给出了一个分层次的解答。自然选择是分级别分层次的。从个体上、基因上、群体上都在进行不同层面的自然选择。这样一个综合理论好像解决问题了。其实麻烦还在后头呢。这回来找麻烦的是分子生物学家。
下回再说……
