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生命起源证据地:天门山

来源:潇湘晨报作者:童潜明 马金辉编辑: 叶岱时间:2016-09-03 11:09:28

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澄江动物群,灰姑娘虫化石及复原图。 LHS潇湘晨报网

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 肋叶虫化石,发现于南澳大利亚埃迪卡拉山。 LHS潇湘晨报网

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 埃迪卡拉动物群化石。 LHS潇湘晨报网

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 天门山区震旦系与寒武系界面。 图/童潜明 LHS潇湘晨报网

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 云南晋宁梅树村,像小蚯蚓的小壳化石。 LHS潇湘晨报网

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 天门山震旦系与寒武系界面下的原地角砾。图/童潜明  LHS潇湘晨报网

  生命最早在地球上出现,是在约40亿年前。LHS潇湘晨报网

  此时的地球,刚用近6亿年的漫长时光走过初成期。LHS潇湘晨报网

  孕育、演化40亿年,行至震旦纪与寒武纪的分界处的地球,在经历了1.7亿年的冰期后第一次迎来生命的春天。LHS潇湘晨报网

  对于寒武纪地层中几乎“突然”出现的众多的节肢、软体、腕足、环节等动物化石的现象,古生物学家将之称为“寒武纪生命大爆炸”。因为在寒武纪之前的更古老地层中,几乎没有找到过这些门类的动物化石。LHS潇湘晨报网

  “进化论”的创始者达尔文也注意到这一现象。他曾在《物种起源》中预言,“今后如果有人对我的理论提出挑战,这种可能首先来自对寒武纪动物突然大量出现的理论解释”。LHS潇湘晨报网

  显然,我们无力为你解释“寒武纪生命大爆炸”的所有奥秘。但通过前辈学人的努力,我们或许可以为你厘清一条极可能的线索。LHS潇湘晨报网

  生命大爆炸假说LHS潇湘晨报网

  “天体撞地球”结束冰期诱发幸存生命基因突变LHS潇湘晨报网

  相对于“神创论”,达尔文的“进化论”将人类对生命的认知边界推至前所未有的深度。LHS潇湘晨报网

  尽管“进化论”有其局限,但在其发表后的150余年间,无数的考古发掘和研究也证明了它的正确性。LHS潇湘晨报网

  达尔文之后,不同年代的科学家曾多次尝试对“寒武纪生命大爆炸”作出合理的解释。童潜明教授认为,将“极端环境条件作为诱发因子的基因突变假说”,更符合现代先进的科学理念。LHS潇湘晨报网

  生物体内有一种热休克蛋白90(HSP90),它具有累积很多核糖核酸(DNA)突变的功能。DNA是组成基因的材料,称为“遗传微粒”,它能在繁殖过程中,父代把它们自己的DNA部分复制传递到子代中,从而完成性状的传播。热休克蛋白90使一个生物种群能积累很多DNA突变,在一般情况下不会使生物种改变,但在环境条件发生重大改变,即受极端的环境条件下的诱发,一下子释放所累积的DNA突变,使不同种生物几乎同时形成。LHS潇湘晨报网

  这是基因突变假说对“寒武纪生命大爆炸”的解释。在许多学者的眼中,诱发基因突变的外因是“天体撞击地球”。LHS潇湘晨报网

  有证据表明,前寒武纪晚期,存在大型的陨击事件。LHS潇湘晨报网

  英国皇家天文学会会员张维加认为,“碰撞的高温结束了大冰期,使生物信息得以交流。同时,撞击启动基因调控机制、释放HSP90变异。在新生臭氧层保护与有氧呼吸能量供应下,地球另一端幸存地下的生命爆发,产生硬壳及复杂的新陈代谢以适应高温高压”。LHS潇湘晨报网

  据中国地质科学院地质研究所张勤文和国家地震局地质研究所徐道一等人的研究,天体撞击不仅发生在震旦纪与寒武纪之间,也曾发生在白垩纪与古近纪之间、二叠纪与三叠纪之间。LHS潇湘晨报网

  寻找地外撞击事件LHS潇湘晨报网

  天门山发现的“微球粒”完全不一样的陨石物质LHS潇湘晨报网

  1982年,瑞士联邦理工大学地质研究所教授许靖华、中国科学院地质研究所研究员孙枢,在三峡地区标准剖面前震旦纪—寒武纪界线上的黑色页岩中发现了铱(Ir)异常;美国联邦地质局吴景祯博士则在湘西石煤层中发现“铱异常特别高”。之后,许靖华在云南昆阳磷矿区相同层位采样也有碳同位素(δ13C)负异常。LHS潇湘晨报网

  大约在同时期,在华南部分地方这个层位附近也有铱正异常和碳同位素负异常的报道。LHS潇湘晨报网

  按以上资料,许靖华等认为在“寒武纪生物大爆发之前,在华南有一次巨大天体撞击地球的可能性”;同时将震旦纪-寒武纪界面处碳同位素负异常解释为“死劫难波动”(埃迪卡拉软体动物群灭绝)。LHS潇湘晨报网

  1998-2004年中国科学院原长沙大地构造研究所王道经、黄怀勇等研究员,根据许靖华等的震旦纪-寒武纪界面可能存在的天体撞击事件,及张家界市天门山地区的矿产勘查资料,对天门山地区的“天体撞击”进行了研究。LHS潇湘晨报网

  王、黄等人的研究发现,在天门山震旦系-寒武系界线上,寒武系底部镍钼矿层有碳同位素负异常,及铱、铂族元素锇(Os)正异常的现象。同时,在震旦系与寒武系界面上有比较突出的外力撞击作用形成的宏观撞击痕迹:巨大砾裂、沉积岩脉、原地角砾等。在这一界面上,还发现了“微球粒”。LHS潇湘晨报网

  在天门山震旦系-寒武系界线上发现的“微球粒”,在显微镜下直径约0.04毫米,边界清晰且是与周围的围岩物质完全不一样的陨石物质,并具有陨石特征的球粒结构。LHS潇湘晨报网

  根据天门山地区震旦系-寒武系界面铱、锇、碳同位异常,及与华南广大区域内的界面特征进行对比,特别是研究得比较详细的冲击砾裂、冲击角砾、冲击岩脉,微球粒撞击玻粒、微球粒玻璃陨石,以及陨石碎屑残迹等现象,童潜明倾向于认为,在天门山震旦系-寒武系界面上曾经发生过地外撞击事件,其证据目前是华南地区最充分的。LHS潇湘晨报网

  全球唯一特殊地质LHS潇湘晨报网

  “最有证据之地”直至现在鲜为人知LHS潇湘晨报网

  达尔文之后百余年,被恩格斯称为五大基础科学的地质科学得到了迅猛发展。LHS潇湘晨报网

  特别是20世纪以来,古生物化石有许多重大发现:1909年在加拿大发现距今5.15亿年的布尔吉布斯动物群,1947年在澳大利亚发现了距今5.9亿年的埃迪卡拉动物群,1973年在我国云南晋宁发现距今5.4亿年的梅树村小壳动物群,1983年在云南发现距今5.3亿年的澄江动物群,1995年在非洲纳米比亚沙漠发现了距今5.5亿年的纳米比亚动物群。LHS潇湘晨报网

  以这些动物群的出现为标志的“寒武纪生命大爆炸”,一般将埃迪卡拉动物群视为“序幕”,澄江动物群为“第二幕”,它们之间的动物群称“第一幕”。我国古生物学者发现和研究的第二幕“澄江动物群”被全世界古生物工作者所认同和充分肯定,并最终促成“寒武纪生命大爆炸”的确定。LHS潇湘晨报网

  早在1980年代,震旦纪-寒武纪界面天体撞击事件就被中外地质学家认为是一次全球事件,其证据是稀疏分布在华南地区一些地点的铱和碳同位素异常。LHS潇湘晨报网

  证据虽然重要,但这些只能说是间接证据,因为还没有发现撞击的直接证据——天体撞击的陨石坑和残留在撞击界面中的冲击地质现象,以及陨石的残余物。LHS潇湘晨报网

  距今5亿多年的震旦纪-寒武纪的天体撞击陨石坑,经过了轮番的沧海桑田,不可能像新生代发生的那样保存下来,但岩石遭受天体冲击的特殊地质现象、陨石物质可以在岩石中保存下来。到目前为止,只有我国天门山震旦系-寒武系界面岩石中保存有岩石受冲击的特殊地质现象及陨石物质。LHS潇湘晨报网

  这是湖南本土地质学家十多年前研究出来的结果,只是至今并不被公众广泛知晓。LHS潇湘晨报网

  童潜明认为,在天门山地区,联系到湖南寒武纪之前的震旦纪晚期,由南沱冰碛层证实那时地球是一个“大雪球”,它的消融与随后到来的天体撞击有关。LHS潇湘晨报网

  如果将天门山地区的震旦纪-寒武纪界面天体撞击地球而发生的“寒武纪生命大爆炸”的许多现象联系起来看,就不难得出达尔文的进化论需要现代分子生物基因理论来完善,而促使积累的基因突变一下子释放而有生物大爆发的是天体撞击,而天体撞击“最有证据之地在天门山”。LHS潇湘晨报网

  童潜明说,如果将云南帽天山的“澄江动物群”视为“寒武纪生命大爆炸”的“果”,那么湖南天门山的天体撞击就是“寒武纪生命大爆炸”的“因”。“果”已经是震撼世界的科研成果,而“因”直至现在还鲜为人知。LHS潇湘晨报网

  “张家界作为世界自然遗产、世界地质公园,天门山作为张家界国家地质公园的重要组成部分,已蜚声全世界,可是知道天门山天体撞击作为寒武纪生物大爆炸及人类起源之因的又有几人?”LHS潇湘晨报网

  著述/童潜明 整理/马金辉LHS潇湘晨报网