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达尔文困境“寒武纪大爆发”之谜

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澳大利亚阿德莱德大学科学家首次估算出了“寒武纪大爆发”期间的进化速度。当时是在5.4亿到5.2亿年之间,大部分现代动物群体都已出现。这一成果解开了“达尔文困境”:为何在寒武纪早期的化石记录中,突然出现了大量的现代动物群体。相关论文在线发表于《当代生物学》网站上。

  该研究集中在节肢动物门(昆虫纲、甲壳纲、蛛形纲及其亲缘动物),无论在寒武纪还是在今天,它们都是种类最多的动物群体。

  “很多动物群都是在这段时间突然出现,这是自生命起源之后最重要的进化事件。”论文第一作者、阿德莱德大学地球与环境科学学院与南澳大利亚博物馆副教授迈克尔·李说,寒武纪大爆发期间,进化速度之快好像是不可能的。进化论的反对者更对此进行了长期探索。达尔文自己也认为,这段时间与正常的进化过程不符。

  “但古代化石记录会缺失也是众所周知的,没人能准确算出这一关键时期的进化速度,通常称之为‘进化的大爆炸’。在本研究中,我们从形态进化和基因进化两方面进行了估算,得出寒武纪大爆发期间的进化速度是现在5倍——这非常快,但却完全符合达尔文的进化论。”李说。

  研究小组把现存动物之间身体结构和基因上的差异进行了量化,再借助化石记录和复杂的数学模型,建立了一个表现这些差异不断积累的时间表。根据他们的模型结果,中等程度的加速进化就足以解释许多现代动物群体化石为何会在“寒武纪大爆发”时突然出现。

  论文合著者、伦敦国家历史博物馆的格雷格·埃奇库博表示:“在化石记录中,我们甚至还发现了首次出现的触角,这是昆虫、千足虫和龙虾共有的,还有最早的咬颚。”

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