相較于人類短暫的歷史,地球的歷史尤為漫長(zhǎng),被估計(jì)長(zhǎng)達(dá)約45.7億年。而在地球的演化歷史當(dāng)中,有一個(gè)階段對(duì)于生命而言十分重要,也就是元古宙時(shí)期,它的時(shí)間段大約是25億年到5.7億年前。
如果我們想知道20億年前的地球到底是什么樣子,大致便能夠結(jié)合元古宙時(shí)期來(lái)推斷了。那么,當(dāng)時(shí)我們的祖先在做什么呢?為何說(shuō)這一時(shí)期對(duì)生命演化尤為重要?
20億年前的地球是什么樣?
地球作為人類的家園,其過(guò)往歷史一直都是研究的重點(diǎn),人們渴望知道地球是經(jīng)歷了怎樣的變化,才變成了如今的模樣。但是,想復(fù)原四十多億年的歷史又談何容易呢?

畢竟就算是挖掘化石,找到的也大多都是距離我們較近的時(shí)期的,大部分保有歷史痕跡的巖石都已經(jīng)被歲月消磨殆盡了。不過(guò),堅(jiān)持不懈的研究者還是從諸多的蛛絲馬跡當(dāng)中找到了線索,并且給地球劃分了地質(zhì)年代。
在地質(zhì)年代的劃分當(dāng)中,宙>代>紀(jì)>世,按照這四個(gè)等級(jí)將漫長(zhǎng)的地球史切割成了各個(gè)部分。其中宙可以分為冥古宙、太古宙、元古宙和顯生宙,如今我們就處在顯生宙、新生代、第四紀(jì)、全新世時(shí)期。
每個(gè)階段對(duì)應(yīng)的年代是有明顯區(qū)別的,像大家比較好奇的20億年前就屬于元古宙時(shí)期,這一時(shí)期開始于25億年前,結(jié)束于5.7億年前。
眾所周知,地球形成的前期,不僅表面遍布巖漿海,還會(huì)遭遇各種小行星和隕石的撞擊。在這種情況下,地表維持著沸騰的狀態(tài),直到進(jìn)入元古宙時(shí)期,也就是距今38億年到25億年前,才漸漸的趨于穩(wěn)定,重要的地質(zhì)事件才有了明確的記錄。

元古宙時(shí)期可以具體劃分為古元古代、中元古代和新元古代,20億年處在古元古代和中元古代的過(guò)渡時(shí)期。其時(shí)間長(zhǎng)達(dá)20億年左右,占了地球地質(zhì)歷史40%的時(shí)間,十分重要。
這一時(shí)期大氣當(dāng)中的含氧量不斷增高,不過(guò)這個(gè)增加的幅度是比較慢的,必須要等地表的還原性物質(zhì)耗盡。正因如此,20億年前地球還是比較缺氧的,這一情況直到新元古代時(shí)期才有所改善,大量的菌類、藻類開始出現(xiàn)。
資料顯示,科學(xué)家從地球形成早期(含氧量最低)開始一直到現(xiàn)階段大氣中對(duì)氧含量變化進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)距今26.5億年前、元古代時(shí)期內(nèi)距今24.5億年前、距今18億年前以及距今6億年前,是地球演化史大氣中氧含量升高幅度最大的四個(gè)時(shí)期。

除了含氧量低以外,20億年前的地球還顯得非常寒冷,因?yàn)樵谠胖嬷衅诘臅r(shí)候出現(xiàn)了全球性的大冰期,而新元古代也有至少四次全球冰期。由此可以推斷,當(dāng)時(shí)地球溫度基本在零下50攝氏度左右,太陽(yáng)的光芒也遠(yuǎn)不如現(xiàn)在刺眼。
可見,20億年前的地球環(huán)境還是比較惡劣的,寒冷的情況使得地球看起來(lái)跟如今的“冥王星”一樣死氣沉沉。并且在大氧化事件發(fā)生之前,生物似乎也沒(méi)有足夠的氧氣生存。
那么,那一時(shí)期真的有生命存在嗎?
那時(shí)存在生命了嗎?
事實(shí)上,地球生命誕生的時(shí)間遠(yuǎn)比我們想象的要早,比如在距今38億年前的冥古代晚期,就已經(jīng)有生命出現(xiàn)在海洋當(dāng)中了。當(dāng)然,這些生命看起來(lái)和我們想象中的生物相差甚遠(yuǎn),它們被稱之為原核生物。
到了21億年前,生命演化引來(lái)了新的轉(zhuǎn)機(jī),此時(shí)更加復(fù)雜的細(xì)胞開始出現(xiàn),人們稱其為真核細(xì)胞。這些真核細(xì)胞往往生活在地球的淺海當(dāng)中,通過(guò)光合作用來(lái)獲取能量,同時(shí)也制造氧氣。說(shuō)到這兒,大家估計(jì)也明白了元古宙時(shí)期的大氧化事件是從何而來(lái)的。

正因如此,如果我們能乘著時(shí)光機(jī)回到20億年前,是可以在淺海海域看到這些默默“發(fā)光發(fā)熱”的生命的。從某種角度來(lái)說(shuō),它們也算是我們的祖先,畢竟如今我們?cè)谑澜缟峡吹降亩嘧硕嗖实纳,其本質(zhì)上都是由細(xì)胞構(gòu)成的。
或許有人會(huì)說(shuō)真核單細(xì)胞與后來(lái)復(fù)雜的細(xì)胞相差甚遠(yuǎn),所以它算不上是我們的祖先?蓪(shí)際上,真核單細(xì)胞在后來(lái)的發(fā)展過(guò)程中,獲得了多個(gè)共同體作為細(xì)胞器,比如葉綠體。它是在不斷地完善自己,直到最終促使“生物”誕生。
當(dāng)然,如果有人堅(jiān)定地認(rèn)為,人類的祖先必須是某種擁有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的生物的話,那么20億年前,我們的祖先確實(shí)是不存在的。簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō),此時(shí)的地球雖然有朝著“生機(jī)勃勃”發(fā)展的勢(shì)頭,但總體來(lái)說(shuō)還是處在一片寂靜當(dāng)中的。
而這種寂靜,其實(shí)是在為即將到來(lái)的顯生宙做準(zhǔn)備,因?yàn)楫?dāng)顯生宙來(lái)臨時(shí),地球上的生物種類便呈現(xiàn)出了爆發(fā)式的增長(zhǎng),生物體的結(jié)構(gòu)也變得愈加復(fù)雜。正因如此,不少人才會(huì)說(shuō)元古宙對(duì)生命演化至關(guān)重要。

元古宙與生命演化
在上文中,咱們提到20億年這個(gè)節(jié)點(diǎn),處于古元古代和中元古代的交接位置,生命的演化雖然有了一定的進(jìn)展,但是依舊不夠明顯,起碼種類不夠多。不過(guò)當(dāng)時(shí)間來(lái)到新元古代的時(shí)候,就有了翻天覆地的變化了。
根據(jù)已有的資料來(lái)看,當(dāng)新元古代來(lái)臨時(shí),真菌、動(dòng)物、植物等多細(xì)胞后生生物都開始出現(xiàn),形成了菌-藻時(shí)代。在諸多動(dòng)物當(dāng)中,海綿起源得最早,其身體結(jié)構(gòu)十分的簡(jiǎn)單。
而生物的繁殖模式也出現(xiàn)了變化,從無(wú)性繁殖轉(zhuǎn)向?yàn)橛行苑敝?/strong>。在選擇了有性繁殖以后,生物就出現(xiàn)了個(gè)體分化和多樣性,為后來(lái)的物種大爆發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
當(dāng)然,也不能因此完全否定原核生物,這些選擇無(wú)性繁殖的家伙如今仍是地球上重要的成員,它們對(duì)地球生態(tài)平衡和生化循環(huán)有著重要的作用。

總的來(lái)說(shuō),人們之所以重視元古宙,就是因?yàn)橛X(jué)得它和寒武紀(jì)生命大爆發(fā)之間有著密切的關(guān)系。寒武紀(jì)生命大爆發(fā)當(dāng)中,突然出現(xiàn)了多種生物,物種的多樣性達(dá)到了令人震驚的地步。
而不少人認(rèn)為寒武紀(jì)生命大爆發(fā)就是元古宙生命演化積淀的結(jié)果,再加上那時(shí)出現(xiàn)過(guò)多次冰期,使得大量的鐵和磷進(jìn)入了海洋,讓其中的生物可以以此朝著更大、更強(qiáng)的方向演化。
資料顯示,磷元素既是重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一,又是食物鏈基礎(chǔ)生產(chǎn)者的重要限制因子,同時(shí)也是所有動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和外殼和骨骼的主要構(gòu)成成分。至寒武紀(jì)生命大爆發(fā)時(shí),磷的埋藏量大幅度增加,達(dá)到1000億噸左右。

由此可見,人們很希望通過(guò)元古宙時(shí)期地球的種種表現(xiàn)和參數(shù),解開寒武紀(jì)的謎題。只不過(guò),由于相隔的時(shí)間過(guò)于久遠(yuǎn),所以探索也相當(dāng)不容易!