为什么有性繁殖使生物进入了多细胞时代，使寒武纪生物大爆发？ 第1页

不存在的。

多细胞生物的起源比寒武纪早得多，14 亿到 21 亿年前的地层已经有相关痕迹，确定为多细胞生物、能进行有性生殖的红藻物种 Bangiomorpha pubescens 有约 10.47 亿年历史^[1]。埃迪卡拉生物群在“寒武纪大爆发”前繁荣了至少 4000 万年，出现了一些身长超过 1 米的疑似动物物种^[2]。化石证据显示动物界的一些门级分类比埃迪卡拉生物群还古老^[3][4]。19 世纪提出所谓“寒武纪大爆发”时根本不知道这些。

“寒武纪大爆发”本身持续了约 2000 万到 2500 万年，比 19 世纪以为的要缓慢得多。统计上看，动物在寒武纪发生的演化辐射（多样化）并不比其他时期快^[5]。历史上归因于寒武纪大爆发的一些演化辐射其实是在奥陶纪发生的^[6]。

历史上，学术界对寒武纪大爆发的解释和有性生殖无关，主要流派可总结为以下五种：

一、假象说

认为前寒武纪沉积物及其所含的化石大多被地热活动和压力破坏，过去的生物并不比寒武纪少，只是留下的化石较少；

认为动物到寒武纪才演化出能高概率形成化石的坚硬躯体，过去的动物并不比寒武纪少，只是形成的化石较少；

认为寒武纪初期生物多样性的增加是 S 形曲线上升段的正常表现。一些化石记录显示，晚埃迪卡拉纪生物的多样化速度在数千万年间较为稳定^[7]；

诸如此类。意思就是根本没有什么寒武纪大爆发。

二、氧气说

认为地球大气直到寒武纪才积累足够多的氧气来支持动物体型增大并形成臭氧层。

这被埃迪卡拉生物群作为反例驳斥^[8]。臭氧层也不是那么站得住脚 ，宇宙线强度高可能促使地球生物种化。

另一个方向，认为多细胞生物擅长在埃迪卡拉纪末期贫瘠的海水中取得食物、能运动的动物擅长在周围海水缺氧时逃走，因此受到生态选择青睐。这可以和灾变说接轨。

三、军备竞赛说

认为动物在寒武纪首次演化出眼晴，捕食者与猎物间的生态选择变得激烈，促进新物种生成。

但是，动物可能更早就有了眼睛^[9]。而且，化石证据显示，更擅长在水中工作的压力检测和嗅觉的出现并没带来“大爆发”^[10]。

另外，埃迪卡拉动物之间可能已经有捕食关系^[11]。亦有认为多样性从那时就持续以较为稳定的速度增加的，可以与假象说接轨。

四、灾变说

认为埃迪卡拉纪末期的灭绝事件（尤其是海底缺氧造成的底栖动物大量死亡）空出了大量的生态位，促使幸存物种频繁种化去接管。这似乎是每次大灭绝后的正常举动^[12]。

认为雪球地球事件让冰川将大量营养物质刨下来送进海洋，剧烈的火山活动和山体侵蚀将大量矿物质送进海洋，促使生物繁荣^[13]。

五、偶然说

认为某些基因从细菌或病毒水平转移到动物体内并发挥功能，促使生物繁荣^[14]。

认为动物的结构、受力等达到一定程度后引起了形态复杂性的自组织^[15]。

认为动物的基本条件、物种间互动和对环境的改造可能偶然地积累到超过了某个阈值^[16][17][18]。

此外，无性生殖的动物可以种化为多个物种。事实上，由于只需要地理隔离、生态位差异等因素而不受有性重组影响，无性生殖的动物种化的速度快于类似的有性生殖动物^[19]。

参考

1. ^ https://doi.org/10.1130/G39829.1
2. ^ https://doi.org/10.1126%2Fscience.284.5423.2129
3. ^ https://doi.org/10.1073%2Fpnas.1414577112
4. ^ https://doi.org/10.1038%2Fs41586-021-04033-w
5. ^ https://doi.org/10.1093%2Ficb%2F43.1.229
6. ^ https://doi.org/10.1111%2Fj.1475-4983.2006.00611.x
7. ^ Wood, R., Liu, A.G., Bowyer, F. et al. Integrated records of environmental change and evolution challenge the Cambrian Explosion. Nat Ecol Evol 3, 528–538 (2019). https://doi.org/10.1038/s41559-019-0821-6
8. ^ https://doi.org/10.1111%2Fj.1472-4669.2009.00188.x
9. ^ https://doi.org/10.1016%2Fj.earscirev.2005.08.004
10. ^ https://doi.org/10.1146%2Fannurev.earth.33.031504.103001
11. ^ https://doi.org/10.1669%2F0883-1351%282003%29018%3C0454%3ABICSCP%3E2.0.CO%3B2
12. ^ https://doi.org/10.1146%2Fannurev.earth.33.031504.103001
13. ^ https://home.dartmouth.edu/news/2022/01/study-links-glaciers-earths-great-unconformity
14. ^ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3163562
15. ^ https://doi.org/10.1088%2F1478-3975%2F5%2F1%2F015008
16. ^ https://doi.org/10.1073%2Fpnas.1312778110
17. ^ https://doi.org/10.1111%2Fj.1475-4983.2006.00613.x
18. ^ https://doi.org/10.1007%2Fs10682-011-9505-7
19. ^ https://doi.org/10.1093/icb/icv024