曾令達爾文深感困惑的寒武紀生命大爆發，背後操控者被科學家找到

在地球整個生命進化史上，一直存在一個極大的懸案：在距今約5.4億年前的寒武紀，各種複雜的生命形式——動物——紛紛登上地球生命演化史的舞台，這被稱作寒武紀生命大爆發。為什麼寒武紀生命大爆發會被當作生命懸案呢？因為，在此之前，地球上的生命演化都是以簡單和微體的形式非常緩慢的演化著，然而到了距今約5.42億年—4.85億年之間，地球上各種大小動物（軟體動物、節肢動物、腕足動物、環節動物和原始的脊椎動物）等複雜的生命形式卻突然集中爆髮式地湧現出來，世界演化生物學界一直把這一奇特的生命演化現象稱作是「寒武紀生命大爆發懸案」，同時也成為演化生物學和地球科學共同關注的重大基礎前沿科學問題。

寒武紀生命大爆發的生物化石，作為最有力的證據，其在達爾文創建進化論的時代，就已經越來越多地被發現。而這些證據越是充分，越是令達爾文感到困惑。因為這似乎打破了他所堅持的地球生命進化規律。因此，達爾文曾經狠下功夫，進行過潛心研究，但是最終他也沒有找出寒武紀生命大爆發的背後原因，從此這便成為一個巨大的「懸案」，並折磨著一代又一代演化生物學科學家。

然而，轉機終於還是出現了。而突破這一重大基礎前沿科學問題的科學家，正是我國科學院南京地質古生物研究所的專家們。在國際地球生命演化學界，科學家們始終有一個重要的猜測，即氧氣是控制複雜生命形式出現的重要因素。而南京地質古生物研究所的專家們正是這種觀點的持有者。為了在這方面取得突破性的研究成果，他們將目的地鎖定在俄羅斯遠東的西伯利亞無人區，在那裡，寒武紀早期地層剖面不僅化石豐富，而且全部由碳酸鹽岩石構成，它們完整記錄了寒武紀生命大爆發時期全球海水碳同位素的演化過程。

經過多年艱苦的野外作業，科研團隊採集到了足夠豐富的標本。在這之後，他們總結了寒武紀的年代表、生物演化和環境變遷，同時他們編製了一條寒武紀全球海水碳同位素演化曲線圖。結果令所有參研人員驚駭的事情出現了，他們依據數千份碳酸鹽岩標本所繪製的碳、硫同位素曲線居然真的和寒武紀時期全球生物演化的階段具有著驚人的對應關係！具體來講，這條曲線顯示，海水碳同位素正異常對應的是動物大爆發階段，而負異常對應的是動物滅絕階段。然而參研人員還有一個問題沒有搞明白，即到底是什麼驅動了生物利用碳和硫，實現生命進化的突然爆發？

為了攻破這一難題，他們派研究生何天辰到英國進行培養，經過多年努力，科研團隊終於找到一種先進的分析方法。利用該方法，科研團隊對從西伯利亞帶回的樣本開展了系統的碳、硫同位素實驗分析和數學模型計算，很快，團隊即獲得了令人興奮的研究結果。他們發現當海水碳、硫同位素同步偏重（正異常）時，表明黃鐵礦和有機碳含量增加，導致氧氣產量快速增加；當海水碳、硫同位素同步偏輕（負異常）時，表明黃鐵礦和有機碳含量減少，導致氧氣產氧量減少。

這一結論，充分說明，在寒武紀生命演化時期，碳、硫同位素的變化正反映了大氣和淺海中氧氣含量的變化。至此，大氣和淺海中氧氣含量的增量或減量變化，成為寒武紀生命大爆發的背後操控機制。換言之，氧氣，大氣和淺海中的氧氣，作為寒武紀生命大爆發的幕後操控者第一次被中國科學家所發現。這一成果已經發表在《自然-地球科學》5月6日的在線版面。至此，難倒達爾文的生命懸案被中國科學家成功破解，被譽為最驚人發現。

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