寒武纪

寒武纪开始于5．4亿年前，结束于5亿年前。这一时期大地构造活动相对不大，是从前寒武纪末的大陆分裂到古生代晚期大陆增长的过渡时期。地球上气候温暖，海平面升高，出现了众多的生物类群。

气候

一般认为寒武纪的气候比现在更温暖些，也更稳定些。这一情况的证据是寒武纪的冰川堆积物完全不存在，并且碳酸盐堆积物分布广泛，这种堆积物今天只在世界上的暖温带和热带地区形成。

陆地

大陆块在寒武纪期间是分散的，但没有一块大陆位于两极地区内。寒武纪时冈瓦纳古大陆基本上由现在的南美洲、非洲、欧洲南部、中东的一大部分、印度等组成，四周则有辽阔的古大西洋环绕。热带和温带地区还有较小的陆块，形成今天的欧洲、美洲和西伯利亚。

寒武纪大爆炸的原因

许多科学家认为寒武纪大爆炸是确实存在的，只是不像人们想象的那么突然。也许许多种类的动物在大爆炸之前已经出现了，只不过因为身体柔软没有留下痕迹。寒武纪大爆炸可能是由于氧气含量的变化或海底的变化引起的，也可能是生命达到某种临界点引发了连锁反应，以致数量众多的新物种应运而生。

地壳活动

寒武纪是地壳活动相对不大的一个纪，代表从前寒武纪末的大陆分裂到古生代晚期大陆增长的过渡。地质资料表明，在寒武纪期间岩石圈板块没有碰撞，也没有连带的造山现象，不过岩石记录中存在着有限火山活动的迹象。

自然环境

我们已知的寒武纪生物区只限于海洋环境，大陆地面上既无植物又无动物，所以寒武纪的自然景色十分荒凉，有点近似月球的景色。

寒武纪大爆炸

在寒武纪时期生命进化出现飞跃式的发展，几乎所有现代生物的祖先都在这一时期出现。这一情形被形象地称为生命大爆炸，也称为寒武纪生命大爆炸。

寒武纪时的动物

寒武纪地层中的化石包括了现今大多数动物门的最古老的代表，它们或具有矿化物的外壳，或具有骨骼。除了在海底异常活跃的三叶虫外，寒武纪较为重要的动物类型还有环节动物类、腕足类、脊索动物类、软体动物类、海绵类等。

海**的生物

寒武纪的浅海海床为众多的生命体所覆盖，其中最古老的居民是藻青菌。它们会从水中搜集碳酸钙，再把这些矿物质铺在自己周围形成礁石。这些干面包皮似的礁石吸引了那些需要安身之处的动物，它们可以在此搜集食物。其中最典型的就是类似海绵的古杯虫类动物。

甲壳和骨骼

化石显示，寒武纪的动物已经演化出身体的坚硬部位，生物学家认为这可能跟地球大气组成的变化有关。在藻青菌和水藻的作用下，空气中氧气的含量不断增加，足以保证动物进行各种能量消耗较大的活动，还有助于动物“燃烧”更多的食物，产生足够的能量，以生长出坚硬的贝壳或骨骼。

原始大气和现在大气的成分比较成分名称　原始大气（%）　现在的大气（%）　增减（%）

二氧化碳　91.0　0.03　-90.97

氮　6.4　78.1　+71.7

硫化氢　2.0

-2.0

氯化氢　0.2

-0.2

水汽　0.2

-0.2

四氯化碳　0.02

-0.02

氮　0.01

-0.01

氯　0.01

-0.01成分名称　原始大气（%）　现在的大气（%）　增减（%）

氧

20.9　+20.9

氩

0.9　+0.9

氦

0.0005　+0.0005

硬壳和骨骼的功效

动物进化出新的特征都是为了适应自身的需要。寒武纪身体柔软的动物的外壳或外骨骼犹如一把可随时防御来犯之敌的保护伞，而类似海绵的古杯虫类动物长出内骨骼结构后，就可以在海底上面几毫米处生活，这样更有利于觅食。

◎脊椎动物

脊椎动物属于脊椎动物亚门，特征为具有由许多脊椎骨连接而成的脊柱，包括鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类。

脊椎动物的出现

生物学家把动物界总的分为脊椎动物和无脊椎动物两大类。寒武纪时期出现了大批带硬壳的无脊椎动物。1999年，中国科学家在岩石中找到了两块寒武纪初期的脊椎动物化石，距今已有5．3亿年，由此证明在寒武纪时已经出现了很简单的脊椎动物。

古杯动物类群

早期有壳动物的微体化石在全世界的寒武纪岩层中都有发现，古杯动物类群就是其中的一种。古杯动物的形状像是颠倒的圆锥体，它们可能附着在海**生活。古杯动物出现之后仅经历了短暂的繁荣时期，到奥陶纪就全部灭绝了，成为生物演化史中匆忙的过客。脊索动物

脊索动物是动物界所有门类中进化相对完善的一门动物，形态构造极其多样而复杂，在地球上分布很广，能够适应各种不同的生活环境。脊索动物分为三个亚门：尾索动物亚门、头索动物亚门和脊椎动物亚门。

伯吉斯页岩

1909年，美国古生物学家查尔斯·D·沃尔克特在加拿大的落基山脉发现了伯吉斯页岩。页岩中有成千种化石，许多化石都保存得相当完好，有些化石清晰到肌肉、肠道和神经索都可以辨认的程度，成为研究寒武纪生物大爆炸的一个重大窗口。

伯吉斯页岩的形成原因

据推测，伯吉斯页岩中的动物曾生活在海床及附近的区域，水下的“雪崩”使这些动物顷刻间葬身于烂泥浆中。由于淤泥很软，且几乎不含氧气，这些动物就完好无损地保存了下来，在漫长的地质年代中逐渐石化形成化石。

伯吉斯页岩中的节肢动物

节肢动物化石是伯吉斯页岩中最大的化石，主要是三叶虫、玛尔拉叶虫、加勒畸虾等。这些动物有坚硬的外壳，灵活的体节处可以弯曲。还有一些以捕食其他动物为生的节肢动物如圣虾等。

玛尔拉叶虫

玛尔拉叶虫是伯吉斯页岩中最普遍的节肢动物，到目前

为止收集到的标本已经超过13000件。这种动物有大型的头部盾片及两对长触角，不过似乎没有眼睛。身体由24—26片体节构成，每一体节都有上下分杈的附肢足。据化石推测，玛尔拉叶虫可能既能步行又可游泳。

身体柔软的动物

由于伯吉斯页岩的形成过程十分特殊，一些身体柔软的动物也被完整地保存了下来，典型的有奥托亚翼虫，从化石推断这种动物过着穴居生活，会同类相食。页岩中发现的皮卡始索动物也是一种身体柔软的动物。

其他动物

在伯吉斯页岩中发现的有些化石在现代世界找不到相对应的动物，科学家只能推测它们同动物世界其他成员间的亲缘关系。例如，奥帕宾蠕虫和危瓦夏胚虫的体形都很怪异，它们的祖先到底是什么，还是一个难解的迷。