第47章 藻類顯現(xiàn)在前寒武紀(jì)
在寒武紀(jì)之前，地球早已經(jīng)形成了，只是在幾十億年的漫長(zhǎng)過(guò)程中一片死寂。
科學(xué)家們把寒武紀(jì)之前這一段漫長(zhǎng)而缺少生命的時(shí)間稱作前寒武紀(jì)。
為了研究上的便利，地質(zhì)學(xué)家把前寒武紀(jì)分為太古代、元古代兩部分。太古代之前（地球形成之初--38億年前）則有多種不同的稱呼。
太古代時(shí)限約從38億年至26億年前。太古代是具有明確地史記錄的最初階段。在這漫長(zhǎng)的12億年間，是地球形成后的初始期，地表到處形成童山和荒漠。但20世紀(jì)后半期，科學(xué)家們陸續(xù)在南非和澳大利亞變質(zhì)程度不太劇烈的沉積巖層中發(fā)現(xiàn)了疊層石，這是微生物和藻類活動(dòng)的產(chǎn)物。在南非的一套古老沉積巖中，科學(xué)家們借助先進(jìn)的精密觀測(cè)儀器，發(fā)現(xiàn)了200多個(gè)與原核藻類非常相似的古細(xì)胞化石，這些微體化石一般為橢圓形，具有平滑的有機(jī)質(zhì)膜，這是人們迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老、最原始的化石，也是在太古代地層中發(fā)現(xiàn)的最有說(shuō)服力的生物證據(jù)。從生物界看，這是原始生命出現(xiàn)及生物演化的初級(jí)階段，當(dāng)時(shí)只有數(shù)量不多的原核生物，他們只留下了極少的化石記錄。從非生物界看，太古宙是一個(gè)地殼薄、地?zé)崽荻榷?、火?-巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈而頻繁、巖層普遍遭受變形與變質(zhì)、大氣圈與水圈都缺少自由氧、形成一系列特殊沉積物的時(shí)期；也是一個(gè)硅鋁質(zhì)地殼形成并不斷增長(zhǎng)的時(shí)期，又是一個(gè)重要的成礦時(shí)期。
元古代的時(shí)限自26億年前至5.7億年，在這段地史中，原核生物演化為真核細(xì)胞生物，形成地史時(shí)期的菌--藻類時(shí)代。
生命形式可以分成兩大類：自營(yíng)生物，如植物，會(huì)產(chǎn)生自己要用的能量；異營(yíng)生物，如動(dòng)物，要食用其他有機(jī)體來(lái)取得能量。當(dāng)然，最早的生命形式不會(huì)有其他有機(jī)體可以食用，所以它們一定是自營(yíng)生物，能量來(lái)自太陽(yáng)或化學(xué)梯度。符合這些條件的，是地面上的地方，或海洋中接近表面的地方，比較有取得陽(yáng)光的優(yōu)勢(shì)。
但在生命剛出現(xiàn)時(shí)，地球表面上的紫外線很可能太過(guò)嚴(yán)酷，讓生命無(wú)法存活下來(lái)。有一種環(huán)境能提供保護(hù)，阻擋紫外線，同時(shí)也有替代的能量來(lái)源：在海底蜿延的海底熱泉區(qū)，它們被數(shù)公里厚的海水覆蓋，完全處在黑暗中。
深海熱泉區(qū)是地球地殼上的裂縫，在那里，海水會(huì)滲入巖漿庫(kù)中，接著以高溫重新被噴射出來(lái)，附帶的泥漿中，富含礦物質(zhì)及簡(jiǎn)單的化合物。深海熱泉區(qū)的陡峭化學(xué)梯度有特別集中的能量。還有其他證據(jù)證明深海熱泉區(qū)是生命起源：生命的最后共同祖先LUCA。LUCA并非最早的生命形式，但它已古早到我們無(wú)法追蹤。
即便如此，人類其實(shí)不知道LUCA是什么樣子的--沒(méi)有 LUCA化石，也沒(méi)有現(xiàn)代 LCUA存在--不過(guò)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)今仍然存在的三大生命領(lǐng)域物種中有些共同的基因存在。因?yàn)檫@些基因存在于不同的物種和領(lǐng)域，它們一定是來(lái)自共同的祖先。這些共同基因告訴人們 LUCA住在一個(gè)很熱、沒(méi)有氧氣的地方，并從化學(xué)梯度取得能量--就像深海熱泉區(qū)的化學(xué)梯度。
有兩種深海熱泉區(qū)：黑煙囪和白煙囪。黑煙囪會(huì)釋放富含二氧化碳的酸性水，溫度高達(dá)攝氏數(shù)百度，且滿是硫磺、鐵、銅，以及其他對(duì)生命很重要的金屬。但現(xiàn)在科學(xué)家相信，對(duì) LUCA而言，黑煙囪太熱了--所以，最可能是生命搖籃的候選地點(diǎn)是白煙囪。在各處的白煙囪當(dāng)中，在大西洋中洋脊有一個(gè)深海熱泉區(qū)，叫做失落城市，是最有可能的生命搖籃候選地點(diǎn)。這里噴出的海水是高度堿性的，且缺乏二氧化碳，但富含甲烷，溫度也比較適宜。鄰近的黑煙囪可能有提供失落城市的生命在演化時(shí)所必需要的二氧化碳，補(bǔ)全了支持最早有機(jī)體所必要的所有元素，這些有機(jī)體才能發(fā)散出去，形成現(xiàn)今地球上多樣化的生命。
有科學(xué)家認(rèn)為前寒武紀(jì)陸地表面已有了藍(lán)細(xì)菌生存，是從潮間帶的藻菌群落中移居而來(lái)。綠藻也有可能是最早的陸地的開(kāi)拓者。當(dāng)藻類和真菌類移居到陸地的氣生環(huán)境中時(shí)，會(huì)很快結(jié)合形成地衣，它們可以在荒蕪的地表形成披殼。
人們?cè)谶@一時(shí)期的古老地層中發(fā)現(xiàn)過(guò)微古植物化石、宏觀藻類化石及疊層石。生命在元古代得到進(jìn)一步繁榮，那時(shí)的地球已不再是滿目荒蕪了。初期地表已出現(xiàn)了一些范圍較廣、厚度較大、相對(duì)穩(wěn)定的大陸板塊。
因此，在巖石圈構(gòu)造方面元古代比太古代顯示了較為穩(wěn)定的特點(diǎn)。早元古代晚期的大氣圈已含有自由氧，而且隨著植物的日益繁盛與光合作用的不斷加強(qiáng)，大氣圈的含氧量繼續(xù)增加。元古代的中晚期藻類植物已十分繁盛，明顯區(qū)別于太古代。
元古代末期，大約從8.5-5.7億年，被命名為震旦紀(jì)，這是因?yàn)檫@段時(shí)間在生命演化歷程中具有承前啟后的意義。
“震旦”意指中國(guó)，古印度就稱華夏大地為“震旦”，德國(guó)地質(zhì)學(xué)家首先把它用于地層學(xué)。后來(lái)地質(zhì)學(xué)家們重新定義了震旦紀(jì)，中國(guó)著名地質(zhì)學(xué)家李四光等在長(zhǎng)江三峽建立起完整的震旦紀(jì)地質(zhì)剖面，這就是有名的峽東剖面，它向全世界提供了地層對(duì)比的依據(jù)。
震旦紀(jì)已有了明確的生物證據(jù)，在動(dòng)物界出現(xiàn)了低等的小型具硬殼的物種，以及大量裸露的高級(jí)動(dòng)物，后者就是發(fā)現(xiàn)于澳大利亞的埃迪卡拉動(dòng)物群。在植物方面表現(xiàn)為高級(jí)藻類（如紅藻、褐藻類等）的進(jìn)一步繁盛，宏觀藻類也得到飛速的發(fā)展，這時(shí)的地球已徹底改變一片死寂、毫無(wú)生氣的面貌了。震旦紀(jì)是元古代最后期一個(gè)獨(dú)特的地史階段。從生物的進(jìn)化看，震旦系因含有無(wú)硬殼的后生動(dòng)物化石，而與不含可靠動(dòng)物化石的元古界有了重要的區(qū)別；但與富含具有殼體的動(dòng)物化石的寒武紀(jì)相比，震旦系所含的化石不僅種類單調(diào)、數(shù)量很少而且分布十分有限。因此，還不能利用其中的動(dòng)物化石進(jìn)行有效的生物地層工作。震旦紀(jì)生物界最突出的特征是后期出現(xiàn)了種類較多的無(wú)硬殼后生動(dòng)物，末期又出現(xiàn)少量小型具有殼體的動(dòng)物。高級(jí)藻類進(jìn)一步繁盛，微體古植物出現(xiàn)了一些新類型，疊層石在震旦紀(jì)早期趨于繁盛，后期數(shù)量和種類都突然下降。再?gòu)膸r石圈的構(gòu)造狀況來(lái)看，震旦紀(jì)時(shí)地表上已經(jīng)出現(xiàn)幾個(gè)大型的、相對(duì)穩(wěn)定的大陸板塊，之上已經(jīng)是典型的蓋層沉積，與古生界相似。因此，震旦紀(jì)可以被認(rèn)為是元古代與古生代之間的一個(gè)過(guò)渡階段。
埃迪卡拉動(dòng)物群主要由類似水母類、蠕蟲(chóng)類、海鰓綱的生物所組成，多保存為印痕化石，盡管它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)都很原始，但它們被認(rèn)為是20世紀(jì)古生物學(xué)最重大的發(fā)現(xiàn)之一。這一發(fā)現(xiàn)使科學(xué)界擯棄了長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為在寒武紀(jì)之前不可能出現(xiàn)后生動(dòng)物化石的傳統(tǒng)觀念。所謂后生動(dòng)物即指相對(duì)于原生動(dòng)物的各種多細(xì)胞動(dòng)物。
由此可知，藻類的歷史悠久，作用巨大，生命頑強(qiáng)。據(jù)說(shuō)，藻類雖然主要為水生，但無(wú)處不在。某些變種可生活于土壤中，能耐受長(zhǎng)期的缺水條件；另一些生活于雪中；少數(shù)種能在溫泉中繁盛生長(zhǎng)。
這就是典型的“適者生存”哪！