埃迪卡拉動物群

示意圖

埃迪卡拉動物群

生活於7億年前至5.7億年前的一大群軟體軀的多細胞無脊椎動物。最先由斯普里格（R.C.Sprigg）於1947年在澳大利亞南部的埃迪卡拉地區的龐德石英岩（PoundQuartzite）中發現。包括3門，15屬，35種低等無脊椎動物。3個門是：腔腸動物門，包括似水母類（Medusoid）和海鰓類（Pennatulaceun）；環節動物門；節肢動物門。以後世界各地都發現了此類化石。1960年召開的第22屆國際地質會議正式命名該化石群為“埃迪卡拉動物群”，還有人建議在寒武紀之前設“埃迪卡拉紀”。埃迪卡拉動物群的發現，初步解開了寒武紀初期突然大量出現各門無脊椎動物化石的所謂“進化大爆炸”之謎。就是說，在寒武紀之前已有不少多細胞的無脊椎動物存在，不是到寒武紀才突然大量出現的。

簡介

化石

埃迪卡拉（Ediacaran）動物群是Sprigg於1947年在澳大利亞中南部Ediacara地區的龐德砂岩層中首先發現的。最初人們未能確定這一動物群的時代，後來終於確定為前寒武紀，年齡為6.7億年。

在對埃迪卡拉地區重新進行深入細緻的研究中，採集到幾千塊化石，有的是圓形的壓印，同現代水母相似；有的是柄狀的印痕，與現代的海鰓相似，也是一種腔腸動物；有的像細長的蠕蟲那樣的印痕，有一個像馬蹄形的頭和約40個完全相同的體節所組成，與現代的環節動物相似；還有橢圓形、盾形印痕，並且有T形的紋道，可能是節肢動物，它們同現在已知的任何一種生物都不相似。經過測定，埃迪卡拉動物群生存的年代為距今6億—7億年前。

在1974年召開的國際地質科學聯合會巴黎會議上，一致肯定埃迪卡拉動物群為前寒武紀晚期，這是目前已發現的地球上最古老的後生動物化石群之一。埃迪卡拉動物群的發現和研究，大大地促進了前寒武紀古生物學的發展，也糾正了過去認為無脊椎動物在寒武紀初期才發生的觀點；也把原來以為只有6億年左右的後生動物歷史，大大向前推進了。有的學者推算，後生動物群很可能起源於9億—10億年前。

埃迪卡拉動物群包含三個門，19個屬，24種低等無脊椎動物。三個門是：腔腸動物門，環節動物門和節肢動物門。水母有7屬9種；水螅綱有3屬3種；海鰓目（珊瑚綱）有3屬3種；缽水母2屬2種；多毛類環蟲2屬5種；節肢動物2屬2種。

分類

種群

腔腸動物類水母體化石主要是游泳的，鍾狀外形，保存為印模者較多。口部及觸手的外形還不清楚。從外形及表面不同裝飾，如同心狀、放射溝狀、突出葉狀物等來分類，有許多屬可以區分出來，如Ediacaria，Medusinites，Cyclomedusa等屬是常見的。Mau'sonites比較特殊，有單一同心狀脊及盾狀外形的物體，看來是一群體水螅漂浮室的支持物。Conomedusites 是一錐狀化石，有4重對稱及許多觸手，應屬於缽水母綱的原始錐石類。腔腸動物門的3個綱在埃迪卡拉動物群內都有代表，並可能有鈣質骨針的痕跡。還有一些屬缽水母綱及水螅綱，有可疑的幾丁質的骨骼。沒有發現鈣質珊瑚的痕跡。

環節類的蠕蟲有兩類，一是體平及多節的狄更遜蠕蟲，與現生的Spinther相似，過去曾稱為狄更遜水母。另一類是更像蠕蟲的斯普里格蠕蟲，它有馬蹄形的頭部。

Parvancorina像是一個甲殼動物或三葉蟲的生長過大的幼蟲，其他則與海鞘類被囊動物可以相比，它的親緣關係還不清楚。Tribrachidium 似屬棘皮動物中稀少的三輻射對稱一類，沒有現代的及早寒武世的棘皮動物所具有的鈣質板的痕跡。Praecambridium個體小，它可以有幾丁質的殼，附在分類位置不明的動物分節體上。

後生動物軟體印模能在龎德砂岩里保存下來，是由於該砂岩沉積時波浪及水流強度暫時減弱，動物軟體與細泥砂合在一起，軟體正在腐爛時或腐爛之後被蓋上另一層細砂，原來軟體的印模即被保留。如軟體較長期不腐爛，則蓋上去的細砂的下表面還可具有印痕。

埃迪卡拉動物群的組成說明它生活于海洋環境，從沉積物來看說明是淺海，大概只有6～7米的深度，並距海岸很近。在這樣的環境下，蠕蟲狀動物可在海底砂里鑽洞或在砂上覓食，海羽筆類可以紮根砂里。大多數水母是從開闊海洋漂浮而來的。一些狄更遜蠕蟲體在它們被埋藏的地方顯示了收縮與擴張。還有一個種有許多大小不同生長階段的個體，這說明它們生活的地方與埋藏的地方很近。

埃迪卡拉動物群

除澳大利亞外，在西南非洲前寒武紀晚期至早寒武世的Nama系中的Kuibis石英岩內有Rangea，Pteridinium。產於英格蘭萊斯特郡的Charnia與Rangea非常相似，同位素年齡是8.6億年前。與Charnia相似的化石還發現於西伯利亞北部奧列涅克高地，其同位素年齡是6.75億年前。在俄羅斯中部一鑽孔中，與Spriggina相似的化石也有發現。

寒武紀大量出現的動物及其分異，與前寒武紀晚期出現的埃迪卡拉動物完全不同，這是生物進化史上的一個重大問題。兩期動物群最大的一個差別是在進化的進程中產生了硬殼從而造成了許多新門類。這兩期動物群在生物進化史上的關係尚不明了，中間的間隔近1億年。寒武紀動物出現是海生無脊椎動物在生物化學及生理學方面有了重大改變並全面發展的結果。

迄今為止，生命在地球上已經延續了35億年，但是這其中卻有近30億年是水生細菌和藻類的時代。儘管生命在不斷的自我完善，幾十億年中，先後出現了真核生物並顯現出多細胞個體的趨勢，但這一時期的生命仍然是非常原始的。這一局面在藻類時代行將結束時出現了變化。1947年，古生物學家在澳大利亞埃迪卡拉地區的岩層中發現了大量距今6、7億年前的古生物化石，發現的古生物總計8科22屬31種，這標誌著原始的生命形態在經過30億年的準備之後，其積累的生命能量和無窮的創造力即將噴薄而出。生命演化的歷史翻開了全新的篇章。

化石研究

類型

埃迪卡拉動物化石出土越多，反而越沒有規律。有幾種化石比較象後來動物的先驅。埃迪卡拉後期，有一些蟲子爬行的痕跡，也找到一些小的硬殼動物。可是大部分的埃迪卡拉動物是一些不能動的球，盤，葉狀體，和以後的動物沒有什麼關係。學者之間，這些化石到底是什麼也有很多爭論。

研究人員發現了一批新的化石，是神秘的、前寒武紀的埃迪卡拉(Ediacaran)動物的化石，化石保留著三維的特性。埃迪卡拉動物被認為是寒武紀大爆發的“導火索”。因為埃迪卡拉動物是軟體的，所以它們的化石很難找到，人們對它們也缺乏了解。加拿大紐芬蘭的錯誤點(MistakenPoint)有埃迪卡拉動物的化石集合，在此之前研究人員在那裡只發現過二維的印記樣品。

GuyM.Narbonne描述了一組從這個化石集合中找到的三維的化石，其中有保存下來的30微米之小的特徵。和其他在錯誤點找到的同類化石一樣，這些生物體看起來有點像植物，有從幹上分支出來的被稱為“小葉(frondlet)”的結構。這些小葉結構可能是由莖支撐在海底上面，自由地漂浮的。新化石還展示了一些以前沒有看到過的小葉排列。Narbonne說，現代動物沒有明顯的類似結構。

艾迪卡拉動物群包含了多種形態奇特的動物化石：身體巨大而扁平、多呈橢圓形或條帶形，具有平滑的有機質膜，是人們迄今為止發現的最古老、最原始的化石，也是在太古代地層中發現的最有說服力的生物證據。按Seilacher的觀點，艾迪卡拉動物群可分為輻射狀生長、兩極生長和單極生長3種類型。除輻射狀生長的類型中可能有與腔腸動物有關係的類群外，其他兩類與寒武紀以後出現的生物門類無親源關係 。

生物

儘管有關艾迪卡拉（型）動物群的性質還有許多爭議，但其奇怪的形態令許多學者相信，艾迪卡拉（型）動物群是後生動物出現後的第一次適應輻射，它們採取的不同於現代大多數動物採取的形體結構變化方式。不增加內部結構的複雜性，只改變軀體的基本形態，變得非常薄，成條帶狀或薄餅狀，使體內各部分充分接近外表面，在沒有內部器官的情況下進行呼吸和攝取營養。

如現代大型寄生動物滌蟲現代大多數動物採取的是保持渾圓或球形的外部形態的同時，進化出複雜的內部器官來擴大相應的表面積（如肺、消化道），從化石上可以看出，這些生物已具有了高度分化的組織和器官，說明它們已不是最原始的類型。它們代表了後生動物出現以後的第一次輻射演化因此，可以認為艾迪卡拉（型）動物群是在元古宙末期大氣氧含量較低的條件下後生動物大規模占領淺海的一次嘗試，結果失敗了，而導致絕滅。在後來的演化過程中，後生動物採取了第二種方式，使內部的器官複雜化和物種多樣化的發展，即生物系統演化。