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在距今约5.3亿年前一个被称为寒武纪的地质历史时期，地球上突然涌现出各种各样的动物，它们不约而同的迅速起源、立即出现。节肢、腕足、蠕形、海绵、脊索动物等等一系列与现代动物形态基本相同的动物在地球上来了个“集体亮相”，形成了多种门类动物同时存在的繁荣景象。这就是至今仍被国际学术界列为“十大科学难题”之一的“寒武纪生命大爆发”。
依照传统和经典的生物学理论，即达尔文生物进化认为，生物进化经历了从水生到陆地、从简单到复杂、从低级到高级的漫长的演变过程，这一过程是通过自然选择和遗传变异两个车轮的缓慢滚动逐渐实现的，中国的科学家通过古化石研究向这一权威理论提出了挑战。
在国际上被誉为“20世纪最惊人的发现之一”的“澄江动物群”化石，就为探索“寒武纪生命大爆发”的奥秘开启了一扇宝贵的科学之窗。1984年7月1日，“澄江动物群”在云南省澄江县首次被发现，这一多门类动物化石群动物类型众多，且十分珍稀地保存了动物软体构造，首次栩栩如生地再现了远古海洋生命的壮丽景观和现生动物的原始特征，以丰富的生物学信息为“寒武纪大爆发”研究提供了直接证据。
经过多年的努力，中国在有关“寒武纪大爆发”的古生物学研究方面已在国际上取得了领先地位。不久前，从事“澄江动物群”研究的中科院南京地质古生物所陈均远研究员、云南大学侯先光教授和西北大学舒德干教授共同领衔的“澄江动物群与寒武纪大爆发”项目因在早期生命演化研究中取得重大突破，荣获了国家自然科学奖一等奖。
远古的化石群奇迹般地完好保存了生物的矿化骨骼，还保存了大量软体组织印痕，如：表皮、感觉器、纤毛、眼睛、肠、胃、消化腺、口腔和神经等，甚至有的动物好像在临死前还饱餐一顿，消化道里充满着的食物仍可辨认。
中国的科学家们对“澄江动物群”的不断挖掘发现和深入系统研究，探索了脊椎动物、真节肢、螯肢和甲壳等动物的起源，证实了现生动物门和亚门以及复杂生态体系起源于寒武纪早期，挑战了自下而上倒锥形进化理论模型，为自上而下的爆发式理论模型提供了化石证据。现已描述的澄江动物群化石共120余种，分属海绵动物、腔肠动物、鳃曳动物、叶足动物、腕足动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物、脊索动物等十多个动物门以及一些分类位置不明的奇异类群，此外，还有多种共生的海藻。
通过研究丰富的化石信息，科学家们为揭示“寒武纪大爆发”的谜团提出了种种假说。陈均远研究员提出寒武纪生物突变具有极明显的自发性进化行为的设想；舒德干教授提出“寒武纪暖水与冷水两大古生物地理分区”的假说等。但目前还没有一个清晰、证据确凿、令人信服的解释，科学家们也在继续致力于实地考察和研究，以求早日完全解开“寒武纪大爆发”的谜底。
最初的地球生命诞生于38亿年前，可是在起初30多亿年的岁月里，生命却一直缓慢地进化。出乎意料的是，进入寒武纪后生命突然加快了进化速度，在不到1000万年的时间里，各种动物爆炸似地出现。这就是地球生命演化史上著名的“寒武纪大爆发”事件。
1859年英国生物学家查尔斯·达尔文在《物种起源》一书中提出“进化论”，并且假设“生物一点一点的多样化和进化”。但是他又这样说：“在我的理论中有若干重大的难点。其中一个是在寒武纪突然出现若干物种。对此，我不能作出让人信服的解释。”
所谓“寒武纪”，是指始于距今4.88亿年前延续到5.4亿年前大约5200万年的一个时期。进化论发表时，从寒武纪以前的地层中还完全没有发现化石。之后突然发现几种以三叶虫为代表的各种化石，这按达尔文所说的“生命以简单的物种一点一点地向复杂的物种进化”是无法解释的。即使现在，这个爆炸性进化的原因也没有完全被解释清楚。
寒武纪大爆发”时期，一个完整的地球生态系统已经形成。这个生态体系形成了一个食物链，与如今的已经非常类似。即在海底生长着与伯吉斯页岩生物群共生的海藻，以及由海藻类构成的生物礁，包括附着在海床上的海绵、出现坚硬外壳的古杯属和形似盘状和叶状的海茟石。在海底泥沙中还生活着各种的鳃曳虫类——穴居蠕虫和海底爬行的叶足类动物怪诞虫，它们大都以海底沉积的有机物为生。
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