寒武纪生物论文研究方向

传统的古生物学以显生宙寒武纪之后的化石为研究材料，而对前寒武纪的化石知之甚少。其主要原因是前寒武纪地层中寻找化石记录十分困难，这可能是由于该时期生物原本就很稀少，或者多为软体不具硬壳难以保存，再加上古老地层已遭受多次和不同程度的破坏。但是，早期生物恰恰是认识整个生命历史的关键。前寒武纪历史占据整个地球历史的7/8，因此，不清楚其生命开始阶段和绝大部分时期的情况就无法谈及生命的起源和进化。前寒武纪古生物一直是古生物学研究的薄弱环节，但在最近几十年来，在这一领域内取得了重大的发现和突破，如一些古老生物化石的发现，可视为当代古生物学上的重要进展。

目前，在最古老的太古宙岩石中找到的生命记录有：①有机质微结构（organicmic rostructure）；②具有机质壁的微生物化石（organic walled microfossil）；③叠层石（stromatolites）；④沉积碳和石墨（sedimentary carbon and graphites）。但是，关于这些物质是不是真正微生物遗体化石尚有争论，仍处于探索阶段。在元古宙已有可靠的原核生物和真核生物的出现。其早期、中期以菌藻类微体生物为主，多细胞后生植物一般认为出现在1300～1400Ma前后。最近在中国华北蓟县在约1700Ma前的地层中，发现了可信的宏观藻类。后生动物出现原认为在元古宙的晚期，即距今约600～700Ma前后，如最著名的澳大利亚的埃迪卡拉动物群，现除南极洲之外，世界其他各洲均已陆续发现。近年来，在中国和加拿大发现大量相当于埃迪卡拉动物群时代（600～700Ma前后）和早于埃迪卡拉动物群（700～900Ma前后）的后生动物实体化石。在中国徐淮地区称为淮南生物群；在辽东称为辽南生物群；在加拿大是小达尔群内的化石，这可能是目前所知早于埃迪卡拉动物群保存最古老的后生动物化石。值得一提的是，有报道称，在美国得克萨斯州中元古代阿拉莫尔组燧石层（年龄约为1200Ma）中获得有后生动物起源方面的新证据，这是充填有沉积物的管状体，猜测为后生动物的觅食痕迹。这是否为真正的后生动物，尚待进一步研究和证实。

探讨生命的起源和进化涉及的内容很广，它不仅仅局限于古生物学，而且还涉及到生物学、地质学、化学、天文学以及其他学科。只有多学科交汇和共同努力才能获得理想的成果。

发表科研论文30余篇。获部级科技进步一等奖1项，三等奖2项，陕西省科技进步三等奖2项。目前在研项目2项。主要研究成果集中在早期生命演化及晚前寒武纪至早寒武纪的地层古生物研究方向。自1982年以来，李 勇教授一直在原西安地质学院（后更名西安工程学院），现在的长安大学地球科学与国土资源学院从事教学、科研和管理工作。李勇教授主要从事古生物学和地层学研究，特别是在晚前寒武纪至寒武纪早期的地层古生物学研究方面成果显著。为探索地球早期生命的发展和演化提供了十分重要的实证资料。已在国内外学术期刊上发表相关学术论文40多篇，包括与导师舒德干教授合作在Nature、 Science杂志发表论文4篇；出版专著2部；先后获得教育部科技进步一等奖1项（2000年排名第7），陕西省科技进步二等奖1项（2003年排名第4），地矿部和陕西省科技进步三等奖3项（1987年，1997年和2001年，排名第3、第2）。

在地球生命演化的历史上，存在着一段匪夷所思的时期，在这段时间里，生命形式突然变的五花八门，而现在地球上绝大多数的物种门类，基本都是在那段时间出现的，这就是人们常说的，寒武纪生命大爆发

达尔文的进化论已经创立140余年了，在其诞生之初，是作为一种假说被提出来的。除达尔文本人从对一些植物，动物形态的观察得出的推论外，并没有什么化石证据。达尔文在《物种起源》书中论及化石时，标题为“不完美的地质记录”。他承认在当时的化石研究中并未有证据显示有物种间过渡类型的存在，并指出这可能是最易于检验而又具有杀伤力的反进化论的理由。他看到了进化论的先天缺陷，并希望后人能予以验证。但是时至今日，进化论已成为一个公理；一个信仰；甚至一个宗教。不能讨论，更不能批判，只能无条件接受，否则就将招致无情的围剿，甚至被贴上“伪科学”，“反科学”的标签而断送自己的研究前程。在当今任何一本生物学杂志上，已经找不到任何质疑进化论的论文了。SCOTT和COLE在八十年代初，检索了当时的4000多种学术刊物，未发现任何一篇反进化论的论文，在68种与生物起源有关的学术期刊中，也未发现任何一篇是质疑进化论的。GEORGE W. GILCHRIST在1997年调查了世界上最大的五种期刊数据索引，也未发现反进化论或非进化论的论文。进化论者自豪地宣称，进化论对神创论已取得了决定性的胜利。似乎进化论的合理性及不言自明性又得到了一次证明。 事实真的如此吗？进化论已是绝对的真理了吗？其实不然，SCOTT和COLE的工作还发现，在1985年提交的135000篇论文中，确有18篇论文是反进化论的和非进化论的。而这18篇论文无一例外地遭到拒绝发表。进化论并非无懈可击，而是它的维护者不允许任何针对它的挑战。这更加给人一种印象：进化论并非确立于自身学说的科学性和完美程度，而是确立于众多崇拜者的信仰。进化论并非KARL POPPER意义上的“经验科学”(EMPIRICAL SCIENCE)，而是一个假说，信仰和并不完美的证据的杂合体。 事实上，我们今天科学研究所发现的东西，已经足以让人们重新考虑进化论的正确性了。但这些事实要么被回避，要么被抹杀，人们在思维定式的驱使下，自觉或不自觉地成为盛行理论的卫道士，而丧失了独立思考的能力。这是不符合理性的科学精神的。一个真正的科学家，应正视旧理论的缺陷及其面临的挑战，并勇于摆脱束缚。只有这样，科学才能向前发展，人类才能向前推动。 一、达尔文主义自身的缺陷 (一)比较解剖进化论者通过动物的器官在形态和功能方面的类比，定了所谓的同源器官，并由此说明在进化树中某一谱系的动物该器官在进化中发生的形态与功能的变化是自然选择的结果。首先，同源器官的定义就非常牵强，你必须首先承认动物是进化的，才能找到同源器官。因此这绝不能算做进化论中的一个证据，而只能是一个推论。即我们只能说因为进化论正确，所以进化树中某一谱系中的动物存在同源器官，而不能说同源器官的存在证明进化的存在。现代基因学和遗传学诞生后，对生物体形态与功能的关系在更本质的层次－－基因及分子水平有了崭新的认识。形态和功能只是表相，它们是由基因决定的，相同的形态可能对映于完全不同的基因。如果认为从鸟类的翅到哺乳动物的前肢是进化的话，那么它们的基因也应表现为对映于形态相同程度的进化。但实际上并非如此，如果现在仍有人试图从表面现象说明问题，只能被认为是肤浅的。 (二)古生物学 1. 凌乱的化石证据 无论是进化论者还是反进化论者，都希望古生物化石能辅证自己的观点。如果说达尔文时代缺少化石记录的话，那么到今天为止，人类已收集了数以万吨记的化石，是否已证明进化论的正确了呢？事实上依然不能。CHICAGO的FIELD MUSEUM OF NATRURAL HISTORY的古生物学家RAUP本是进化论者，但后来不得不放弃自然选择学说，而支持幸运者生存说。他说该馆拥有现有已知化石物种的近五分之一，可是已经确证的中间过渡类型的化石比达尔文时代还少。现有化石记录混乱不堪，人为按进化论组成的谱系漏洞百出，根本不能说明问题。进化论者们所使用的分类方法及标准又不同，因此对某一化石的断代也经常争论不休，得不到一个统一的结论。 进化论者常用的一个较为完备的进化谱系证据是脊椎动物序(VERTEBRATE SEQUENCE)，包括从鱼类到两栖类，爬行类，鸟类，哺乳动物，直至人的进化。从鱼类到两栖类，曾发现一种叫RHIPIDISTIAN的鱼化石，其骨骼特徵类似于两栖类，因此被认为是鱼类到两栖类的过渡类型。但当另一种叫COELACANTH的活化石发现后，这种观点被立即推翻，因为这两种动物在进化谱系中的亲缘关系是极近的，但研究表明，COELACANTH并无任何上岸的可能性。曾经轰动一时的始祖鸟(ARCHAEOPTERYX)，曾被视为进化论的铁证，因为它即具有爬行动物的特徵，又具有鸟类的特徵而被视为一个著名的过渡类型。后来发现，始祖鸟所具有的爬行类特徵，如爪和牙齿，在现代鸟类中也存在，如南美洲OPISTHOCOMNSH-OATZIN 和非洲的TOURACOCORYTHAIX。也就是说这个证据并不能用于判定鸟类与爬行类的过渡类型。另外，JENSEN早在1977年《SCIENCE》上发表的论文指出，与始祖鸟同一地层出土的化石被怀疑为近似于现代鸟类动物的股骨，因此，始祖鸟即非“始祖”，也非种间类型。1991年在中国辽宁发现的年代与始祖鸟相同或更早的鸟类化石更加深了始祖鸟的地位危机。 在从猿到人的进化过程中，拉玛古猿(RAMAPITHECUS)具有重要意义。它的下颌骨兼具人类与猩猩的特徵，牙床结构类似于人，不具有猩猩的门齿与犬齿，但上下颌的距离与颌骨的长度又近似于猩猩，这被视为是进化论的一个铁证。然而后来在非洲发现的一种狒狒(THEROPITHECUSGLADE)与拉玛古猿具有相同的牙齿及面骨特徵，但却被视作一种狒狒。由此可见，这个判据也是模棱两可的。 2. 寒武纪生物大爆炸(CAMBRIAN EXPLOSION) 达尔文对自己理论的最终归宿评价道：“如果可以证明任何复杂的器官不能通过无数的，持续的，微小的改变形成的话，我的理论将绝对失败”。 寒武纪生物大爆炸恰恰提供了一个极好的例证。大约在五亿三千万年前，在短短的几万年内，几乎现在所有生物的门同时出现在地球上。从海洋里巨大的管状蠕虫，甲壳类到较为高级的脊索动物并存。如果进化确如达尔文所言由点滴的，渐进的方式进行，那么数百万年的时间无论如何也不足以完成这一历程。虽然寒武纪之前的多细胞生物化石也有发现，但按进化论的观点，它们与寒武纪生物并无承传关系。现代达尔文主义者STEPHEN J GOULD亦无法解释，称之为“迷中之迷”(ENIGMA OF ENIGMAS)，事实上寒武纪生物大爆炸是进化论不可逾越的障碍。 3. 人类的起源 在《物种起源》发表之际，达尔文曾说：“只有人类的进化，怎么都不可能用我的进化论来说明”。 的确，从进化论的观点来看，人类的进化太快了。以人为例，进化论者认为，人类诞生的历程为：南方古猿(AUSTRALOPITHECUS 200万年前) ----原人(代表为BETICONTUROPS 50万年前) ---- 旧人(代表为NEANDERTHALIAN 10万年前)----新人(5万年前) ---- 现代人类(5千年前).在这一过程中，人脑容量以爆炸般的速度增大。而现代人类产生后，进化又仿佛突然消失了，五千年来人的脑容量基本未变。再看脑细胞数量，现代类人猿为10亿个，而现代人类约为140亿个。单从数字上看是增大了14倍，但智力水平却发生着跳跃性的变化，这些证据强烈地暗示：这个进化树是不正确的。这些物种也许根本没有任何亲缘关系，而进化论者只是按时间顺序把它们拼凑在一起而已。 另外，六十年代以来，肯尼亚OLDUVAI峡谷和RUDOCF湖附近地区的考古发现，也给进化论提出了许多反例。1972年出土了一具类人动物的头骨化石，编号为KNM-ER-1470，简称1470号人。按其分类特徵，它类似于现代人，属于人属(HOMO GENUS)，比南方古猿和直立猿人(HOMO ERECTUS)要进步得多，但它却处于290万年前。1470号人比进化论者所公认的人类始祖南方古猿早九十万年，比直立猿人早二百万年。这从根本上动摇了进化论的证据，成为古人类学中的一件悬案，至今没有一个进化论者能够归属1470号人在进化树中的位置。 (三)胚胎学 与比较解剖学类似，胚胎学从生物发育过程中形态的变化，推论出高等动物的胚胎在发育中重现其进化历程。如人类胎儿在发育之初与猪和鼠的胎儿都具有鳃裂和尾，形态也很相似，其实，这只是表面现象。首先，人类胎儿的“鳃裂”事实上不是鳃裂，而是快速发育的皮肤的褶皱；其次，人类胎儿的尾状结构也绝不是尾，而是神经管。在蛙胎发育过程中的尾状结构亦是神经管。再次，形态这一表象是由基因决定的。较为普遍接受的HOX基因调控理论认为，动物形态虽然丰富多彩，但在分子水平上的调控都是一致的，因此，动物胚胎发育之初形态相似，是由于HOX基因调控水平相同而已。这是近年来发育生物学最为重大的发现之一。也就是说，从形态相似仍不能得出本质亦相似的结论。 二、 不可回避的化学进化 生命产生前在分子水平上的进化(PREBIOLOGICAL EVOLUTION)被称为化学进化。完整意义上的进化论，不仅要回答生命产生后的生物进化过程，而且还要解决生命物质是如何产生的问题。即怎样由简单，无机的小分子进化到复杂，有机的大分子，进而产生生命体。但这个问题被进化论者们故意地回避了。 《DARWIN'S BLACK BOX》一书的作者BEHE教授，对数种有关进化分子生物学的学术期刊(包括JOURNAL OF MOLECULAR EVOLUTION，PROCEEDINGS OF NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES等权威杂志)，近十年来所发表的上千篇文章的研究表明，在这方面的进行的工作是零。化学进化被回避的原因很简单，是因为进化论者根本无法回答。流行的观点认为，原始地球拥有还原性大气，含有氮，氢，硫化氢等成份，不含或含少量的氧。大气放电经常发生，原始海洋中水温较高，并有频繁的地质活动，如地震，火山喷发等。基于这种观点，1951年STANLEY MILLER进行了著名的“原始汤”(PREBIOTIC SOUP)实验，他在一个烧瓶中模仿原始地球的环境，用气体放电模拟雷电。实验结束后，在产物中分离到了氨基酸，这个结果轰动了科学界。但更多的问题暴露后，乐观主义渐渐消失了。我们仅举两例，说明他们的困境。 (一)化学选择所有生物大分子结构均表现为空间上的有序，蛋白质分子除了特定氨基酸的连接外，还能形成Alpha-螺旋(HELIX)；Beta-折叠(SHEET)等二级结构；结构域(STRUCTURAL DOMAIN)等三级结构；直至形成四级结构---亚基(SUBUNIT)。双链DNA分子由两条单链组成，除单个核甘酸的连接与氢键作用外，还能形成双螺旋和超螺旋(A-DNA；B-DNA；Z-DNA等)，所有这些结构都与该大分子的功能紧密相联。一旦这些结构遭到破坏，该大分子就会失活，所以生物体在合成生物大分子时表现出极高的精确性。 假设第一条具有生命功能的多(月太)链出现在原始海洋中，其序列为A，B，C...(A，B，C...代表天然的人体所需的二十种氨基酸)。其形成的必然条件是： (1)A，B，C...等具有足够的浓度，这样A，B，C分子才有可能相遇而发生反应。 (2)从氨基酸形成多(月太)的反应是缩聚反应，每步反应会生成一分子水，从化学平衡的原理看，反应需要脱水剂，否则水将抑制该反应。 (3)假设A与B的结合是随机的，而结合C时是选择性的，按热力学原理，这是一个(火商)减的反应，必须得有外界能量的输入。如果以上三个条件全部成立，那么C到底是由什么因素决定而被选择的呢？进化论者只能回答：绝对的随机。但在自然环境中，上述三个条件决不可能同时满足，这个随机过程缺乏先决条件。另外，从科学哲学的角度来看，进化论者的答案是不可能被证伪的(FALSIFIABLE)，而且在经验世界中是不可检验的。 BEHE教授在谈到这个问题时举了一个形象的例子，他认为，蛋白质绝对随机，自然地产生，就如同一个人指望把热水，鸡蛋，面粉，糖和可可粉随机放在一起就能产生一个巧克力蛋糕一样荒唐。 (二)光学选择性 生物世界是一个不对称的世界，如果你注意观察过你的手，你会发现左右手在空间上无法完全重合，但左手和右手的镜像却能重合。在化学中这种现象被称之为“手性”(CHIRALITY)，几乎所有的生物大分子都是手性的。比如，组成人体的糖类一般是右旋的，而构成蛋白质的氨基酸都是左旋的。而左旋的糖和右旋的氨基酸，几乎不能被人体利用。一般认为，在非手性的环境中不能产生手性化合物，而只能产生外消旋体，即等量的右旋和左旋体构成的混合物。现代不对称合成化学通常采用昂贵的手性催化剂，才能使反应按照人所期望的方向进行，得到单一的手性化合物。在MILLER的实验里，所有得到的氨基酸都是外消旋体。假如还用前文所举的例子A-B-C...序列，又是谁选择了左旋的氨基酸呢？众所周知，最简单的蛋白质是胰岛素--51(月太)，那么由自然界随机地从二十种天然外消旋体中选择合成一个51(月太)，得到全部由左旋氨基酸构成，具有生物活性的胰岛素分子的几率有多大呢？简单的数学计算可以证明是(1/40)的51次方。而在实践中，其几率是零，根本就不可能发生。MILLER的实验带给进化论者的并不是福音，而是更加剧了其深刻的危机。 进化论发展至今，已经走入了死胡同。它认为人类由偶然中产生，进化即无目的又无方向。进化论者已变成狭隘，自负的信仰者，丧失了科学的探索精神，甚至拒绝对任何进化论体系外的现象进行观察和研究。他们认为科学是研究存在和获取知识的唯一途径，凡是现代科学无法证实的，无法研究的，都是不真实的，进化论就是绝对的真理，他们把自己封闭在一个小圈子里，不愿向外迈出一步。CORNELL大学的WILLIAM PROVINE就断言，根据进化论的结论，人只是复杂的生物机器，没有任何特殊的意义。道德，信仰都不存在，也没有任何自由意志，这完全回到了十九世纪的机械唯物主义，是人类思想的重大倒退。可悲的是，这是信奉进化论的必然结果。 从科学史上看，固步自封只能加速旧体系的崩溃。如今，人类已经步入一个新的世纪，只要人们勇于打破固有的观念与框框，新科学的曙光一定会升起在地平线上。这个比较详细了。