最早的生物是在什么时候出现的？

Question

如题所述

Answer 1

地球上动物最早出现的时间不早于5.8亿年

附: 《科学》发表南古所专家的合作论文

美国《科学》杂志的网络版“科学快讯”于2月24日发表了由一个中美联合研究小组根据宜昌三峡地区的岩石样品测得的一组同位素年龄和系统的碳同位素数据，对寒武纪大爆发之前的全球性冰期、海水化学成份异常变化、多细胞动物起源与演化过程等科学问题提出了新的解释。 这些科学家们认为，地球历史上规模最大的一次冰期以非常快的速度在各个大陆几乎同时于6亿3千5百万年前结束，在5亿8千万年前又发生一次小冰期，而后地球上才出现原始的动物。多细胞生物，特别是动物的出现和繁盛是5亿5千万年之前全球一次规模巨大的海水成份异常事件的直接原因，生物加速繁盛致使大气层氧含量的急剧增加为随后的寒武纪生命大爆发奠定了基础。

据悉，这个研究研究小组由中国科学院南京地质古生物研究所与美国麻省理工学院的专家组成。论文的第二作者朱茂炎博士指出，探索生命与环境演变的相互关系是人类求知和生存所面临的最基本科学问题之一。发生在距今7. 5亿到5.3亿年这一段地质时期的环境和生命演化是倍受地球和生命科学家关注的热门科学话题。因为这一时期是地球历史上一段非常关键的转折发展时期，科学界称之为隐生宙和显生宙的转换时期，也就是说地球从没有可见生命的荒芜状态向环境适宜、生物繁茂的现代蓝色星球状态转变的关键阶段。在此期间萌发了复杂的多细胞生物以及动物，随后又发生了动物多样性的快速增加，即常说的“寒武纪大爆发”。在动物出现之前，地球环境极端寒冷，至少发生了3次大的冰期。其中规模最大的一次冰川居然延伸到了赤道地区，这是地球上空前绝后的极端气候异常。同时，地质记录表明这一时期内全球海水化学成份发生异常变化的频率高、规模大。阶段性规模巨大的冰期与多细胞生物的出现和异常的海水化学条件变化等环境地质事件之间可能存在着必然的内在联系，这也就是近些年来科学界广泛关注的“雪球假说”。然而，科学界关于这段时间内冰期的次数和持续时间、动物起源模式和精确年代、海水成份和大气氧的变化等环境地质事件的发生过程存在着很大争议。原因在于目前科学界的研究结果来自世界各地不同岩石地层，已经发现的各种事件在地质时间坐标上的先后关系一直不清楚。因此，可靠且精确的同位素年龄测定是寻找地球上发生在距今7. 5亿到5.3亿年这一段地质时期的环境和生命演化相互关系正确答案的最基本科学依据。

地质年龄可以通过测定放射性同位素的母元素和子元素在矿物中的含量计算出来，这是由于放射性同位素的衰变半周期是固定不变的。目前，科学界根据研究目的和研究对象的不同，可以采用不同的同位素定年方法。地质时期火山喷发产生的火山灰中含有一种非常稳定的矿物“锆石”(ZrSiO4)是精确测定地质年龄最好的材料。研究人员可以通过测定其中铀同位素238U和铅同位素206Pb 的含量来计算锆石形成的年龄，也就是火山灰的年龄(* 238U衰变到206Pb的半周期为45亿年)。美国麻省理工学院的热离子质谱实验室一直以来是国际上公认开展这一测年研究的实验室。

碳在自然界物质循环过程中的变化影响着地球环境的变化，因为碳是温室气体二氧化碳的两种组成元素之一，而二氧化碳在大气中含量的变化是地球气候发生改变的关键。研究自然界中碳的循环规律是揭示地球环境因子变化的重要方法。大家知道，碳是生命物质最基本元素之一，生命活动是碳元素在自然界进行循环最重要的影响因素。由于生命有机物质中碳元素中“轻碳”(12C同位素)比“重碳”(13C同位素)含量高，因此科学家们可以通过研究岩石中碳的同位素组成比例的变化来了解地质时期生命活动与碳循环的关系，从而揭示大气和海洋环境因子的变化过程。

那么，为什么选择华南作为研究地区呢？因为华南具备这一地质时期完整的地质记录，拥有典型的冰期地层，地质学家称之为南沱冰碛杂砾岩，也具有生物化石丰富的各种地层。目前已发现了含有最早动物化石的“瓮安生物群”，代表寒武纪大爆发的 “澄江动物群”，以及富含大型多细胞藻类的“庙河生物群”、具有大型动物遗迹和弱骨骼化动物化石的“高家山生物群”和“小壳动物群”等等国际著名的化石产地。因而华南地区是全球开展这一时期生命演化和环境变化的关键地区之一。然而，无论是华南地区冰期地层，还是这些化石群包括最早的动物化石的年龄都缺乏依据，同时环境变化事件(包括碳同位素变化)与冰期和生物群之间的时间先后顺序也不确定。以致确定其地质年龄成为分清冰期的期次、生物和环境演化过程的关键。

据朱博士说，并非所有火山灰样品中的锆石都可以用来测定年龄，有的锆石是来自更老的地层，其年龄不能代表火山喷发的时间。幸运的是研究小组终于在宜昌三峡地区的2个地质剖面上，在3个层位的火山灰中发现大量同生的锆石，用于测定年龄的锆石晶体长度一般只有80～150微米左右。热离子质谱分析的结果获得高精度的年龄。首先，覆盖在南沱冰碛杂砾岩之上的碳酸盐岩石中部的火山灰年龄值为6.352亿年。这一年龄与发现于南非纳米比亚北部同期冰碛杂砾岩顶部的年龄非常接近(6.355亿年)。由于当时华南地区处于低纬度，与纳米比亚分别处于南北半球，两者相隔甚远，但是两个年龄的比较表明：华南地区的南沱冰期在全球各大陆上是同时的，证明了南沱冰期是地球历史上最大的一次冰期；这一规模巨大的冰期是在6.35亿年前在全球各地同时快速结束的；覆盖在世界各地南沱冰期杂砾岩之上的碳酸盐岩(常称之为“帽碳酸岩”)是由大气中CO2浓度急剧增加而引起温室效应的环境下海洋中快速的碳酸盐岩沉积物，这种温室效应正是快速结束冰期的直接原因。

第二，新的岩石同位素研究揭示了“庙河生物群” 之下发生了一次规模巨大的碳同位素负异常事件，而“庙河生物群”之上的一层火山灰5.51亿年的年龄值彻底改变了人们以往对这一阶段生物和环境变化过程的认识。过去认为“庙河生物群” 之下碳同位素负异常事件与南沱冰期之后的发生于5.8亿年前又一次冰期相关。新的年龄表明：这次碳同位素巨大负异常事件是全球性事件，与其它大陆(北美、澳大利亚和非洲等地)类似的碳同位素负异常事件是同时的，与全球冰期无关，而是5.51亿年之前多细胞生物，特别是动物的出现和繁盛所引起的。多细胞生物的兴起与繁盛使大量的有机碳得以库存，生物的加速繁盛致使大气层氧含量的急剧增加，又使库存的大量有机碳得以氧化进入大气和海水参与新的碳循环，轻碳(12C同位素)在海水中急剧增加，以致在5.55亿年左右全球海水中发生了一次规模巨大的碳同位素负异常事件，同时生物繁盛带来充裕的大气氧为随后的寒武纪生命大爆发奠定了基础。

令人惊讶的是，研究结果得出一个非常重要的科学结论：地球上动物最早出现的时间不早于5.8亿年。因为发现含有动物最早化石的“瓮安生物群”介于6.35亿年到5.51亿年之间的岩石地层中，“瓮安生物群”之下的地层具有一个明显的“岩溶喀斯特”面，它代表了一次大的海平面下降事件，推测是由南沱冰期之后又一次冰期所引起的。这个冰期就是5.8亿年前在加拿大纽芬兰和欧洲等地区的有典型地质记录的一次冰期。这一结论不仅得到了用其它方法做出的综合地层时代对比结果想吻合。如果这一结论可靠，那么地球上动物最早出现于南沱大冰期之后的一次冰期结束之后，表明华南代表最早动物化石记录的“瓮安生物群”与当时地球其它地区大量繁盛的“埃迪卡拉生物群”差不多是同时的，改变了“瓮安生物群”早于“埃迪卡拉生物群”认识。这样一来，动物起源和早期演化的模式和过程将需要在新的时间坐标上重新认识。

朱博士表示，地质年代测定的精度和密度愈高，对不同地质环境和生物演化事件之间关系的认识就愈高。这次他们发表的年龄才仅仅确认了发生于距今7. 5亿到5.3亿年这一关键地质时期一系列重要环境和生物演变事件其中的几个年龄，这一时期还有许多重要事件需要用不同的研究方法去揭示，事件的年龄和时间先后需要等待确定，例如：这一阶段3次冰期每次冰期持续时间和它们之间的间隔时间还未确定，动物首次出现时间的确定还是通过与其它地区的年龄对比所获得的等等问题。同时新的年龄将促使地质家家对地球历史上这一关键转折阶段内的时间划分重新提出方案，因此相关的研究还将继续。
中国科学院 　

Answer 2

50多亿年前

Answer 3

古生物学家告诉我们，大约在 36 亿年前，第一个有生命的细胞产生。
生命的起源和细胞的起源的研究不仅有生物学的意义，而且有科学的宇宙观的意义。细胞的起源包含三个方面；①构成所有真核生物的真核细胞的起源；②与生命的起源相伴随的原核细胞的起源；③最新发展的三界学说，即古核细胞的起源。
生命的起源应当追溯到与生命有关的元素及化学分子的起源.因而，生命的起源过程应当从宇宙形成之初、通过所谓的“大爆炸”产生了碳、氢、氧、氮、磷、硫等构成生命的主要元素谈起。
大约在66亿年前，银河系内发生过一次大爆炸，其碎片和散漫物质经过长时间的凝集，大约在46亿年前形成了太阳系。作为太阳系一员的地球也在46 亿年前形成了。接着，冰冷的星云物质释放出大量的引力势能，再转化为动能、热能，致使温度升高，加上地球内部元素的放射性热能也发生增温作用，故初期的地球呈熔融状态。高温的地球在旋转过程中其中的物质发生分异，重的元素下沉到中心凝聚为地核，较轻的物质构成地幔和地壳，逐渐出现了圈层结构。这个过程经过了漫长的时间，大约在38亿年前出现原始地壳，这个时间与多数月球表面的岩石年龄一致。
生命的起源与演化是和宇宙的起源与演化密切相关的。生命的构成元素如碳、氢、氧、氮、磷、硫等是来自“大爆炸”后元素的演化。资料表明前生物阶段的化学演化并不局限于地球，在宇宙空间中广泛地存在着化学演化的产物。在星际演化中，某些生物单分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星际尘埃或凝聚的星云中，接着在行星表面的一定条件下产生了象多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通过若干前生物演化的过渡形式最终在地球上形成了最原始的生物系统，即具有原始细胞结构的生命。至此，生物学的演化开始，直到今天地球上产生了无数复杂的生命形式。
38亿年前，地球上形成了稳定的陆块，各种证据表明液态的水圈是热的，甚至是沸腾的。现生的一些极端嗜热的古细菌和甲烷菌可能最接近于地球上最古老的生命形式，其代谢方式可能是化学无机自养。澳大利亚西部瓦拉伍那群中35亿年前的微生物可能是地球上最早的生命证据。
原始地壳的出现，标志着地球由天文行星时代进入地质发展时代，具有原始细胞结构的生命也开始逐渐形成。但是在很长的时间内尚无较多的生物出现，一直到距今5.4亿年前的寒武纪，带壳的后生动物才大量出现，故把寒武纪以后的地质时代称为显生宙
太古宙（Archean）是最古老的地史时期。从生物界看，这是原始生命出现及生物演化的初级阶段，当时只有数量不多的原核生物，他们只留下了极少的化石记录。从非生物界看，太古宙是一个地壳薄、地热梯度陡、火山—岩浆活动强烈而频繁、岩层普遍遭受变形与变质、大气圈与水圈都缺少自由氧、形成一系列特殊沉积物的时期；也是一个硅铝质地壳形成并不断增长的时期，又是一个重要的成矿时期。
元古宙（Proterozoic）初期地表已出现了一些范围较广、厚度较大、相对稳定的大陆板块。因此，在岩石圈构造方面元古代比太古代显示了较为稳定的特点。早元古代晚期的大气圈已含有自由氧，而且随着植物的日益繁盛与光合作用的不断加强，大气圈的含氧量继续增加。元古代的中晚期藻类植物已十分繁盛，明显区别于太古代。
震旦纪（Sinian period）是元古代最后期一个独特的地史阶段。从生物的进化看，震旦系因含有无硬壳的后生动物化石，而与不含可靠动物化石的元古界有了重要的区别；但与富含具有壳体的动物化石的寒武纪相比，震旦系所含的化石不仅种类单调、数量很少而且分布十分有限。因此，还不能利用其中的动物化石进行有效的生物地层工作。震旦纪生物界最突出的特征是后期出现了种类较多的无硬壳后生动物，末期又出现少量小型具有壳体的动物。高级藻类进一步繁盛，微体古植物出现了一些新类型，叠层石在震旦纪早期趋于繁盛，后期数量和种类都突然下降。再从岩石圈的构造状况来看，震旦纪时地表上已经出现几个大型的、相对稳定的大陆板块，之上已经是典型的盖层沉积，与古生界相似。因此，震旦纪可以被认为是元古代与古生代之间的一个过渡阶段。
1977年10月，科学家再南非34亿年前的斯威士兰系的古老沉积里发现了200多个古细胞化石，便将生命起源的时间定在34亿年前。不久，科学家又在35亿年的岩石层中惊诧地找到最原始的生物蓝藻，绿藻化石，不得不将生命源头继续上溯。
因为8亿年前地球上就出现了真核生物，那时候是震旦纪。而只有地球上有了充足的氧气之后，真核细胞才可能出现.
而在此之前都是厌氧的原核生物 :)