動物界進化史導論
討論動物界的進化史
圖1.藝術家的演繹描繪了寒武紀時期的一些生物。
隨著新的化石和分子證據改變流行的理論，有關動物界起源和進化史的許多問題仍在研究和辯論中。其中一些問題如下：動物在地球上生存了多長時間？動物界的最早成員是什麼，它們的共同祖先是什么生物？在5.3億年前的古生代寒武紀期間，動物的多樣性有所增加，但現代化石證據表明原始動物物種的存在時間更早。
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後寒武紀演化
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自檢：動物王國的進化史
寒武紀前的動物生活
寒武紀之前的時期被稱為埃迪卡拉期（從大約6.35億年前到5.43億年前），這是元古代晚期新元古代的最後時期（圖1）。據信，動物的早期生命被稱為Ediacaran生物群，是從此時的原生生物進化而來的。一些原生動物物種稱為鞭毛鞭毛，與最簡單的動物海綿中的軟骨細胞非常相似。除了它們的形態相似性，分子分析還揭示了其DNA中相似的序列同源性。
圖1.（a）地球的歷史分為時代，時代和時期。注意，Ediacaran時期始於元古生代，結束於寒武紀的寒武紀。（b）地質時間尺度上的階段表示為螺旋形。（信用：USGS對工作的修改）
人們長期以來認為，包括埃迪卡拉動物群在內的最早生命僅包括微小的，無柄的，柔軟的海洋生物。但是，近來越來越多的科學證據表明，在此期間甚至可能在Ediacaran時期之前，存在著更多種多樣且複雜的動物物種。
最近在南澳大利亞發現了化石，據信它們代表著最古老的具有堅硬身體部位的動物。這些海綿狀化石被命名為“ Coronacollina acula”，距今已有5.6億年之久，據信顯示它們存在著硬的身體部位和針刺，這些硬刺和針刺距離主體20-40厘米（估計長約5厘米）。Ediacaran時期的其他化石如圖2所示。
圖2.（a）Cyclomedusa和（b）Dickinsonia的化石可追溯到6.5億年前的Ediacaran時期。（信用：“ Smith609” / Wikimedia Commons對作品的修改）
最近的另一次化石發現可能代表有史以來最早的動物物種。儘管此主張的有效性仍在調查中，但這些原始化石似乎是小的，一厘米長的海綿狀生物。這些來自南澳大利亞的化石可追溯到6.5億年，實際上將假定的動物置於冰河大滅絕事件之前，該事件標誌著低溫時代和Ediacaran期之間的過渡。在此發現之前，大多數科學家認為在Ediacaran時期之前沒有動物的生命。現在，許多科學家認為，動物實際上可能是在低溫時期進化的。
寒武紀爆炸
寒武紀發生在大約542-488百萬年前，標誌著地球歷史上新動物門和動物多樣性發展最快。據認為，當今存在的大多數動物門系均在此期間起源，通常被稱為寒武紀爆發。在此期間，棘皮動物，軟體動物，蠕蟲，節肢動物和脊索動物出現了。寒武紀期間最主要的物種之一是三葉蟲，它是一種節肢動物，是最早具有視覺感的動物之一（圖1）。
圖1.這些化石（a-d）屬於三葉蟲，是在5.25億年前的寒武紀早期出現的滅絕節肢動物，在二疊紀末期的大規模滅絕過程中（約2.5億）從化石記錄中消失了幾年前。
寒武紀爆炸的原因還在爭論中。有許多理論試圖回答這個問題。環境變化可能為動物生活創造了更合適的環境。這些變化的例子包括大氣氧含量上升和寒武紀之前海洋鈣濃度的大幅增加（圖2）。
圖2.大約3億年前，地球大氣中的氧氣濃度急劇上升。
一些科學家認為，一個廣闊的大陸架上有許多淺潟湖或水池，為大量不同類型的動物共存提供了必要的生存空間。也有人支持說這樣的理論，即物種之間的生態關係，例如食物網的變化，食物和空間的競爭以及掠食者與獵物的關係，被預備來促進物種的突然大規模進化。還有其他理論認為寒武紀爆炸的遺傳和發育原因。Hox控制基因的進化所提供的動物發展的形態靈活性和復雜性可能為寒武紀時期可能的動物形態增加提供了必要的機會。試圖解釋為什麼發生寒武紀爆炸的理論必須能夠為大規模動物多樣化提供正當的理由，並解釋為什麼它發生時才發生。有證據表明，上述兩種理論都支持和駁斥，答案很可能是這些理論和其他理論的結合。
但是，關於寒武紀時期動物多樣化的問題尚未解決。例如，我們不了解這麼短時間內這麼多物種的進化是如何發生的。在這個特定時間，生活真的有爆炸嗎？一些科學家質疑這種想法的正確性，因為越來越多的證據表明，寒武紀之前存在著更多的動物生命，而其他類似物種的所謂爆炸（或輻射）也發生在歷史的後期。此外，似乎在寒武紀時期就已經開始的廣泛的動物物種多樣化一直持續到下一個奧陶紀時期。儘管有一些爭論，
後寒武紀演化
古生代後寒武紀時期的特徵是動物的進一步進化以及許多新的階，科和種的出現。隨著動物門類的繼續多樣化，新物種適應了新的生態位。在寒武紀之後的奧陶紀時期，植物的生命首次出現在陸地上。這種變化使原先的水生動物物種入侵土地，直接以植物為食或腐爛的植被為食。由於大陸板塊運動，在整個古生代的剩餘時間裡溫度和濕度的持續變化，促使動物適應陸生的新發展，例如兩棲動物的肢體附件和爬行動物的表皮鱗片。
環境的變化通常會創造新的壁ni（生活空間），從而促進物種的迅速形成和多樣性的增加。另一方面，破壞火山活動的火山爆發和流星撞擊等災難性事件可能導致毀滅性的破壞性破壞。這種大規模滅絕的時期（圖1）在生命的進化記錄中屢屢發生，擦除了一些遺傳系，同時為其他進化為留下的空位創造了空間。二疊紀時代（和古生代）的結束標誌著地球歷史上最大的大規模滅絕事件，當時大約消滅了現存物種的95％。世界海洋中的一些主要門（例如三葉蟲）完全消失了。在陸地上，二疊紀爬行動物的一些主要物種的消失使得出現了一系列新的爬行動物，即恐龍。隨後的中生代時代的溫暖和穩定的氣候條件促進了恐龍的爆炸性多樣化，使其進入陸地，空氣和水中的每個可能的生態位。植物也輻射到新的景觀和空虛的壁ni中，
圖1.滅絕現像在地質時期反復發生。
在白堊紀末期發生了另一場大規模的滅絕事件，使中生代時代結束了。由於大的流星撞擊和大量的火山灰阻擋了入射的陽光，天空變黑並且溫度下降。植物死了，食草動物和食肉動物餓了，而且大多數是冷血的恐龍將其對景觀的控制權移交給了更多溫血的哺乳動物。在隨後的新生代時代，哺乳動物輻射到曾經被恐龍佔領的陸地和水生生態位中，而鳥類（其中一隻統治爬行動物的溫血分支）則成為空中專家。在新生代，開花植物的出現和優勢為昆蟲，鳥類和哺乳動物創造了新的壁ni。白堊紀晚期和新生代早期動物物種多樣性的變化也由於地球地理的劇烈變化而被促進，因為大陸板塊在地殼上滑動到其當前位置，使一些動物群孤立在島嶼和大陸上，或被山脈隔開或其他競爭對手的內海。在新生代早期，隨著草和珊瑚礁的進化，出現了新的生態系統。在新生代晚期，在冰期覆蓋高緯度的冰河時代，物種進一步滅絕，隨後形成物種，然後退縮，留下了新的開放空間供定殖。在新生代早期，隨著草和珊瑚礁的進化，出現了新的生態系統。在新生代晚期，在冰期覆蓋高緯度的冰河時代，物種進一步滅絕，隨後形成物種，然後退縮，留下了新的開放空間供定殖。在新生代早期，隨著草和珊瑚礁的進化，出現了新的生態系統。在新生代晚期，在冰期覆蓋高緯度的冰河時代，物種進一步滅絕，隨後形成物種，然後退縮，留下了新的開放空間供定殖。
古生物學家
自然歷史博物館包含滅絕動物的化石鑄件，以及有關這些動物如何進化，生活和死亡的信息。古生物學家是研究史前生活的科學家。他們使用化石來觀察和解釋生命如何在地球上進化，以及物種之間以及與環境的相互作用。古生物學者需要在生物學，生態學，化學，地質學和許多其他科學學科方面知識淵博。古生物學家的工作可能涉及野外研究：尋找和研究化石。除了挖掘和尋找化石外，古生物學家還準備化石以供進一步研究和分析。儘管恐龍可能是最早想到古生物學的動物，但古生物學家研究的內容從植物生命，真菌和魚類到海洋動物和鳥類。
地球科學或生物學的本科學位是邁向成為古生物學家的職業道路的好地方。大多數情況下，研究生學位是必要的。此外，在博物館或古生物學實驗室的工作經驗也很有用。