要点：寒武纪大爆发是千古之谜，泄露了生命内在的核心秘密。我们正面临着“生命境大爆发”其意义非凡，对人类生存具有生死悠关的重要性。血！鲜红的血！血中为什么要有钙离子？骨骼是生物进化的一条主线，是人体生理的一条主线，是人体疾病与健康的一条主线。指出寒武纪大爆发的八大意义！
我们对感兴趣的事请都想知道，解释不清楚就算秘密。地球上整个生物现象对我们来说是最大的秘密，而古生物学中一个冲击我们眼球的奇怪现象是最大秘密中的大秘密，世界很多科学家都想搞清楚以求揭开这个谜团，这就是“寒武纪生物大爆发”。这次爆发把生命世界内在秘密宝库打开了一扇窗口，通过这小小的窗口我们窥探到生命的核心机密，掌握这一机密是地球人类发展史上划时代的重大事件，不仅为战胜各种疑难病症开出绝佳“药方”，而且为拨正生命科学及发展人类社会开辟出无限光明的前景。生命是由体和境两部分组成的，寒武纪是生命体的一次“大爆发”，当今人类社会正面临着生命境的再一次“大爆发”，因此，应当引起我们的高度关注并进行深入研究。
“寒武”是英国威尔士的一个古代地名，这里的地层最早被研究。地球上的生命大约有40多亿年的演化历史，我们在地层中特别标出5.45亿年至4.95亿年这段5000万年的时间段，叫它寒武纪（系）。寒武纪时期地层地质年代是古生代的第一纪。从这一地层的大量发现，冲击着人们的传统生物学思维，好像是些“天外生物”的遗迹摆放到我们面前，这种突然爆发出来的神秘动物群事件，现代科学称之为“寒武纪大爆发”。大致情况是这样的：
根据达尔文的进化论，今天的生物都是从最早的共同祖先那里进化来的，说生物变异，自然选择，才渐渐有了现在的生物。科学研究证实38.7亿年前开始出现生命，在33.3亿年很长时间段里生命都是静悄悄的，很少发现他们的踪迹……
1909年，美国研究三叶虫的权威查尔斯·瓦尔考特（1850～1927）在加拿大西部的落基山脉发现了中寒武纪（距今5.15亿年）的化石。他一生中从那里布尔吉斯页岩层中采集到近7万块化石，都是些希奇古怪的生物，称为“布尔吉斯动物群”，研究后发现可以分为125种类型。
1984年7月1日是个星期日，天空有零星小雨，中国科学院南京地质古生物研究所研究生，当年仅34岁的侯先光先生（现是云南大学教授），在云南澄江帽天山工作剖面中发现了“纳罗虫”化石，也是属于上述一类古怪的生物。随后有组织从那里采集到1万多块化石，命名为“澄江动物群”，研究后发现可以大约分为100余种动物。
目前在世界上有20多个地点发掘到了这类古怪生物化石，说明分布是全球性的。布尔吉斯动物群是些紧贴岩石被压扁压碎了的平面状化石。澄江动物群是些保存较完好的立体化石，而且在时间上比上述动物群早了1500万年。因此，澄江动物群的发现尤如揭开了寒武纪“生物天书”中最精彩的篇章。世界新闻媒体把这一重大发现誉为是“最动人心弦的发现”，是“21世纪最惊人的发现之一”，像是“来自天外的信息让人震惊”……
我们现在的生物学采用“五界”生物分类系统，动物界下面再分：门、纲、目、科、属、种。对上述古怪生物化石研究发现，大约有40多门动物，包括几乎所有现在动物的祖先。这样就产生了一个问题，生命静悄悄地在海水中躲猫猫约33亿年，没留下多少踪迹，为什么现代动物的老祖宗们一下子在那个时候都蹦了出来，突然集体登台亮相。当时究竟发生了什么事情？他们早先都静悄悄藏着为哪般？这些原始物种突然争先恐后“同台献艺”又为哪般？这种奇观吸引了科学家们的眼球，成了古生物学中最大的千古之谜。对这一爆发现象，多数人认为是进化中的“突变”。达尔文是个唯物的人，坚信进化是一种“渐变”，他曾在信中表示，如果他的进化论必须借助于突变，“那么我将弃之为粪土”。思维的不同，着眼点不同，说法也就不同，人们众说纷纭。有的科学家预言，“这是一个需要在未来1000年探求的课题”。
那，好吧！让我们超近路，提前一千年揭开这个秘密吧！
寒武纪大爆发只是一种现象。引起这种现象的变化原因就是环境。第一生命守型法则的实质是说，环境变，生物变；环境不变，生物不变；环境变的快，生物变得快；环境变得慢，生物变得慢。生命的一切变化现象归根结底是千变万化的环境主导的。“生命谁做主”？生命境！这难道不是生命世界的客观事实吗！只不过生命体系有一定抗拒环境变化的内在系统稳定性，世代保持这种稳定性我们叫遗传，个体阶段保持这种稳定性叫发育，环境改动了内在稳定性的变化叫演化，环境变化超出稳定性所承受的能力会灭绝。生命这种内在的稳定性往往会迷住我们的双眼。
那么，环境变化引发了什么呢？环境变化使当时所有的生物争先恐后地建立起了钙库。也就是说，使当时所有的生物建立起了形式多样的骨骼。原核细胞形成细胞壁；真核细胞内部的线粒体及内质网加强储存钙的功能；软体动物形成骨针或骨片；多细胞生物或者形成外骨骼或者形成内骨骼。从化学组成上看，一些无脊椎动物采用碳酸钙（方解石或文石）；一些节肢动物甲壳类采用几丁质与钙结合方式；一些动物采用磷酸钙加胶原纤维等等。这样看，寒武纪前后实际上是骨骼的起源时代，从科学的意义上说，称作“寒武纪钙库大爆发”或“寒武纪骨骼大爆发”更符合生物进化的客观事实。
骨骼？钙库？这两件事能扯在一起吗？现代西方医学科学在这个问题上存在着严重的误区。通常把骨骼看成是一种结构，是支撑身体、保护器官、有利运动的结构。所以在对付骨质疏松这种疾病时，总是在结构上兜圈子，密度如何啦、内部结构如何啦、激素如何啦、强度如何啦……研究了100多年，连篇累牍的垃圾论文，大部头的医学专着，但都找不到骨质疏松症这个病的根本原因，治疗效果也几乎踏步不前。如果认识不到骨骼的首要作用是钙库，那么西方医学将永远对骨质疏松症束手无策。因为西方医学把人体分得过细，研究骨头棒子专门叫“骨科”，骨骼与全身的有机联系被人为割裂开了。如果你对他们讲5亿多年前“骨骼钙库的起源”问题，他们都会捧腹大笑。其实，他们笑得是自己的无知，这笑声背后是千百万患者痛苦的呻吟。不仅如此，骨骼异常也是心脑血管疾病的根本原因。“骨骼与钙库”所涉及的问题是人类健康与疾病整个身体牵一发而动全身的大问题。现代西方医学站在十字路口上，如果不在“骨骼与钙库”的有关理论上进行深刻反思，西方医学将会被人类社会所唾弃，这是后话。
让我们仍回到寒武纪的骨骼化问题上吧：
骨骼化，一是存钙，一是变硬。寒武纪地质年代，由于普遍骨骼化，动物个体才有条件普遍硬化，形体才有条件普遍增大。正是因为硬化和增大，才为我们今天留下了罕见的宝贵化石：①实体化石；②模铸化石；③遗迹化石等。古生物学最重要的证据是化石，正因为骨骼化，才有可能以化石的形式保存至今。由于当时还是骨骼化的过程，并不像现在骨骼这样完善，一些骨骼仅是生物体上的一个小“部件”，而化石仅能留下“部件”部分，所以对认识生物整体形态造成困难，尤其是对前寒武纪生物的认识。化石这部古老的“书卷”所记录下来的生命秘密，我们必须要读懂他、看透他，秘密才会解开，生命科学才会飞跃发展。
寒武纪大爆发实质是生物骨骼的大爆发，这个事实多数人应当是可以接受的。问题是生物为什么要普遍骨骼化？要回答这个问题，就是“骨骼-钙库”的认识问题。其实，骨骼最原始、最重要的功能是钙的储备库。进化到今天，人类的骨骼还承担着支撑、保护、运动的作用，还有制造血细胞以及分泌化学信号、调节肌体代谢功能的作用等等。但最重要、占第一位的仍然是担当钙的储备库作用。骨骼是调节身体钙离子（Ca2＋）平衡中最精细、最复杂的大系统中的重要部分。追根溯源，这个系统来自寒武纪。
接下来的问题是，必须要了解钙离子（Ca2＋）与生命的特殊关系。前面在【第三生命法则】章节中谈到“五元液”让生命“活”起来。在【主宰人类命运的石头】章节中谈到石头离子的重要作用。在此，还要再谈有关钙离子（Ca2＋）对生物的重要作用。
目前，我们已经知道钙离子（Ca2＋）在生物体中的作用如下：①促进细胞间的粘合；②担当细胞间的通讯；③影响酶的活性；④调节细胞膜的通透性；⑤调节细胞分裂；⑥控制细胞的代谢活动；⑦调节细胞内的化学状态；⑧是肌肉细胞的收缩信号；⑨是分泌细胞的控制信号；⑩是神经传导、记忆、思维的信号……还可以列出很多。我们看到这些，还会怀疑钙离子（Ca2＋）是控制细胞的最基本、最原始、最重要的离子信号吗？
看！钙离子（Ca2＋）控制着生物的：①繁殖；②应激；③新陈代谢；④生长发育……作为与生命攸关的这样一种金属离子信号，要求它必须：稳定、精确、有保障（这是对所有信号的基本要求）。为此，生物普遍建立起“骨骼-钙库”。
生命为什么要选择钙离子担当这么重要的信号？在水溶液的化学系统中，重要信号要具备这样的条件：①是带正电荷的离子；②是两价离子；③溶于水与不溶于水，两种状态容易转换；④与蛋白质结合稳固（钙调素CaM及Ca2＋结合蛋白群）。而钙具有这样独特的化学性质。五元液中钙离子是唯一的“候选人”。在此要强调一个条件，组成骨骼的分子材料不能溶于水。生物是水中的生物，骨骼溶于水还能存在吗？我们看看骨骼的材料：磷酸钙、碳酸钙、草酸钙和几丁质都不溶于水。其中几丁质（甲壳质、壳多糖）复杂一些，是高分子的蛋白质多糖聚合物，与钙结合后硬化不溶于水。不溶于水这一条件，只有钙的化合物才能当此重任。
那么，骨骼起源的机制是怎样的呢？前寒武纪的新元古代所有生物的生命境就是海水，五元液中的钙离子（Ca2＋）处于饱和状态（临界状态），影响钙沉积的因素有：温度、压力（水深）、含盐度等。当含盐度大大升高时，钙离子（Ca2＋）浓度偏高会在生物体的内外形成钙的沉积，这是生物一种漫长而痛苦的不得不适应的过程。当含盐度大大降低时，钙离子（Ca2＋）浓度的偏低会使生物体不得不利用已沉积的钙进行补充。生物体适应钙离子（Ca2＋）浓度的这种大变化而产生的平衡机制就是骨骼的起源。
那么，骨骼起源是从什么时候开始的？从古生物化石中能证明上述骨骼起源机制吗？根据资料显示，南非纳米比亚6亿年前的克劳德管，我国陕南6亿年前的高家山生物群中的震旦管壳等，都是在钙离子（Ca2＋）浓度升高情况下生成的。由于生物分泌有机质（外基质）与沉积的无机钙质相互作用，有机成分较多，这种外壳柔韧性较大，化石表面常出现皱皮现象。根据贵州瓮安5.8亿年前生物群化石中的骨针骨片等微小骨骼化石，可以说都是在钙离子（Ca2＋）浓度偏低情况下生成的。根据贵州（瓮安白斗山）磷矿陡山沱组柱状剖面及化石分布图可以看出，那些条带状磷块岩实质是骨骼的沉积层。因为，磷元素在生态系统中并不丰富，地球化学及海洋化学研究表明，海水中的磷是不饱和的，浓度很低，磷不可能自海水中以无机方式直接大规模地沉淀出来。磷块岩中磷的原始来源是富含磷质的海洋生物的遗骸或碎屑，尤其是微型磷酸钙骨骼形成海底淤泥，成为凝胶状磷矿沉积岩。把地球上动物骨骼最早出现时间定在5.8亿年前，不会有太大争议。那时的“小壳化石”已经普遍大量发现，这方面研究是20世纪70年代古生物学界的一项重大成果。
古生物学中所谈的起源，都不是一朝一夕的事情，起源是一个过程，是一个很长的过程。骨骼的起源经历了约7000万年的时间。是一种由小到大、由简单到复杂、由不成熟到成熟的渐变过程。因为对骨骼理解不深刻，由于对微小骨骼看不清楚，大尺度骨骼化石冲击了我们的眼球，就惊讶地说这是“突发事件”、“生物大爆炸”、这是对达尔文进化论的挑战等，这些说法是不适宜的。
综上所述，前寒武纪时期所有生物都生活在海洋中，由于海水中五元液的变化，生物为了适应环境的这一变化，开始以各种方式建立钙储存库，这就是普遍骨骼化的原因，也可以称为是骨骼的起源。接下来的问题是，前寒武纪时期的海水成分发生变化了吗？发生了怎样的变化？
由于生命在海洋中“经营”了30多亿年，寒武纪前的新元古代成冰系，那时海水的化学组成和含盐量与现代海洋非常相似，几乎没有什么不同。海水是一个多组分电解质的溶液体系，其中的主要离子是使原始细胞体“活”起来的离子电压电流，“五元液”已经成为细胞生命的不可分部分。然而，距今7.5～5.9亿年前地球曾经历过多次极端寒冷的冰期事件，地面平均温度在零下50οC以下，整个海洋覆盖着2～3公里厚的冰层，地球变成冰球。根据新元古代碳酸盐岩石的碳、锶同位素变化大致可确定出7.5～7.25亿年前的（斯图尔特）冰期和6.1～5.9亿年前的（瓦郎格）冰期，其中还有南沱冰期。这是地球形成以来第一次出现的大范围冰期，研究发现，中国、北美、非洲、欧洲、澳洲、印度、西伯利亚等地都存在这一时期的冰川堆积物（冰碛层）。
地球为什么会出现冰期呢？地球是在阳光普照下存在的，阳光照射量稍有不均就会对地球表面温度造成巨大影响。夏季的炎热和冬季的寒冷，那仅是地轴倾斜影响到阳光照射量的结果。当时天体因素降低了阳光照射量，使地球产生了极端严寒的冰期。
