寒武纪大爆发

寒武紀大爆發的事實證據也曾讓達爾文非常困惑，在《物种起源》中寫道：「這件事情到現在為止都還沒辦法解釋。所以，或許有些人剛好就可以用這個案例，來駁斥我提出的演化觀點」。但即使到達爾文死後一百多年的今日，寒武纪大爆發依舊是科學界的一大謎題，尚待更多的科學證據出土，也許就能窺見當時的實際情況，找出真正的原因。

寒武紀年代約為5.4億~4.8億年前，此時的生物化石大多具有較為堅硬的外殼，讓化石得以保存下來。

寒武紀演化出了世界上絕大部分現存的20多個動物門，也生活著具有堅硬外殼的生物，例如奇蝦和三葉蟲，此事件被稱為寒武紀大爆發或寒武紀生命大爆發，此時也演化出兩側對稱動物

大約 10 億年前的動物證據

陡山沱組化石

洞穴

埃迪卡拉生物

貝克泉白雲石

微量化石

痕跡化石（洞穴等）是周圍生命的可靠指標，並表明寒武紀開始時生命的多樣化，動物在淡水領域的殖民速度幾乎與海洋一樣快。

小殼動物群

世界上許多地方都發現了被稱為「小壳动物群（英语：Small shelly fauna）」的化石，其歷史可以追溯到寒武紀之前到寒武紀開始後約1000 萬年（內馬基特-達爾丁紀(Nemakit-Daldynian)和寒武纪第二期；參見寒武紀時間線）。 這些化石集合非常複雜：脊椎、骨片（裝甲片）、管子、古杯动物（海綿狀動物），以及非常像腕足动物门和蝸牛狀軟體動物的小貝殼，但都很小，大多為1 至2毫米長。

雖然這些化石很小，但比產生它們的生物的完整化石要常見得多。 至關重要的是，它們覆蓋了從寒武紀開始到第一個化石庫（英语：Lagerstätten）（lagerstätten）的窗口：這是一個缺乏化石的時期。 因此，它們補充了傳統的化石記錄，並使得許多生物類群的化石範圍得以擴展。

早寒武世三葉蟲和棘皮動物

伯吉斯頁岩型保存

早寒武紀甲殼類動物

作為倖存者偏差的寒武紀大爆發

 

環境變化

氧氣含量增加

臭氧形成

雪球地球

寒武紀海水鈣濃度增加

發展解釋

生態解釋

埃迪卡拉紀末大滅絕

缺氧

眼睛的進化

掠食者和獵物之間的競爭

浮游動物的大小和多樣性增加

生態系統工程

複雜度閾值

針對寒武紀大爆發，学界曾經提出過幾種假設：

1. 地球在寒武紀之後才出現足以保存化石的穩定岩層，而前寒武紀的沉積物毀於地熱和壓力無法形成化石。
2. 动物到了寒武紀才演化出能夠形成化石的堅硬軀體。
3. 大氣中累積足夠的氧氣量，足以使大量動物短時間演化，並且形成臭氧層隔離紫外光。
4. 某些演化出眼晴的掠食性動物侵入物種穩定平衡的地區，減少原先佔優勢的寡佔物種，釋放生態棲位給其餘物種，並由於捕食-被捕食的競爭關係中促進大量物種歧異度的增加跟演化。
5. 大爆發只是個假象，寒武紀初期生物的多樣性產生只是類似族群生長曲線，S形曲線中的快速上升段。

近年來研究认为，寒武纪大爆发跟埃迪卡拉紀末期滅絕事件有關：該次滅絕事件結束了隱生宙，為多細胞生命在顯生宙的發展鋪平了道路。

• 阿瓦隆大爆發

• 派克 著. 《第一隻眼的誕生：透視寒武紀大爆發的祕密》. 陳美君 中譯. 貓頭鷹出版. 2010. 
• 史蒂芬·古爾德 著. 《達爾文大震撼：課本學不到的生命史》. 程樹德 中譯. 天下遠見出版. 2009. 

• The Cambrian "explosion" of metazoans and molecular biology: would Darwin be satisfied?
• On embryos and ancestors by Stephen Jay Gould
• The Cambrian "explosion": Slow-fuse or megatonnage? （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• The Cambrian Explosion（页面存档备份，存于互联网档案馆） - In Our Time, BBC Radio 4 broadcast, 17 February 2005
• 寒武纪：生命大爆炸 （页面存档备份，存于互联网档案馆）