生物的演化中，遗传物质的突变和杂交造成的基因重组，会引起生物群体中基因频率的变化。这种变化一般是缓慢的。但在一些特殊情况，突变并积累突变的速度可能会突然加快，这就有可能在短时间内产生许多新的物种。所以，在寒武纪突然出现许多新的物种，与达尔文的进化论并不矛盾。
达尔文认为，生物为了适应环境和生存竞争而改变的过程很缓慢，也许要经过许多代的努力才能获得，而且这种演化也只能一级一级往前进，如果把生物的演化路线比作一棵树，演化的过程就是由树干的一根枝条慢慢向上分叉成两根枝条，再继续分叉成四根枝条……最后形成树上许许多多的枝条。所以在寒武纪一下子冒出这许多或低级或高级的生物物种，确实是达尔文理论难于解释的。有人就据此质疑达尔文的进化论。
其实，寒武纪的生物大爆发与达尔文进化论是不矛盾的。自然选择依然是生物演化的动力，如今我们对生物产生变异和物种形成的机理的认识较过去有了很大的进步。随着20世纪分子生物学的进步，人们认识到生物的演化中，遗传物质（基因和染色体）的突变和杂交造成的基因重组（比如细菌之间互相交换遗传物质），会引起生物群体中基因频率的变化。这种变化一般是缓慢的。但在一些特殊情况，比如环境剧变、地理隔离等条件下，突变并积累突变的速度可能会突然加快，这就有可能在短时间内产生许多新的物种甚至新的大类。这就像演化树的1根枝条上分出的枝条不止2根，而是10根，但演化树的基本形式还是没变。所以，在寒武纪突然出现许多新的物种、新的门类，甚至出现比较高等的门类，与达尔文的进化论并不矛盾。这种新的更具说服力的进化论，称为“现代综合进化论”。
达尔文时期人们曾对寒武纪许多生物门类的突然出现感到困惑，一个很大的因素是化石记录不完整。如今，人们在寒武纪之前的地层中也已经陆续发现了许多生物群，如中国贵州5.8亿年前的瓮安生物群，说明通过更多的努力，我们能够找到这些突然出现的生物早期演变的线索。
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