生命进化:地球上最伟大的表演

2020-12-17  本文已影响0人  BoBoWa

    英国著名生物学家理查德.道金斯说,生命的起源和进化,是地球上最伟大的表演。或许,把这件事放在浩瀚的宇宙中,也是如此。因为,从一个满是沙子、石头、空气和水的无机物世界中,经过漫长的时间,逐渐进化出了能走、能跳,能说,会笑的智能生命,你说,这事是不是神奇?够不够伟大?

    由于时间久远,过程复杂,生命起源的细节不可考,但生命产生的过程可以推测出来。简单描述,这个过程要经历以下四个阶段的变化:

1、从无机小分子物质生成有机小分子物质。氢气、氮气、甲烷、氨气等这些无机物分子,经过一定的化学反应变成了氨基酸分子。这一点,美国化学家米勒的实验已经可以证明。

2、从有机小分子物质形成有机高分子物质。类似氨基酸这样的简单的有机物分子,变成更大更复杂的有机物质,比如蛋白质和核酸分子等。1965年我国科学家利用氨基酸,在世界上首次合成了结晶蛋白质一牛胰岛素。1981年又利用简单的有机物合成了另一高分子化合物—核酸。这两个人工合成高分子化学物质的实例充分说明了,在某些条件下小分子有机物演变为有机高分子化合物是完全可能的。

3、从有机高分子化合物组成多分子体系。蛋白质分子等物质在原始海洋中互相黏附,形成了胶质的小球(多分子体系),在海洋中漂浮。

4、从多分子体系演化为原始生命。这是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段。

    生命一旦产生,就开始了由简单到复杂,由水生到陆生的进化征程。这条路极其漫长,至今已跨越几十亿年;这条路也并非坦途,中间经历多次浩劫。好在,生命顽强,一路走下来,直至到了现在,我写了这篇文字,而你正在看这篇文字。

    我们简单回顾下这个波澜壮阔的生命历程:

    现在所有生物的祖先都能追溯到一种假想的微生物,被称作LUCA(卢卡。Last Universal Common Ancestor 最近的共同祖先)。

    科学家推测,在澳大利亚距今41亿年的岩石中发现的微量碳可能是生命最古老的的“痕迹”。生命痕迹出现1亿年之后,即距今40亿年左右,地球遭受了外来天体的密集轰炸,这些轰炸导致了地球大气的消失,所有的早期生命全部灭绝。

    又过了2亿年,即38亿年前,一种古菌出现了。这种古菌发展出了复杂细胞的细胞核。形成于35亿年前由古菌菌落沉积而成的叠层石,为生命的存在提供了最早的化石证据。直到今天,在澳大利亚海岸,由细菌菌落组成的叠层石仍然在不断形成。

    32亿年前,细菌由水中登上了陆地,形成了陆生细菌。

    27亿年前,复杂的有核细胞进化形成。而26亿年前的地表细菌化石是最早的陆地生命痕迹。    

    24亿年前,大氧化事件使地球大气层充满了氧气。

    20亿年前,真核生物开始拥有复杂的有核细胞。在这个时段,线粒体,这个复杂细胞的能量加工厂,开始进化成型。

    16亿年前,真核生物(复杂细胞生物)分化成类似植物和类似动物的群体。

    15亿年前,叶绿体开始出现,有了它,复杂细胞就能从阳光中汲取能量。

    12亿年前,最古老的多细胞生物:海藻开始出现,这是最早的复杂生物。

    9.34亿年前,植物开始出现。

     7.5亿年前,最早的动物(海绵)开始出现。

    6.35亿年前,已知最早的动物胚胎和刺胞动物(水母和海葵的亲缘动物)开始出现。

    5.3亿年前,陆地上出现了尚未确认的节肢动物。鱼类在此之前已经形成。

    5.1亿年前,类似骨骼组织的化石,鱼的齿质开始形成。

    4.83亿年前,昆虫开始形成。

    4.7亿年前,陆地植物的孢子开始形成,证明了当时陆地上已经出现了类似苔藓的植物。

    4.28亿年前,陆地生物的至关重要的一次进化:呼吸和体内受精,在一块形成于4.28亿年前的马陆化石中得以体现。    

    3.8亿年前,树木化石开始形成,证明当时已经存在森林。

    3.75亿年前,四足动物(有肢脊椎动物)化石证明,脊椎动物开始在陆地上出现。

    3.72亿年前,种子形成。表明植物离开水生环境,能够在干燥的陆地上完成生命周期。

    3.18亿年前,爬行动物出现,表明一些脊椎动物开始脱离水生环境。

    3.12亿年前,类似哺乳动物的爬行动物出现(或者叫下孔类动物)

    3.05亿年前,球果化石表明,植物已经进化出保护种子的结构。

    2.6亿年前,犬齿兽化石形成。上面能看到各种各样的牙齿、肌肉发达的颌部结构、以及大大的脑壳。这些特征都说明它们的后代是哺乳动物。

    2.5亿年前,二叠纪末期的生物大灭绝。导致三叶虫全部死亡,超过70%的已知动物和植物物种消失。

    2.31亿年前,最早的恐龙化石形成。预示着大型爬行动物的时代到来。

    2.25亿年前,哺乳动物出现。他们的祖先是类似爬行动物的犬齿兽类。

    2.1亿年前,哺乳动物进化出泌乳的能力。

    1.9亿年前,种子植物开始分化。

    1.65亿年前,毛皮痕迹化石证明,哺乳动物进化出毛皮。

    1.5亿年前,始祖鸟化石表明鸟类开始具备飞行的能力。

    1.2亿年前,有花植物开始出现。

    6500万年前,小行星撞击导致恐龙、翼龙和其他大型海生爬行动物灭绝,从而为大型哺乳动物和鸟类提供了迅速进化的机会。

    5600万年前,灵长类动物的化石开始形成。

    4700万年前,早期灵长类动物-达尔文猴。

    2500万年前,猿进化形成。

    500万年前,人类开始形成(南方古猿)。

    这个过程真是波澜壮阔,荡气回肠。篇幅所限,这里只简单挑选了一些有代表性的事件。这些事件的周围,还有无数的生命故事。与生命的诞生和进化相比,人类社会的一切伟大,都相形逊色。说它是地球上最伟大的表演,实在是再恰当不过了。

    说到进化,有几个人物需要说一下,拉马克、达尔文和华莱士。

    拉马克,全名 让·巴蒂斯特·拉马克(1744-1829),法国博物学家,生物学伟大的奠基人之一。他最先提出生物进化的学说,是进化论的先驱。他的学说被后人称为“拉马克学说”)

拉马克 达尔文 华莱士

 达尔文,全名 查尔斯·罗伯特·达尔文(1809-1882),英国生物学家,进化论的奠基人。出版《物种起源》,提出了生物进化论学说。他的学说是我们通常认为的进化论。他提出的核心法则是自然选择。即“物竞天择,适者生存”。

    华莱士,全名:阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士(1823-1913)英国博物学家、探险家、地理学家、人类学家和生物学家。华莱士因独自创立“自然选择”理论而著名,促使达尔文出版了自己的演化论理论。

    在时间上,法国的拉马克最早提出了进化论。50年后,英国的达尔文和华莱士则一同提出了自己的进化论。

    1809年拉马克出版了《动物学哲学》一书,在这本书里阐述了生物进化的观点。他认为:所有的生物都不是上帝创造的,而是进化来的;复杂的生物是由简单的生物进化来的;生物为了适应环境继续生存,物种一定要发生变异。拉马克肯定了环境对物种变化的影响。拉马克提出了两个核心法则:一个是用进废退一个是获得性遗传

前者指经常使用的器官就发达,不用就会退化,比如长颈鹿的长脖子就是它经常吃高处的树叶的结果。后者指后天获得的新性状有可能遗传下去,如脖子长的长颈鹿,其后代的脖子一般也长。

    1858年,达尔文和华莱士共同向英国皇家学会提交了论文,阐述了进化论的思想。而真正让进化论流行并产生轰动的是达尔文。达尔文于1859年出版了《物种起源》,系统阐述了生物由低级向高级发展的规律,强调了“物竞天择、适者生存”“自然选择”思想。

    拉马克和达尔文(华莱士)的理论区别用以下例子可以说明:为什么会有长颈鹿?


    达尔文的进化论认为,本来都是普通鹿,有一只鹿的基因发生了突变,脖子变长了一点点。长脖子的鹿和其他鹿一起生活,没什么两样。直到出现了一次气候变化(自然选择),地面上的草减少了,不够吃。鹿就要吃树叶,树叶很高,大多数鹿只能够到低处的树叶,而长脖子的鹿可以吃到高处的叶子,那么这种情况下长脖子的鹿生存机率就更高,它的基因就更容易遗传。同时这种利于脖子变长的基因突变,在鹿的后代里就有更大的遗传优势。渐渐的,长脖子的鹿越来越多,而短脖子的鹿就越来越少,直至灭绝。

    拉马克的进化论则认为,本来都是普通鹿,一开始都吃地上的草。由于地上的草减少,鹿不得不伸长脖子吃树上的叶子,这种够叶子的努力使得脖子变的更长,就像锻炼身体一样。而这种变长的脖子就能遗传给下一代。渐渐的鹿的脖子就变的更长了。

    逻辑上,两者都没毛病。但是拉马克主义无法解释一些现象,也没有实验可以证明。比如,动物都有的保护色。老虎的斑纹,竹节虫的样子,有毒生物的艳丽颜色等等,都是他们的保护色。生物如何控制自己的保护色呢?按拉马克的说法,可以通过努力让肌肉更发达,让脖子更长,但无法努力来改变自己的颜色。

    但达尔文和华莱士的进化论则通过了各种案例的检验。所以,达尔文的进化论成了我们现在通常认为的进化论。

    只要出现一块不符合时间顺序的化石,进化论就会.....被推翻。但进化论成功地通过了这种考验。——理查德.道金斯。

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