生物進化
生命的誕生
地球上最初並沒有生命。那麼,最初的生命是怎樣出現的呢?生命的起源大約在46億年前,地球剛剛形成。那時候地球的溫度很高,地麵上的環境與現在完全不同:天空中赤日炎炎,電閃雷鳴,地麵上火山噴發,熔岩橫溢。從火山噴出的氣體,如水蒸氣、氨、甲烷等,構成了原始的大氣層。與現在的大氣成分明顯不同的是:當時的大氣中沒有遊離的氧。這些氣體在高溫、紫外線以及雷電等自然條件下的長期作用下,形成了許多簡單的有機物。後來,地球的溫度逐漸降低,原始大氣中的水蒸氣凝結成雨降落到地麵上,這些有機物又隨著雨水進人湖泊和河流,最終彙集到原始的海洋中。原始的海洋就像一盆稀薄的熱湯,其中所含的有機物不斷地相互作用,經過極其漫長的歲月,逐漸形成了原始的生命。所以,原始的海洋是生命的搖籃。目前,地球上已知的生物在200萬種左右,而且陸續有新物種發現。在漫長的歲月中,這些生物是怎樣由低等到高等進化而來的呢?
原始生命誕生以後,經過長期的自然選擇,逐步進化成為原始的原核生物。人們在30多億年前的地層中,就已經發現了細菌化石。
這些原始的細菌以周圍環境中的有機物為養料,進行無氧呼吸,屬於厭氧的異養生物。經過若幹億年以後,異養細菌消耗掉了早期地球上的大部分有機物。在這種情況下,它們經過突變和自然選擇逐步分化出了自養型的生物。這些生物可能是藍藻類的原核生物。自養生物能夠利用太陽光能,以無機物為原料合成有機物,並放出氧。一些學者根據地質方麵的證據,推斷藍藻在20億年前已經非常興旺,那時大氣中的氧含量達到了現在大氣的1%。大氣氧含量的增多,又為需氧型生物的產生創造了條件。需氧型生物通過有氧呼吸能夠將有機物徹底氧化分解,釋放出較多的能量供生物進行生命活動。因此,與厭氧型生物相比,需氧型生物的新陳代謝效率明顯提高。
大約在距今十多億年以前,地球上出現了真核生物。真核生物的出現在生物進化曆史上具有重要意義。這主要表現在以下兩個方麵:第一,與原核細胞相比,真核細胞的結構和功能要複雜得多;第二,真核細胞在增殖時,是進行有絲分裂,而有性生殖過程中的減數分裂,實質上是一種特殊方式的有絲分裂,所以說,有絲分裂為有性生殖的產生奠定了基礎。生物體通過有性生殖,實現了基因的重組,這就增強了生物的變異性,直接推動了生物的進化。有關的化石資料表明,在地球上出現了進行有性生殖的生物以後,生物進化的步伐大大加快了。在現存的生物中,絕大多數都是進行有性生殖的。隨著真核生物的出現,動植物開始分化和發展。動物的出現,形成了一個新的三極生態係統。綠色植物(真核植物和原核藍藻)通過光合作用製造食物,是自然界的生產者;細菌和真菌是自然界的分解者;動物是自然界的消費者。
動植物的進化
植物進化的曆程大致是:生活在海洋中的原始藻類,經過極其漫長的年代,逐漸進化成為適應陸地生活的原始苔蘚植物和蕨類植物,使原來的不毛之地開始披上綠裝。但是,它們的生殖還都需要有水的環境,後來,一部分原始的蕨類植物進化成為原始的種子植物,包括原始的裸子植物和被子植物,它們的生殖完全脫離了水的限製,更加適應陸地生活。
動物進化的曆程大致是:生活在海洋中的原始單細胞動物,經過極其漫長的年代,逐漸進化成為種類繁多的原始無脊椎動物,包括腔腸動物、扁形動物、線形動物、軟體動物和環節動物等,這幾類動物的結構越來越複雜,但是,它們大都需要生活在有水的環境中。後來發展到了原始的節肢動物,它們有外骨骼和分節的足,比如昆蟲等,對陸地環境的適應能力較強,脫離了水生環境。
地球上最早出現的脊椎動物是古代的魚類。經過數萬年的進化,某些魚類進化成為原始的兩棲類,某些兩棲類進化成原始的爬行類,爬行動物是第一批真正擺脫對水的依賴而真正征服陸地的脊椎動物,可以適應各種不同的陸地生活環境。爬行動物也是統治陸地時間最長的動物,其主宰地球的中生代也是整個地球生物史上最引人注目的時代,那個時代,爬行動物不僅是陸地上的絕對統治者,還統治著海洋和天空,地球上沒有任何一類其他生物有過如此輝煌的曆史。大多數爬行動物的類群已經滅絕,隻有少數幸存下來,某些爬行類又進化成為原始的鳥類和哺乳類。各類動物的結構逐漸變得複雜,生活環境逐漸由水中到陸地,最終完全適應陸上生活。總之,生物的進化曆程可以概括為:由簡單到複雜,由低等到高等,由水生到陸生。
人類的誕生
人類又是從哪裏來的?我們知道,人體具有體溫恒定、胎生、哺乳等哺乳動物的基本特征,這說明人類與哺乳動物有著較近的親緣關係。而在哺乳動物中,類人猿與人類的親緣關係要算是最近的了。例如,類人猿中的黑猩猩,無論是在血型、骨骼、內髒器官的結構和功能上,還是在麵部表情和行為上,都與人類很相似。此外,人類學家的研究也充分證明了人類和類人猿是近親,二者有著共同的原始祖先。