一、動物知識1
生命的起源
我們生活的地球,千姿百態,氣象萬千,充滿生命的朝氣。迄今為止,世界上已知的生物種類就有140萬種以上,加上許許多多尚未發現的大量新種類,科學家們估計,整個地球上,大概存在著1000萬~3000萬種生物。奇妙的是,這些數量龐大、形態各異的種類,都是由同一個祖先演化而來的。那麼,這個最古老的祖先,是什麼時候誕生的,又是怎樣發展的呢?
要解答這個問題,最主要的證據就是化石。目前,人類所知道的最古老的化石是在澳大利亞發現的原始細菌類,它的生存年代大約是在35億年前,據此推測,生命的老祖宗,可能就是在35億年前出現的。
40億年前,地球上形成了原始的海洋,當時,海水的溫度很高,隨著水溫的逐漸下降,生命的誕生才具備了必要的外部條件。
不過,大氣的情況依然很糟糕,空氣中幾乎沒有氧,這樣,最早出現的原始生命隻能是不需要氧氣的厭氧性生物。而且,由於缺乏氧氣,地球上空不可能形成臭氧層,離開了臭氧層的阻擋,紫外線如入無人之境,一路殺來,威脅著脆弱的生命,於是,原始的生命隻好龜縮在十幾米甚至幾十米深的海中生活。
隨著生物的緩慢發展,到了26億年前,藍綠藻出現了,這種藻類具備了葉綠素,可以通過光合作用製造出氧,於是,適應於有氧環境的單細胞生物登上了曆史的舞台。那時候的大部分氧,都與海水中的鐵結合而形成了氧化鐵,由此而形成了今天依然遍布世界的鐵礦床,這一資源,支撐著當今社會70%的用鐵需要,可算是古老時代地球留給我們現代人類的巨額遺產。
了解一些遺傳規律的人可能會問,生命的延續是通過上一代賦予的DNA遺傳密碼信息來進行的,這樣的話,第一個生命的遺傳密碼是誰給予的呢?
很多科學家為此作了大量的研究,其中,美國化學家烏雷和米勒設計了一個非常著名的實驗,試圖揭開這一謎底。他們在燒瓶中裝入水和原始地球時期的各種大氣成分如氨、甲烷、氫等,並采用放電的形式來模擬閃電。一周後,燒瓶中產生了甲酸、乙酸、乳酸等有機分子,還有構成蛋白質的甘胺酸、丙胺酸等氨基酸成分。顯然,閃電等自然現象可以製造出形成生命的分子,但要從分子發展到原始的生命無疑是一個極其漫長的過程,不可能用一個簡單的實驗就能得出結果。但無論如何,實驗帶來了生命發展的可能軌跡,並為進一步的研究打下了基礎。
生命發展到了16億年前,多細胞生物形成了,從此,生命的演化變得越來越快捷,到了大約7億年前,肉眼可辨的海棲無脊椎動物出現了,並得到了迅速的繁榮,澳大利亞著名的埃迪卡拉生物群就是這一時期的產物。
大約在5億7000萬年前,生物發展出了硬組織結構,它與軟組織生物明顯不同的是,它們很容易變成化石,所以,世界各地的化石記錄從這一時期開始迅速增加,地質學上就把這一時期稱為寒武紀的開始。
寒武紀的到來,標誌著生物的急劇多樣化,因此,這一時期也被稱為生命的大爆發時期,今天我們在世界上所能列出的許多綱的代表生物,都可以在這一時期的化石群中找到。
動物與植物的區別
動物和植物都屬於生物,但它們又是完全不同的兩大類生物,幾乎人人都可以把它們區分開來。可是,有些種類既像動物又像植物,例如大家都熟悉的珊瑚,在100多年前,因為它看上去仿佛有根、莖、葉和枝條,還誤認為它是一種植物呢。
那麼,動物和植物究竟有哪些主要的區別呢?科學家歸納出四大方麵。
幾乎所有的植物,都在同一個地方發芽生長,開花結果,也就是說原地不動地度過一生。當然這中間也有少數例外,如隨水漂流的小型水生植物。與植物相反,絕大多數動物為了覓食、避敵或別的原因,經常跑來跑去,處於運動狀態。
植物從小到大,各種器官一直在發生不同的增減變化,例如在幼小時期隻有根、莖、葉,成年之後長出了花朵,花朵凋謝後再結出果實種子。而大多數動物(低等動物除外)不論老幼,五官四肢等各種器官不增不減,僅僅是體積大小的不同。例如剛生下的小獅子或小老虎,已經具備了與父母同樣多的器官。
從兩者的生活習性上說,植物有個十分重要的特點,那就是除了少數寄生和腐生植物外,它們都能進行光合作用,能自己製造“糧食”養活自己。而動物卻無法做到這一點,它們隻能依靠吃植物或捕食其他動物來養活自己。
植物與動物的區別,還有一條十分嚴格的標準。在顯微鏡下觀察它們的細胞就會發現,植物的細胞都有一層又厚又硬的細胞壁,而動物細胞隻有細胞膜,卻沒有細胞壁。
記錄生命曆程的化石
什麼是化石
化石(fossil)這個詞,是由拉丁文fossilis演變而來,其原意是指“從地底挖出來的東西”。人們的確也是運用這個詞來形容任何由地球表層挖掘出來的“石質”珍品的,無論其為植物、動物或礦物。現在,隨著古生物材料的積累和古生物學的產生和發展,化石這個詞當名詞用的時候,隻限於指保存在岩層中的地質曆史時期的生物遺骸和遺跡了。也就是說,化石必須具有生物屬性或能反映生物的生活活動,而那些保存在岩層中的礦質結核、漂亮的卵石,由於它們既不具備生物屬性,也與生物的活動無關,因此不是化石。此外,化石還必須是保存在地質曆史時期形成的岩層中的生物遺骸和遺跡,那些被埋藏在現代沉積物中的生物遺體或人類有史以來的文物都不屬於化石的範疇。
人類對化石產生興趣,可追溯到很古老的年代。但直到18世紀末,人們才開始真正以科學的眼光來從事化石的研究。
我們祖先對化石的生物屬性的認識,比西方人要早一千多年。早在公元初年,東漢時的《神農本草經》中就已有龍骨的記載,認為這是龍死後留下的遺骸。南北朝時的陶弘景(456~536)已經知道琥珀中的昆蟲是山鬆樹流出來的鬆脂粘住昆蟲後埋入土中,經過長久的地質過程形成的。唐朝中期的書法家顏真卿(708~784)在《撫州南城縣麻姑山仙壇記》碑文中記載:南城縣有一座麻姑山,山頂有祭壇……山東北麓有一座叫石崇觀的道觀。山上的巨石中還有螺蚌殼,有人認為這是過去滄海桑田的變化造成的。這說明,他已領悟到地殼滄海桑田的變遷,並能利用化石來判斷當時當地的環境。北宋傑出科學家沈括(1031~1095)在《夢溪筆談》中也提到,當時他奉命去河北赴任,沿著太行山山麓行走,山崖之間常常夾雜有螺蚌殼和像鳥蛋一樣的化石,橫亙在山石壁上,像一條帶子。這裏就是以前的海濱,可是此地離大海已經有近千裏之遙了。在他看來所謂的大陸,都是由汙泥沉積而成的。之後,宋代朱熹(1130~1200)在看見高山上有螺蚌殼夾雜在岩石中的情景後,得出這樣的結論:這些岩石就是過去的泥土,而螺蚌則是水中的生物。低處的東西被抬升到了高處成為高山,柔軟的也變得堅硬了。然而,在歐洲,雖然古希臘人對化石早已有了一些較正確的認識,但由於教會勢力的長期統治,到中世紀時,一般還把化石當做造物主遺棄的廢品。直到文藝複興時期,意大利著名的藝術家兼工程師達·芬奇(1452~1519)才第一個對化石做出了正確的解釋。自此之後,人們陸續發掘出大量的化石,並從生物學的角度進行了研究。在18世紀與19世紀交替之際,以化石為研究對象的古生物學已發展成為地球科學的一個重要的分支學科。