生命的淵源
地球自從形成以後,起初是沒有生命的。經過了一段漫長的化學演化,就是說大氣中的有機元素氫、碳、氮、氧、硫、磷等在自然界各種能源(如閃電、紫外線、宇宙線、火山噴發等等)的作用下,合成有機分子(如甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水、硫化氫、氨、磷酸等等)。這些有機分子進一步合成,變成生物單體(如氨基酸、糖、腺甙和核甙酸等)。這些生物單體進一步聚合作用變成生物聚合物。如蛋白質、多糖、核酸等。這一段過程叫做化學演化。蛋白質出現後,最簡單的生命也隨著誕生了。這是發生在距今大約36億多年前的一件大事。從此,地球上就開始有生命了。生命與非生命物質的最基本區別是:它能從環境中吸收自己生活過程中所需要的物質,排放出自己生活過程中不需要的物質。這種過程叫做新陳代謝,這是第一個區別。第二個區別是能繁殖後代。任何有生命的個體,不管他們的繁殖形式有如何的不同,他們都具有繁殖新個體的本領。第三個區別是有遺傳的能力。能把上一代生命個體的特性傳遞給下一代,使下一代的新個體能夠與上一代個體具有相同或者大致相同的特性。這個大致相同的現象最有意義,最值得我們注意。因為這說明它多少有一點與上一代不一樣的特點,這種與上一代不一樣的特點叫變異。這種變異的特性如果能夠適應環境而生存,它就會一代又一代地把這種變異的特性加強並成為新個體所固有的特征。生物體不斷地變異,不斷地遺傳,年長月久,周而複始,具有新特征的新個體也就不斷地出現,使生物體不斷地由簡單變複雜,構成了生物體的係統演化。
地球上早期生命的形態與特性。地球上最早的生命形態很簡單,一個細胞就是一個個體,它沒有細胞核,我們叫它為原核生物。它是靠細胞表麵直接吸收周圍環境中的養料來維持生活的,這種生活方式我們叫做異養。當時它們的生活環境是缺乏氧氣的,這種喜歡在缺乏氧氣的環境中生活的叫做厭氧。因此最早的原核生物是異養厭氧的。它的形態最初是圓球形,後來變成橢圓形、弧形、江米條狀的杆形進而變成螺旋狀以及細長的絲狀,等等。從形態變化的發展方向來看是增加身體與外界接觸的表麵積和增大自身的體積。現在生活在地球上的細菌和藍藻都是屬於原核生物。藍藻的發生與發展,加速了地球上氧氣含量的增加,從20多億年前開始,不僅水中氧氣含量已經很多,而且大氣中氧氣的含量也已經不少。細胞核的出現,是生物界演化過程中的重大事件。原核植物經過15億多年的演變,原來均勻分散在它的細胞裏麵的核物質相對地集中以後,外麵包裹了一層膜,這層膜叫做核膜。細胞的核膜把膜內的核物質與膜外的細胞質分開。細胞裏麵的細胞核就是這樣形成的。有細胞核的生物我們把它稱為真核生物。從此以後細胞在繁殖分裂時不再是簡單的細胞質一分為二,而且裏麵的細胞核也要一分為二。真核生物(那時還沒有動物,可以說實際上也隻是真核植物)大約出現在20億年前。
性別的出現是在生物界演化過程中的又一個重大的事件,因為性別促進了生物的優生,加速生物向更複雜的方向發展。因此真核的單細胞植物出現以後沒有幾億年就出現了真核多細胞植物。真核多細胞的植物出現沒有多久就出現了植物體的分工,植物體中有一群細胞主要是起著固定植物體的功能,成了固著的器官,也就是現代藻類植物固著器的由來。從此以後開始出現器官分化,不同功能部分其內部細胞的形態也開始分化。由此可見,細胞核和性別出現以後,大大地加速了生物本身形態和功能的發展。
生物的起源
地球上的生命,都不一樣。舉幾個例子來說,鯨,身長最高記錄是33米,重達150噸,號稱動物中“第一號巨人”。陸地上最大的動物要算是非洲象,體長4.5米,身高3.5米,重達5噸。長頸鹿是陸地上最高的動物,當它伸直脖子吃樹上的葉子時,足有6米多高。植物界的“巨人”更多,如巨杉可以長到100多米高。可是,肉眼所看不見的生物也頗不少,像細菌,一些纖毛蟲,變形蟲等,要量一下它們的體長、體寬隻能用微米(千分之一毫米)來作單位,必須借助顯微鏡,才能看清它們身體的構造。
自然界的生物,適應環境的能力也是驚人的。由昆蟲傳粉的花,一般都芳香而美麗,並分泌花蜜,這些特點都有利於吸引昆蟲的光顧。借風力傳粉的花往往顏色不鮮豔,也無香氣,但花粉量多而輕,適於隨風飄揚。再看道邊長的野草,不是莖稈堅韌就是匍伏在地麵生長,生命力頑強,很耐踐踏。