正文 第1章 生物演變進行曲(1)(1 / 3)

“植物”登陸與魚的世紀

在距今4億~3億年期間,地殼發生了強烈的造山運動,海麵縮小,陸地廣泛出現,氣候變得炎熱、幹旱。

在海水退潮和漲潮的過程中,一部分藻類慢慢適應了陸地生活。根據化石考證:它們匍匐在泥沼上,沒有根,莖直立,半米高,粗同火柴杆,表麵光滑,也沒有葉子,頂著孢子囊,叫裸蕨。就是它們,和陸上的狂風、幹旱作鬥爭,頑強地適應環境,終於給大地披上了第一道綠裝。在我國的雲南和海南島,還能找到樹蕨,這種現存的最大蕨類,可能是裸蕨的直係後代。

這個時期,水族裏發生了非常重要的事件,那就是脊索動物的出現。

目前,在我國東南沿海一帶,還生活著一些半透明的小動物,一種叫柱頭蟲,一種叫玻璃海鞘,還有一種意義尤其重大的叫文昌魚。它們都屬脊索動物。估計它們就是從那個時候延續到現在的古生物,在生物學上叫活化石。

鹿角蕨達爾文對文昌魚最感興趣,稱做“最偉大的發現”,因為它“提供了解開脊椎動物起源的鑰匙”。嚴格地說,文昌魚並不是魚。它沒有脊椎骨,它和柱頭蟲、海鞘都有一根結締組織的軟棒。柱頭蟲在頭部,海鞘在尾部,文昌魚的則縱貫全身。這根支柱叫脊索。脊索是脊柱的雛形,所以文昌魚被認為是脊椎動物的祖先。

在它以後發展起來的動物,如魚、兩棲類的蛙、爬行類的龜、飛鳥、走獸以至於人,都是脊椎動物,它們的器官及其機能即使千變萬化,脊椎的構造卻基本相同。

在脊索動物的基礎上,最先進化出來的是魚類。

它們有了一根真正的脊梁骨,相當於支撐身體的一根大梁、一副支持全身肌肉的骨骼。在它背部埋有一條柔軟的脊髓和向前膨大進化成的腦子,這新形成的高度發達的神經中樞,使動物空前地聰明了起來。

它們有了鰭,有了尾巴,全身呈流線型,可以到處遊來遊去。它們成了當時地球上最高等的動物。它們的子子孫孫很快占據了全部江、河、湖、海。

在這以後的5000萬年,可以叫做魚的世紀。

現代魚,有的是它們的直係後代,有的是它們的近親。

根據化石考證,最古老的魚是甲胃魚和盾皮魚,它們身上長著笨重的甲片,就像戴枷的囚犯,在生存競爭中被淘汰了。比它們進步的是軟骨魚。現在活得挺帶勁兒的鯊魚、鰩魚就屬這一類群,並且和它們的祖先還很像。

在魚類中,種屬最多的是硬骨魚。科學家認為它們是由盾皮魚進化來的。鱈魚是它們的代表。我國新疆吐魯番天山南坡桃園村發現的吐魯番鱈,也是一種古鱈魚,它的化石鑲在紅色的岩層裏,又保存得栩栩如生,有人戲稱它為“紅燒魚”。

真骨魚是魚類進化中最成功的一類,現在的鯉魚、魚八魚、大馬哈魚都屬真骨魚家族。

細胞學說

在細胞研究上首先建立功勳的是德國植物學家施萊登(1804~1881年),他用顯微鏡觀察各種植物的表皮,發現無論是木本植物還是草本植物,都是由虎克命名的細胞構成的。這難道是偶然的巧合嗎?他又開始研究植物的根、莖、葉和花。但是這些部分放在鏡下卻是烏黑一片,施萊登百思不得其解。一天,他發瘋似的揮動刀片切割起來,以發泄心中的怨氣。

突然,幾個幾乎透亮的薄片吸引住了他的眼睛。放到顯微鏡下一看,啊,植物的嫩莖也是由一個一個細胞構成的。接著,他進行大量觀察,畫出大量細胞圖譜,終於得出細胞是構成植物體基本單位的結論,並把研究結果寫進《植物發生論》和《植物學概論》等書中。

還有一個德國的動物學家施旺(1810~1882年),他在顯微鏡下發現了奇異的動物細胞世界:球形的血細胞、纖維狀的肌肉細胞……施旺記錄著,描畫著,隻用三年時間,就得出了結論:動物體也是由細胞構成的;一本劃時代的著作出現了,《關於動植物的結構和生長的一致性的顯微研究》轟動了科學界。

施萊登和施旺創立的細胞學說被恩格斯譽為19世紀的三大發現之一。它開辟了生物學發展的新階段,為達爾文進化論奠定了微觀物質基礎。今天,對細胞內部結構及其功能的深入研究,又促進了生命科學的發展。

細胞的形態

自然界的生物,都是由細胞構成的。細胞是生命的基本單位。當你吃西瓜時,可以看到果肉上許多發亮的小圓球,這是成熟西瓜的果肉細胞團,因為一個個細胞鬆散開來,所以吃起來很爽口。

絕大多數植物細胞,直徑一般為10—100u(1u=1/1000毫米);動物的細胞更小,一般隻有1011左右;細菌隻有一個細胞,比動物細胞還要小。細胞這麼小,所以隻能在顯微鏡下才能看到。

生物界裏也有很大的細胞。如苧麻的韌皮纖維細胞長達55厘米,可以用來紡織;未受精的鴕鳥蛋,也是一個細胞,算上各種附屬物,直徑可達10厘米。

細胞的形態也不一樣,這種差別是與細胞的功能相適應的。洋蔥的表皮細胞是扁平狀的,細胞與細胞之間非常緊密,沒有空隙,有保護內部細胞的功能。植物的根毛,是根毛區的某些表皮細胞的外壁向外突出形成的一條又細又長的毛狀物,這樣可以擴大細胞同環境的接觸麵積,有利於吸取水和無機鹽。果肉的細胞,壁薄,體積較大,有貯存營養的功能。