正文 2 生命的進化(1 / 3)

生命沒有辜負地球億萬年的等待款款而來,踏上了艱難而又曲折的征程,隨著環境的改變,經曆著生命的“嚴冬”與“春天”,不斷地從寂滅走向複蘇,在挫折中頑強奮進。

2.1回眸生命的曆程

地球上出現生命之後,生命由簡單到複雜,由低級到高級,不停地演替和進化。為了讓讀者更容易地梳理出生物進化的路徑,也為了便於講解,我們按照生物出現、進化的時間順序來逐步講述。

現在科學界公認的時間分界為:前寒武紀(5.45億年前)、寒武紀(距今5.45億年~4.95億年)、奧陶紀(距今4.95億年~4.40億年)、誌留紀(距今4.40億年~4.17億年)、泥盆紀(距今4.17億年~3.54億年)、石炭紀(距今3.54億年~2.92億年)、二疊紀(距今2.92億年~2.50億年)、三疊紀(距今2.50億年~2.06億年)、侏羅紀(距今2.06億年~1.42億年)、白堊紀(距今1.42億年~6500萬年)、第三紀(距今6500萬年~180萬年)、第四紀(距今180萬年到現在)。其中,第三紀和第四紀還可以細分,後麵會詳細講到。

下麵,我們就將追溯時間的長河去一窺生命的進化曆程。

2.1.1生命初窺——前寒武紀

前寒武紀是所有的時間分段中最長的。眾所周知,地球大約有45億年的曆史,而前寒武紀占了其中40億年!因為地球自身的演化和生命的形成占用了過於久遠的時光。許多人認為生命起源於原始地球海底的“黑煙囪”中,大約在38億年前,生命誕生。這未必是準確的時間,隻是科學家發現的最早的生物化石存在的時間。在距今35億年前左右出現了藍細菌,即藍藻。藍藻作為地球上“第一代的霸主”,在長達10億年的統治時期內,極大地改善了地球的環境。後來,隨著真核細胞和多核細胞體係的出現,生命的進化才真正進入正軌,速度不像之前那樣緩慢,生命的形態和發展變得更多姿多彩。

不過,在前寒武紀的末期,地球出現了第一次生物大滅絕,大部分的生命都不明原因地不見了。板塊運動、地質變化使得當時地球的麵貌已無從考究。有一種說法,因為出現了一種食肉動物,前寒武紀的生物很多都是遠古軟體動物,沒有硬質外殼的保護,遂被捕殺殆盡。不管怎麼說,還是有一些多細胞生物跨過了這一道坎,進入到下一個紀元。

2.1.2第一個盛世——寒武紀

吸取了前寒武紀生物大滅絕的教訓,寒武紀的海洋生物進化出了堅硬的外殼和鱗甲以保護自身。另外,寒武紀還是生物史上的宏偉巔峰,現在的所有生物,幾乎都能在寒武紀找到出處。地球上呈現一派繁榮的景象,也被稱作“寒武紀大爆發”。

化石研究發現,寒武紀出現了種類繁多的海洋生物,有些甚至現在還未揭開身世之謎。

寒武紀中的代表生物應該是三葉蟲了。三葉蟲是一類生物的統稱。科學家發現,寒武紀生物中差不多1/3的生物都屬於這一類。已經發現的三葉蟲化石就有1.5萬種之多,大小在30厘米到顯微鏡可視不等。三葉蟲身體由三個垂直的葉組成,有堅硬的外殼,用節肢在海底爬行,遇到危險會縮成團,用外殼來保護自己。三葉蟲是最早進化出眼睛的生物之一,在魚類還沒有統治海洋之前,三葉蟲的足跡遍布海洋的每個角落,種類豐富,充分展現了生物多樣性。雖然整個三葉蟲綱沒有逃脫滅絕命運,但卻留下了許多化石可供研究。但要說寒武紀的霸主,當屬奇蝦(意為“不成對的蝦”)。奇蝦是一種凶猛的肉食動物,有兩個有力的前肢,可以輕易地抓住獵物送到嘴中。

另外,在寒武紀,還出現了脊椎動物的前身——匹卡亞蟲,有些像長了一些側鰭的蛇。別小瞧了它!這個蠕蟲樣的海洋生物背部有根脊索,脊椎就是在此基礎上進化來的;也就是說,現存脊椎動物(當然也包括人)的祖先有可能是這個小生物。

說寒武紀是生物史上的第一個盛世,真是一點都不為過。

2.1.3向陸地進發——奧陶紀與誌留紀

奧陶紀出現了最早的真正意義上的脊椎動物,形態有點像它們的祖先——寒武紀出現的匹卡亞蟲。脊椎動物在奧陶紀發展起來,不過占統治地位的還是無脊椎動物。奧陶紀是無脊椎動物的天堂。各種珊瑚、海星、海膽、海綿等今天可見的海洋生物都各自悠然自得地活在屬於自己的小天地裏,多樣的生物構成一座古老的“海底花園”。縱使滄海桑田,它們的形態卻沒有特別大的變化,隻不過從過去的生物主導地位到現在的“退居二三線”而已。

另外奧陶紀的生物開始向陸地進發。由於地球板塊的運動,一些海洋變成淺灘,植物的祖先——綠藻首當其衝,被迫向苔蘚類植物演化。自此,植物就漸漸在陸地上安家落戶,並在陽光、水分、大地、空氣的滋養下,開始壯大隊伍,盡情發展。

地質學家們在研究植物的遺留痕跡時,還驚喜地發現了最古老的陸地動物的足跡。據推測應該是某種節肢動物,是今天昆蟲、蜘蛛等的祖先。

到了誌留紀,海洋中開始出現魚類的身影,盾皮魚(一種原始的有頜魚)披著骨板,穿梭在海洋的各個角落。海底到處都是體態萬千的海百合、珊瑚蟲,五光十色的海底可比今天遭受汙染的海底要漂亮和絢爛得多。可不要被這片美麗所迷惑,海洋中還有著恐怖的殺手——海蠍子,樣子就像2米長的龍蝦!稍加想象你就能感受到它的恐怖。除了海洋之外,陸地上的植物和無脊椎動物也有著很大的發展。植物已經不滿足趴在地上的形態(苔蘚、地衣),開始站立起來,“昂首挺胸”(維管植物)。最早的陸生維管植物當屬庫克遜蕨了。節肢動物的體係成員也不斷擴大。陸地生物已經形成了完整的食物鏈和食物網。

2.1.4魚類天堂——泥盆紀

在泥盆紀,魚類是當之無愧的主角。體型巨大的盾皮魚在泥盆紀的海洋中處於整個食物鏈的頂端。有些魚的體長甚至可以達到5米!早期的鯊魚已經出現,並且跟4億年後繼續稱霸海洋的生物十分相像。有了鯊魚這個“帶頭大哥”的領導,魚類稱霸海洋自然沒有什麼難度。魚類的發展還有另一種路線,魚類中出現了一種肉鰭魚。南非發現的腔棘魚(沒有爭議的活化石)就是幸存的一種肉鰭魚。所謂的肉鰭魚,就是魚類的鰭長在身體肉質凸起或是垂肉上。這種肉鰭後來進化成了四肢,與此同時,它們的體內已經進化出了類似於肺的器官,以適應陸地上的生活,這就是最早的兩棲類了。

但是,在經過了6000萬年的繁榮之後,又一次生物大滅絕襲來了。大批生物永遠消失在了曆史的長河中。不過生命頑強不息,用不了多久,就有新生力量補充壯大。

2.1.5造煤時期——石炭紀和二疊紀

在石炭紀,隨著氧氣含量的增高,生物新陳代謝能力的提高,生物擁有更大的體型。就連節肢動物蟑螂、蜘蛛也是龐然大物,那時的蜘蛛是可以捕食脊椎動物的!巨大的植物和動物把地球變成了一個巨人王國。一些大的植物可以輕輕鬆鬆地長到50米高,也就是今天16層樓的高度!許多森林生長在沼澤地中,在這些高大的植物死亡之後,枝幹沉入沼澤之中,隨著腐爛植物的不斷堆積,形成了黏稠的泥炭層。再經過數百萬年的壓縮石化,就變成了今天的煤炭。今天作為現代工業推手,促進人類發展的煤炭,竟是3億年前古老生命的饋贈。除了形成煤的巨大植物之外,地球還生活著許多與今天生物形態相似的個體。

到了二疊紀,地球出現了爬行動物。作為泥盆紀兩棲類的延續,爬行類有了很大的發展。有些爬行動物不思進取又返回水中生活,如中龍;而始虛骨龍開始滑翔,雖然飛行距離短,但是在飛。蕨類植物成為陸生植被的主角,封印木、鱗木、蘆木等高大喬木狀的蕨類植物很是繁盛。

不過地球的環境變得惡劣,火山活動頻繁,在二疊紀的末期,生物史上最大的滅絕開始了,九成的生物沒有看到下一紀的太陽。地球上到處彌漫著死亡的氣息,再次沉寂。

2.1.6爬蟲天下——三疊紀

三疊紀、侏羅紀和白堊紀共同組成了中生代。在三疊紀,爬行動物有了飛躍式的發展,而祖龍是這支生力軍的核心力量。祖龍的名字你也許有些陌生,但它的一支,發展成了曆史上著名的恐龍。不過先別急,現在先介紹恐龍的祖先——祖龍。三疊紀是祖龍的天下,鷹龍是祖龍中最出名的。鷹龍不會飛,但身上有著堅硬的鱗片,是祖龍中的佼佼者。另外,犬齒類的爬行哺乳動物也生活在三疊紀,它們很可能是以後哺乳動物的祖先。隻不過在祖龍橫行天下之時沒有優勢罷了。海洋軟體動物和頭足動物數量、種類激增。陸地上也首次出現了繁榮的白蟻都市。裸子植物逐漸成為陸生植被的主角,並在中生代最為繁盛,因此中生代被稱為“裸子植物時代”。

2.1.7恐龍盛世——侏羅紀和白堊紀

侏羅紀相信大家都比較熟悉,那是恐龍的樂園。確實,那是一個恐龍稱霸的時代。人們對那段曆史的了解要比對其他曆史時期的了解多得多。著名的恐龍,有肉食性也有素食性,如身長可達27米的梁龍,殘暴的巨齒龍,頭上有頭冠的雙棘龍,背了一座“小山”、背後有骨片的劍龍,還有會飛行的翼龍……都被人們所熟悉。這時期生物的種類及數量都大幅度增加。個頭像烏鴉,下肢發達的始祖鳥展示著翅膀和牙齒,宣示著它可是最古老的鳥類!

到了白堊紀,鳥類(反鳥)激增,恐龍繼續強勢。被子植物花朵已進化出花瓣和雄蕊,姹紫嫣紅,爭奇鬥豔。奇妙的是,花朵與授粉昆蟲蜜蜂、蝴蝶等同時進化。知道嗎?今天街邊的木蘭花在那時已經出現了!

之所以叫白堊紀,是因為6500萬年前的海洋生物化石的主要成分是白堊,是一種石灰岩,顆粒細小,我們平時用的粉筆的成分也是白堊。在這一階段,恐龍種類最多,相貌也最怪異,經曆了由巔峰走向滅亡的過程。最著名的當屬暴龍,也就是俗稱的霸王龍。值得一提的是,這個最後滅絕的體型最大的恐龍前肢短小,後肢隻有3個腳趾,所以有科學家認為暴龍不適合快速行動,不以捕獵其他動物為生,而以其他動物吃剩的屍體為食。在白堊紀的末期,一場史上最著名的生物滅絕發生了,70%的生物物種滅絕,恐龍無一逃脫。至於恐龍滅絕的原因,至今還沒有定論,有人認為是大規模的火山爆發,有人認為是小行星的撞擊,但不管怎麼說,恐龍們以自己最不願意的方式退出了曆史的舞台。

2.1.8生物新紀元——第三紀

第三紀分為5個世,總跨度超過6300萬年。與前麵介紹的地質時期相比,第三紀的生物進化速度要快得多。

進入古新世後,哺乳動物開始了第一次大爆發。哺乳動物從白堊紀的大滅絕中幸存下來之後,在古新世贏來了新春。它們體型都不大,生活在茂密的森林裏。除了哺乳動物,古新世還出現了許多奇怪的生物。用今天的眼光看,它們更像一些中間體,例如恐鳥,就像恐龍和鴕鳥的中間體,這種食肉的不會飛的鳥類直立可達2米多高。古新世之後,進入始新世。看似有名稱的劃分,但兩者其實沒有明確的界限。生物繼續高速進化,種類越來越多。

到了距今3400萬年的漸新世,草原的出現讓三個胃的長頸駝和反芻動物走上舞台,我們今天熟知的羊、牛等生物也已在享受午後悠閑的陽光了。重要的是,靈長類開始發展,而在中新世,類人猿已經出現了。化石顯示,中新世出現的類人猿很可能就是人類的祖先。

在最後的上新世,我們把注意力都放在了人類自身的進化中。現在已經發現了距今約500萬年的人猿化石,還有著名的距今300多萬年的“露西”。這些化石證據都在告訴我們人類進化的曆程。到了170萬年前,直立人和匠人的形體已經和現代人比較接近了,並且可以使用簡單的工具,人類的進化已經有了軌跡可循。除了可以看到人類的進化史,還可以看到非常多的著名的生物,比如劍齒虎就生活在這一時期,還有和大象一樣巨大的巨型樹懶等。

2.1.9冰河世紀——第四紀

180萬年前,地球開始變冷,寒冷的天氣持續了9萬年!這個時期也有它的代表生物,如猛獁象、原牛、海豹、海獅等。與此同時,人類也在繼續發展,正如曆史課本所描述的,世界各地都陸續出現了原始人的蹤跡,腦容量和形體也越來越接近現代人。在冰雪退去之後,地球迎來了溫暖的全新世。在這個時期,人類已經開始占據地球的主導權,生物滅絕的原因不再是氣候的演變,而是人類的獵殺。同時,人類開始播種、飼養家畜、定居生活,創造出各式各樣燦爛的文明。

了解動植物的進化曆程後我們不難發現,生命的進化曆程是一個從簡單到複雜,從低等到高等,由水生到陸生的漫長的演化過程,在這個過程中不能適應環境的物種不斷被自然淘汰,新的適應性更強的物種不斷出現,環境與生物相互影響,相互作用,終究形成了我們所熟知的生物圈。