7.3 物種大爆發(fā)

雖然生命起源還是個(gè)謎,但地球生物通過進(jìn)化機(jī)制從簡單到復(fù)雜徐鹤,直到產(chǎn)生出人類垃环,這一過程已被更多的人所接受,也可以用化石返敬、基因等科學(xué)的方法加以佐證遂庄。

根據(jù)考證,在生命起源后長達(dá)三十多億年的時(shí)間里劲赠,生命的形式都是極簡單的微生物涛目,簡單到它們最多只是單細(xì)胞,或者連細(xì)胞結(jié)構(gòu)都沒有凛澎。而且這些微生物都生活在水里霹肝,陸地上依舊是荒蕪一片。但是塑煎,在距今5.4億前的某一個(gè)歷史時(shí)刻沫换,地球上突然出現(xiàn)了大量形態(tài)各異的多細(xì)胞生物,接著就出現(xiàn)了動物和植物的分化最铁,體型越來越大讯赏。幾個(gè)重要的生物分支分批的登上大陸垮兑,在那里呼吸空氣,完成更高級的進(jìn)化漱挎∩牵科學(xué)家們把那個(gè)很短的時(shí)期叫做“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”。

寒武紀(jì)動物化石出現(xiàn)的“突然性”和前寒武紀(jì)動物化石的缺乏识樱,甚至讓達(dá)爾文感到困惑。很多科學(xué)家將大爆發(fā)的原因歸結(jié)為“有性繁殖”的出現(xiàn)震束,因?yàn)橛行苑敝臣涌炝朔敝尺^程的變異性怜庸,從而加速了生物的多樣性。目前垢村,在已知的從細(xì)菌到高等動植物150余萬種生物中割疾,能進(jìn)行有性繁殖的種類占98%以上。

植物是生命進(jìn)化的先鋒嘉栓, 20億年前的藍(lán)藻就可以被認(rèn)為是古老的植物宏榕,它們即渺小,又偉大侵佃。它擁有植物最大的特點(diǎn)麻昼,能通過光合作用獲取太陽能,并以碳的形式將能量存儲起來馋辈。在這個(gè)過程中抚芦,藻類還放出了大量氧氣,使地球的環(huán)境變得適于后來的物種生存迈螟。

“生命大爆發(fā)”后的植物進(jìn)化就像現(xiàn)在的電子產(chǎn)品升級換代一樣叉抡,一次次獲得更強(qiáng)大的裝備。

4億多年前答毫,綠藻的后代開始從水中登上陸地褥民,它們進(jìn)化出具有維管系統(tǒng)的蕨類植物。在維管出現(xiàn)之前洗搂,植物的狀態(tài)消返,要么像在水中漂浮的藻類,要么像在陸地上附著的苔蘚蚕脏。維管產(chǎn)生后侦副,植物不僅能長出高大的根莖葉,還能在機(jī)體內(nèi)部傳遞水和其他養(yǎng)料驼鞭。從此生物開始站立于大地之上秦驯。

2億5千萬年前,以松柏挣棕、銀杏為代表的裸子植物開始興起译隘,這些植物已經(jīng)擁有了更為龐大的機(jī)體亲桥,世界上最高的巨杉可以超過百米,重超過千噸固耘。除此之外题篷,裸子植物還是地球上最早的種子植物。以前的植物的生命延續(xù)主要靠細(xì)胞分裂進(jìn)行厅目,而種子作為專門的生殖工具有其強(qiáng)大的生命力番枚。比如,在氣候變化的情況下损敷,母體會死去葫笼,但種子可以存活千年,等氣候適合的時(shí)候重新發(fā)芽成長拗馒。

1億4千5百萬年前路星,被子植物開始出現(xiàn),作為種子植物中的新一代物種诱桂,被子植物的種子不僅被包裹了果皮洋丐,還增加了“花”這個(gè)兩性繁殖的器官,這在遺傳挥等、發(fā)育的許多過程中獲得了更大的競爭力∮丫現(xiàn)在,陸地上大多數(shù)地表都已經(jīng)被這種綠色開花的植物所覆蓋肝劲,它們在赤道附近形成茂密的原始森林九榔,在中緯度有片片的農(nóng)田,在高緯度有廣袤的草原涡相。

地球上最早的動物是什么哲泊?這一問題在科學(xué)界爭議很大。一般認(rèn)為最早的動物也是單細(xì)胞的催蝗,只不過它們放棄了光合作用切威,而是直接或間接地吃掉植物細(xì)胞,用氧化碳的形式獲取能量丙号。在“生命大爆發(fā)”后水中出現(xiàn)了類似水母的多細(xì)胞的軟體動物先朦。和植物登陸需要維管系統(tǒng)一樣,動物最終發(fā)展出骨骼犬缨、血液系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)喳魏。

骨骼長在外面的,進(jìn)化出節(jié)肢動物怀薛,比如水中的蝦刺彩、蟹,陸地上的昆蟲,這是所有動物中種類及數(shù)量最多的一群创倔,已發(fā)現(xiàn)100多萬種嗡害。

骨骼長在里面的,進(jìn)化出脊椎動物畦攘,這就是我們?nèi)祟愃诘倪@支隊(duì)伍霸妹。脊椎動物同樣出現(xiàn)在5億年前那次生命大爆發(fā),其最主要的特征是身體里有一根脊椎知押。對于這根最有特色的骨骼組織叹螟,其不僅可以讓動物的身體如植物的枝干一般長得高大,更主要的是在脊椎內(nèi)保護(hù)著的一條中樞神經(jīng)台盯,讓他們越來越聰明首妖。比如:相比于軟體動物和節(jié)肢動物,魚類出現(xiàn)后爷恳,簡直是海洋世界橫空出世的金剛。在4億年前出現(xiàn)的鄧氏魚象踊,體長可達(dá)10米温亲,體重可達(dá)4噸,它的食物不再是植物杯矩,而是其他動物栈虚。

繼植物和昆蟲之后,魚類最終也登上了陸地史隆。在距今3.5億年前的泥盆紀(jì)晚期魂务,每當(dāng)陸上的氣候變得干燥,河流與湖泊周期性地變成污濁的池塘和廣闊的泥灘泌射。使得一些魚類遇到了強(qiáng)大的選擇壓力粘姜。它們要么死掉,要么想方設(shè)法用其他方式獲取水源和氧氣熔酷。自然選擇了一個(gè)可以在陸地上呼吸氧氣和爬行的分支孤紧,于是兩棲動物和爬行動物相繼產(chǎn)生了。

爬行動物是第一批真正擺脫對水的依賴而征服陸地的脊椎動物拒秘。最初的爬行動物和海龜類似号显,都是腿長在身體兩側(cè)“趴”著行走。在約2.5億年前一次生物大滅絕事件(地球上超過90%的物種消失)后躺酒,大中型動物反而都“站”了起來押蚤。這是人類直立行走之前,動物界最重要的行動方式改變羹应±康猓“直立”比“趴”可以承受更大壓力,而且可以讓動物在陸地上飛奔起來,不久后邁著堅(jiān)實(shí)步伐的恐龍就產(chǎn)生了钾菊。

最初帅矗,大多數(shù)恐龍很小巧,最多只有一部人力三輪車那么大煞烫。在取得競爭優(yōu)勢后浑此,經(jīng)過八千萬年的演化,有的恐龍就進(jìn)化成拖拉機(jī)那么大了滞详。當(dāng)時(shí)天上飛的有翼龍凛俱,海里游的有魚龍,陸地上爬的有劍龍料饥、鳥龍蒲犬、霸王龍……,它們既有吃“草”的龍岸啡,也有食“肉”的龍原叮。在當(dāng)時(shí)的地球上,恐龍占據(jù)了海巡蘸、陸奋隶、空三度空間的各個(gè)領(lǐng)域≡没模恐龍不僅體型巨大唯欣、種族繁盛,其鼎盛時(shí)期更是長達(dá)一億六千萬年搬味,相比之下人類起源至今只有幾百萬年境氢。

這里還需要補(bǔ)充說明一下與生物進(jìn)化相關(guān)的地球環(huán)境變化。大陸漂移學(xué)說認(rèn)為地球上的陸地并不是一直是我們目前看到的七大洲的樣子碰纬,他們有時(shí)聚合成一整塊超大陸萍聊,有時(shí)分裂成很多小塊陸地。地質(zhì)學(xué)家把這種周期性的聚合和分離叫做超大陸旋回悦析。比如:在恐龍剛剛繁盛的時(shí)期地球上的陸地還是連在一起的一整塊脐区,我們叫它“盤古大陸”。后來大洲之間出現(xiàn)裂縫(就像今天的東非大裂谷)她按,到6500萬年前分裂成今天的幾片大洲牛隅,所以現(xiàn)在在南極洲也能找到恐龍化石。

除了超大陸旋回酌泰,地球上還有冰期旋回媒佣。地球上的溫度并不穩(wěn)定,曾歷經(jīng)多個(gè)溫度持續(xù)下降的“冰期”陵刹。關(guān)于冰期的成因?qū)W界至今仍無一定論默伍,部分學(xué)者認(rèn)為,可能和地球自轉(zhuǎn)時(shí),地軸傾斜角度的改變有關(guān)也糊。在地球歷史上甚至發(fā)生過著名的“雪球事件”,這是一種非常極端的冰川作用炼蹦,冰川會一直從兩極蔓延到赤道,整個(gè)地球就形成了一個(gè)大雪球狸剃。

除了地殼運(yùn)動掐隐、冰期之外,還有氧氣占比變化钞馁、小行星撞地球等事件虑省。所以地球上的生物可謂多災(zāi)多難,甚至發(fā)生過好多次生物大滅絕事件僧凰。但進(jìn)化的機(jī)制恰好讓地球生物擁有著強(qiáng)大的生命力探颈。它們在氣候舒適的時(shí)候競爭資源,不斷產(chǎn)生新的物種训措,在遇到災(zāi)難時(shí)伪节,適應(yīng)環(huán)境變化的物種存活下來,此后又借助優(yōu)勢壯大起來绩鸣。

離我們現(xiàn)在最近的生物大滅絕事件就是:高大的恐龍?jiān)?000萬年前突然在地球上就滅亡了怀大。就在恐龍剛剛滅亡時(shí)候,矮小的哺乳動物卻強(qiáng)大了起來全闷。和恐龍相比,哺乳動物有兩大優(yōu)點(diǎn):一是擁有恒溫的身體萍启,可以抵抗多變的氣候总珠。二是以胎生代替了卵生,提高了后代的成活率勘纯。這些改變很快讓哺乳動物跑到了生態(tài)鏈的最頂端局服。

在哺乳動物中,有一只富于感情驳遵、只有老鼠那么大的小動物——原始狐猴淫奔,它靈巧的攀上樹梢,眺望遠(yuǎn)方堤结,開啟了向人類進(jìn)化的征程唆迁。

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