这是一个很大的题目哦,设计太广了,随便说说吧
从几十亿年前地球形成开始是没有生命的,但是地球特定的地理环境有大气层和水,在大气层中有闪电产生,由于闪电的作用,地球中最原始的无机物质在闪电的作用下形成氨基酸等最基本的生命体的单体(这个是米勒实验验证的)。然后经过漫长的化学反应,氨基酸逐渐形成肽链的高分子的物质,然后再经过漫长的演化而与其他大分子物质形成单细胞生物。单细胞生物比较简单,在演化的过程中,单细胞生物组建聚集起来,形成团聚的多细胞团,多细胞团的功能相同,形状相同。细胞内部功能出现分化,向着专门化的方向发展。这是多细胞生物产生的基础。
从多细胞生物开始进一步演化,从原生动物、腔肠动物等单细胞动物到线形动物等高级一点的多细胞动物。这些可以说事无脊椎动物的鼻祖。
从无脊椎动物进一步演化到脊索动物,就逐渐出现脊椎动物的雏形了。
脊椎动物从鱼类开始进化,整个进化的思路是要摆脱水环境的影响。鱼类向着两栖类发展,可以离开水而相对独立生活,呼吸系统进化很大,从鳃到肺和皮肤呼吸。两栖类再到爬行类,表皮能够防止水分蒸发,呼吸系统进一步进化。然后到了鸟类,最终演化成哺乳类。
整个进化过程是从单细胞到多细胞,从低级到高级的过程。是细胞内分工的结果,是自然选择和生物对环境适应的过程。
生命的诞生
如果说海洋动物登上陆地历史不长,是由于生物大爆炸在5亿年前才发生,是可以理解的,但植物也很晚才来到陆地,这似乎就不好理解了。一种解释这仍然是因为氧气,氧气所形成的臭氧层能屏蔽可以穿透其它气体的紫外线,有了臭氧层,生命才能离开能防护紫外线的海水在陆地上直接面对太阳。地球大约在4亿年前形成了臭氧层,于是生命就在这个时候大规模地转移到陆地。
陆地和海洋的进化衔接,可以用今天仍然活着的古老的总鳍鱼来演示,一个纯粹的深海鱼类,却长着类似陆地动物的腿,显然,当时有很多鱼用腿走上了陆地,而这条鱼的祖先因为勇气不够又退回去了。我们就是那些勇往直前者的后代,我们身体中,都是勇敢者的基因。
不过,生命真正的登陆,不只是靠鱼长腿,还依赖于地球核心的动力,因为生命星球上的充满水分的气候,必然要侵蚀地貌,如果没有造山的机制,那么地球上有过的山脉早就被磨平了,平地就意味着没有河流。而没有河流的陆地,生命是不可能深入的。然而地球有一个造山的发动机,这就是转动的热核,核心的岩浆通过层层地幔向上传导热量,由它而引发的造山运动从来没有停止,这种造山运动几乎每隔一亿年就把地球的面貌彻底地修改一次。最近的一次最大规模的造山运动,离我们只有4千万年,它造就了地球上最高的喜玛拉雅山脉和辽阔的青藏高原,同时也影响了至少半个地球的生态和人类文明的布局。
地球上的山脉和河流都是年轻的,生命的气候对地球表面的磨损要求地球不停地去修复,保持地表上永远的高低不平,从而使生命在使用地球的陆地之后,还能享受到由河流所贯穿的通向陆地深处的生命链,我们的地球在40多亿岁的高龄,依旧蕴藏着沧海桑田的生机。
从地心传递的整个地球的活力对生命的存在、进化,都有着其它的和我们类似的星球不可比拟的优势,金星上也有高山,甚至比地球上的山脉还高,但它们是几十亿年前形成的,只是气候干燥没有被磨损掉,其它的岩石行星也都是这种苍老,不知这是一种巧合,还是必然,总之一个没有生命存在的星球,它的表面物理动态也近乎于停滞。
地球的活力不只是制造山脉和河流,它甚至改变整个大陆的形状,当地心的热核一旦觉得热散得不舒服,就会把陆地拱开,就像一个婴儿踢被子一样,这个踢的过程,就是大陆漂移,在最近的两亿多年中,地球的大陆曾经从远古的3块,在一亿年前合成一块,接着又分开成今天这样。
这种漂移不管是分,是合,都给生命的进化模式带来巨大的影响。今天的大陆,据考察是自有生命登陆以来板块分割得最多的状态,而每块大陆显然都有不同的生物种类,实际上,由孤立导致的生物多样性似乎比其它因素导致的多样性更加明显,而我们的祖先——灵长类,就是在大约6000万年前,相继在大陆板块相互漂移得最远的时候诞生的。
生命的登陆
地球充满活力,是因为地球的旋转,这种旋转保护生命自远古存在并一直推动生物进化到智能文明,但是,今天的智能文明,却并不需要地球旋转得太快,因为过快的旋转所引发的太多的地震、火山或者狂风都会给人类带来灾害。
我们运气很好,地球有一颗卫星——月亮。它的质量只有地球的80分之一,但它的引力足以成为一个给地球这个转轮安置的无形刹车,不断给地球的自转减速,在以往的40多亿年里,月球至少使地球自转速度减慢了一半,而月球也随着地球的转速减慢放松了对它的束缚,逐渐地离地球远去,远到当人类出现之后,从地球上看它的表面直径和太阳的表面直径正好吻合,这给人类观测太阳的活动规律,带来极大的方便。
由月球造成的海洋潮汐每时每刻都抚摸着陆地,正是这个把小小贝壳推动的力量,亿万年来,亿万次的摩擦,终于使地球的转速逐渐地从每天10个小时的昼夜交替,减慢成24个小时。
月亮留给我们足够做美梦的温馨长夜,它赠给人类的最珍贵的礼物是地球有史以来最稳定的地壳。
月球离地球只有38万公里,因此人类可以看到它的表面轮廓,但无论人们怎样想象月球上的神话,月球却是一颗死星球,月球和地球在同样的距离得到太阳的光辉,然而由于月球比地球小得多,它们的命运就完全不同。
类似月球的卫星
但宇宙是复杂的,像月球这样的小天体如果遇到一些特殊的外在条件,它们的表面会发生难以想象的事情,在太阳系大行星的周围,有很多类似月球这样的卫星,它们虽然离太阳很远,但却由于它们靠近引力巨大的行星,于是它们出现了和我们的月亮完全不同的情况。
木星是太阳系里最大的行星,质量比地球大300多倍,拥有16颗卫星,其中有4颗和月亮差不多大,它们应该和月亮的表面状态相似,但情况完全不同。其中的木卫1离木星最近,于是,木星的巨大引力搅动了它内部的热能,这些热能源源不断地从核心喷出,形成火山,火山的岩浆早已多次覆盖了这颗星球的表面,从现在的情形看,火山依然在猛烈地喷发,不知道它已经喷了多少岁月和将要再喷多久,然而,一个天体上有复杂的物理和化学动态,对于我们研究生命起源是非常宝贵的。
而木卫2则是一个在零下170度的寒冷太空中,居然可能拥有液态水的天体,——外面是冰,里面是水,它的冰层有被木星潮汐力撕扯后重新冻结的痕迹,这也许会证明除了核聚变能以外,引力能也可以创造液态水,那么这也许意味着在远离恒星的地方也会有生命,因为液态水被认为是生命存在的最直接的条件。
木星的成份基本都是氢气,超新星制造的重元素在宇宙所占的比重毕竟很少,所以大部分还都是像氢气这样的古老物质。土星是最典型的氢气的产品,因为它的比重比水还轻,但它的美丽的光环却是重元素,土星的光环基本上是由岩石和冰块组成,巨大的土星和它的稀薄的光环的物质比例,大概就代表了太阳系里宇宙的原始物质和超新星制造的重元素的之间的比例关?/ca
参考资料:
达尔文主义
Darwinism
英国生物学家C.R.达尔文创立的以自然选择为中心的生物进化理论,即通常所指的进化论。达尔文运用大量地质学、古生物学、比较解剖学、胚胎学等方面的材料,特别是他在环球航行期间以及研究家养动植物时所获得的第一手材料,令人信服地证明了现存多种多样的生物是由原始的共同祖先逐渐演化而来的,揭示了自然选择是生物进化的主要动因,从而使进化论真正成为科学。自然选择的主要内容包括变异和遗传、生存竞争和选择等。变异是选择的原材料,在生存竞争中,有利的变异将较多地保存下来,有害的变异则被淘汰。有利变异在种内经过长期积累,导致性状分歧,最后形成新种。生物就是这样通过自然选择缓慢进化的。英国生物学家A.R.华莱士与达尔文同时提出了类似思想,并于1889年第一次把达尔文的学说称为“达尔文主义”。达尔文主义的著名代表人物还有T.H.赫胥黎和E.H.海克尔。
达尔文主义第一次把生物学放在完全科学的基础上,它的产生不仅是生物学的伟大革命,也是人类思想史上的伟大革命,具有巨大的哲学意义。它用自然选择的进化学说合理地说明生物的多样性和适应性,从而有力地打击了唯心主义的特创论和目的论利用生物的多样性和适应性长期宣扬的上帝有目的地创造生物的观点,这是唯物主义世界观的伟大胜利。马克思、恩格斯高度评价达尔文的进化论,并把它引为自己学说的自然史基础。唯心主义者则试图利用达尔文主义宣扬他们的哲学思想和社会政治观点,产生了社会达尔文主义、庸俗进化论等流派。围绕达尔文主义所展开的哲学斗争,一直延续至今。
在达尔文时代,细胞学说刚刚建立,遗传学尚未成为科学,因而达尔文主义没有也不可能揭示生物遗传、变异的机制。此外,达尔文还过分强调了生物的缓慢进化。19世纪末叶以来,出现了把达尔文的自然选择学说与遗传学相结合的趋势,各门生物科学的新成就使达尔文主义发展到一个新的阶段(见新达尔文主义、综合进化论)。
新达尔文主义
neo-Darwinism
C.R.达尔文的自然选择理论和A.魏斯曼的种质学说相结合的一种生物进化理论。新达尔文主义产生于19世纪末,创立者是德国生物学家魏斯曼。美国遗传学家T.H.摩尔根、英国遗传学家J.A.汤姆逊也是有影响的新达尔文主义者。1896年,G.J.罗马尼斯首次将这种理论称为“新达尔文主义”。
19世纪下半叶,细胞学取得了长足的进步,陆续发现了细胞核、染色体以及有丝分裂、减数分裂等重要事实。在这些成就的基础上,魏斯曼通过自己的实验研究,认真探讨了遗传和进化问题。他做了著名的小鼠尾巴切割实验,发现连续切割22代,小鼠尾巴并未变短,他由此否定获得性状遗传(见拉马克主义)。魏斯曼提出,生物体由种质和体质所组成。种质即遗传物质,专司生殖和遗传;体质执行营养和生长等机能。种质是稳定的、连续的,不受体质的影响,它包含在性细胞核主要是染色体里。获得性状是体质的变化,因而不能遗传。魏斯曼认为,进化是种质的有利变异经自然选择的结果。1917年,摩尔根提出“基因论”,把魏斯曼的种质发展为染色体上直线排列的遗传因子、即基因。新达尔文主义是进化学说发展中承上启下的一个重要阶段。魏斯曼把遗传学和自然选择学说结合起来,开创了进化论研究的新方向。他首次区分种质和体质,指明了遗传的物质基础及其连续性,在遗传机制上补充了达尔文的观点。这是新达尔文主义的重要贡献。然而,魏斯曼把种质和体质绝对对立起来,具有一定的局限性。
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达尔文主义·新达尔文主义·现代达尔文主义
文/马铁山 郝改莲
1 达尔文主义
�亦即达尔文学说,它是达尔文在他的《物种起源》等著作中,从分类学、形态学、胚胎学、生物地理学、古生物学等方面,列举事实证明不同生物之间有一定的亲缘关系;古代生物和现代生物之间有着共同的祖先;现代生物是远古少数原始类型按照自然选择的规律逐渐进化的产物。它是一个庞大的生物进化体系。在达尔文学说的科学体系中,最主要的是自然选择学说,其主要内容可以概括为:过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。随后,英国的赫胥黎、德国的海克尔等称赞并接受达尔文主义,同时也在不同方面发展了达尔文的进化学说,成为达尔文主义学派。
�达尔文进化学说,回答了拉马克所不能解释的许多问题,是当时最完满的进化理论。该学说在思想方面、学术内容方面和科学方法方面作出了极其重要的贡献。但是在许多方面也引起了争议。首先,达尔文关于生存斗争的论述包括多个方面,即生物跟无机自然条件的斗争;跟同一物种的斗争——种内斗争;跟不同物种的斗争——种间斗争。但他主要指的是繁殖过剩所引起的种内斗争。显然,达尔文的这种认识是不全面的。事实上,生命自然界各类生物之间,既包括冲突,也包含和谐;既包含对抗,也包含合作。达尔文则过分强调“斗争”这个侧面,而忽略了其他方面的种种联系。其次,他把繁殖过剩所引起的生存斗争当作生物进化的主要动力是不恰当的。事实上,没有繁殖过剩,物种也会变异,旧种也会绝灭,新的更发达的种也会取代它们。第三,达尔文的某些主张仍然得不到现代科学的支持。达尔文同意生物在环境条件影响下获得的新性状可代代遗传。达尔文的这种获得性遗传(拉马克提出)假说作为科学上的一个普遍规律,仍然得不到充分的证明。
�2 新达尔文主义
�新达尔文主义是德国动物学家魏斯曼提出的,魏斯曼、孟德尔、德弗里斯和摩尔根等都是有影响的新达尔文主义者。他们组成了新达尔文主义学派。魏斯曼(August NeoDarwinism Weismann,1834~1914)反对达尔文的获得性遗传的思想,但同时又接受了达尔文自然选择的一般概念,并把这种选择机制推广到种质,提出了“种质论”,即生物体是由种质和体质组成的。种质是生殖细胞,体质是体细胞,因此,新物种的形成是由种质产生的,二者不能转化。环境条件只能引起体质的改变而不能引起种质的变化,因此获得性是不能遗传的。孟德尔(Gregor Johann Mendel,1822~1884),奥地利遗传学家,他提出了“遗传因子说”,即控制生物性状的遗传物质是以自成单位的因子存在着。他们可以隐藏不显,但不会消失。在减数分裂形成配子时,成对因子互不干扰彼此分离;通过因子重组再表现出来。孟德尔的观点说明了支配遗传性状的是因子,而不是环境。这与达尔文获得性遗传的说法显然不同。德弗里斯(Hugo De Vries,1848~1935),荷兰植物学家,他提出了“突变论”,他认为进化不一定像达尔文所讲的那样,通过微小变异(连续变异)而形成,他说变异可以是一种不连续的,由突变引起而直接产生新种。显然,在德弗里斯看来,自然选择在进化中的作用并不重要,只是对突变起过筛作用。摩尔根(Thomas hunt Morgan,1866~1946),美国细胞遗传学家。他提出了“基因论”,他认为基因在染色体上呈直线排列,从而确立了不同基因与性状之间的对应关系。这样也就可以根据基因的变化来判断性状的变化了。摩尔根认为,生物的基因重组是按一定的频率必然要发生的,它的发生与外界环境没有必然的联系。并认为,这种变异一经发生就以新的状态稳定下来。因此获得性状是不遗传的。
�新达尔文主义学派尽管提出了“种质论”“基因论”“突变论”等,但也有许多地方引起了争论。首先,新达尔文主义是在个体水平上研究生物进化的,而进化是群体范畴的问题。因此,这一学说在解释生物进化时,在总体上具有一定的局限性。其次,新达尔文主义学派中的多数学者,漠视自然选择学说在进化中的重要地位,因此他们不可能正确地解释进化的过程。
�3 现代达尔文主义
�也称综合达尔文主义,是以乌克兰遗传学家杜布赞斯基《遗传学和物种起源》(1937年出版)一书的问世为标志的。杜布赞斯基在此书中提出的“综合理论”是现代达尔文主义的理论基础。综合理论的基本内容包括:(1)种群是生物进化的基本单位;进化机制的研究属于群体遗传学的范围。(2)突变、选择、隔离是物种形成及生物进化中的3个基本环节。他认为,突变是普遍存在的现象,突变不仅能产生大量的等位基因,还可以产生大量的复等位基因,从而大大增加了生物变异的潜能。随机突变一旦发生后就受到选择的作用,通过自然选择的作用,使有害的突变消除,而保存有利的基因突变。其结果便造成基因频率的定向改变,这才使新的生物基因类型得以形成。群体的基因组成发生改变以后,如果这个群体和其他群体之间能够杂交就不能形成稳定的物种,也就是说,物种的形成还必须通过隔离才能实现。这是他早期提出的综合理论,又称“老综合理论”。1970年,杜布赞斯基又发表了他的另一本书《进化过程的遗传学》。在这本书中,他又对以上综合理论进行修改,他认为在大多数生物中,自然选择都不是单纯的起过筛作用的。在杂合状态中,自然选择保留了许多有害的甚至致死的基因,其原因就在于自然界存在着各种不同的选择机制或模式。这一思想相对于“老综合理论”成为他的“新综合理论”。
�杜布赞斯基以上的综合理论,综合了自然选择学说与基因论两种观点,吸取了达尔文学说的精华,又提出了自然选择模式概念,从而丰富和发展了达尔文的选择性,他又引入了群体遗传学的原理,弥补了新达尔文主义基因论的不足。他用分子生物学和群体遗传学的原理和方法,阐明了生物进化过程中内因(生物的遗传变异)和外因(环境的选择)、偶然性(遗传变异)和必然性(选择)的辩证关系。尽管如此,在进化理论研究的一些重要问题上,杜布赞斯基的综合理论还不能作出有说服力的解释。如生物体新结构、新器官的形成等比较复杂的问题,单纯用突变、基因重组、选择和隔离的理论是不能完全解释的。如果离开了生活方式的改变,离开了习性与机制变异的连续作用,离开了与其他器官的相互影响,很难做出令人满意的回答。此外,这一学说把实验方法理解为研究生物进化问题的惟一手段也是不恰当的。
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化石(fossil) 保存在岩层中的古生物遗体、遗物和活动遗迹。化石一词源自拉丁文fossillis,意为挖掘。化石是古生物学的主要研究对象,它为研究地质时期的动、植物生命史提供了证据。中国古籍中早已有关于化石的记载,如春秋时代的计然和三国时代的吴晋,都曾提到山西省产“龙骨”,“龙骨”即古代脊椎动物的骨骼和牙齿的化石;《山海经》也有“石鱼”(即鱼化石)的记述;南朝齐梁时期陶弘景有对琥珀中古昆虫的记述;宋朝沈括对螺蚌化石和杜绾对鱼化石的起源,已有了正确认识。迄今,发现最早的细菌化石为距今35亿年前的澳大利亚瓦拉翁纳群中的丝状细菌化石。
1、生物进化是否有一部分是通过遗传变异进行的?
生物进化完全是遗传变异的结果。所有生物最初的形式都是单细胞的,由于环境的变化,比如紫外线在生命之初是很强烈的,造成生物变异非常频繁,于是大量新物种产生。这种单细胞的变异是非常不稳定的(日本发生过一起大肠杆菌变异致病案件,就是因为单细胞不稳定,很容易变异,并且大量复制,以至成灾。现在人们也利用单细胞的不稳定性诱导新特性用来科研或生产),因此,物种非常繁多,但遗传性状保持不好,所以物种剧增。后来,出现了多细胞生物,遗传开始占主导地位,变异虽然也是推动进化的动力,但已经不再频繁发生了,这样才能保证父母生出的子女还是同一物种,不会父母是狗,子女成猫,也不会龙生九子了。这样才能让物种繁衍。当然,随着环境的变化,物种不会静止不变,他们也有变异,于是就出现了分化,同时,适应环境的个体可以存活,并把好的性状遗传给后代,不适应的就走向灭亡,他们无法留下后代,从此绝种。这就是自然法则,适者生存。
2、生物进化是否受生物的生活经历(生活记忆)影响?
生活经历是可以影响物种进化的,比方说,人类进化的过程中,有很多不适应环境的旁枝都灭绝了(有些是可以吃草的,现在的人就不可以),而人类着一支却不断变异,并保留性状,适应环境变化,淘汰不适应者(没有变异的,或不良变异的),存活下来。所谓生活记忆,是因为他跟父母基因相似,生活环境相同,造成的,如果换一个环境他可能就记不住父母的习性了,比如狼孩。
3、如果上述2个问题的答是都是肯定的,那是否就意味着克隆技术可以复制母体部分生活记忆或者由于生活记忆而造成的遗传变异?
克隆技术只能保留形态特征和某些疾病特征(遗传病),但不能保留并遗传记忆特征,因为后天形成的记忆改变不了基因结构,也得不到遗传。比如酵母可以在富含葡萄糖的坏境生活,它的消化葡萄糖的酶很多,后代突然改到果糖环境,这时候他的后代也能生存,并且消化果糖的酶活跃起来,葡萄糖酶就弱化了。
试问,西特勒的遗传基因可不可能会产生对犹太人排斥的本能的变异?克隆技术是否会将这一变异移植到克隆体上?
如果克隆一个希特勒,让他生在中国,那他只会排斥日本人,而不是犹太人。喜好与后天的因素关系更大,也就是记忆因素。这种记忆与生存与否的切身利益没有关系,也不会影响变异的方向。变异是随机的,但变异的方向受环境压力的影响。
生命的起源
一般认为生命是由化学物质从无机到有机演化而来的。地球原始大气富含甲烷、氨、二氧化碳、水汽等,这些气体在外界高能(紫外线、闪电、高温)的作用下,首先合成氨基酸、脂肪酸等小分子有机化合物。这些小分子有机化合物,在适当的条件下,可以进一步结合成更复杂的蛋白质、核酸等大分子有机物质,经过进一步演化,终于产生了能够不断地进行自我更新的、结构非常复杂的多分子体系,由此产生了原始生命。当非细胞形态的原始生命在地球上出现时,由于大气中仍然缺氧,因此,它们一定是厌氧和异养类型。地球约形成于距今46亿年,从澳大利亚发现的距今35亿年的瓦拉翁纳群中的丝状细菌化石表明,生命的起源亦即化学演化过程,应发生在地球形成后约11亿年。生命的产生是地球演化史上的一次最大的飞跃,使得地球历史从化学演化阶段推向生物演化阶段。
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原核生物的出现
最初的生命应是非细胞形态的生命,为了保证有机体与外界正常的物质交换,原始生命在演化过程中,形成了细胞膜,出现了细胞结构的原核生物。细胞是生命的结构单元、功能单元和生殖单元,细胞的产生是生命史上的一次重大的飞跃。当前,地球上发现最早具细胞结构的可靠化石是瓦拉翁纳群中的丝状细菌化石。
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藻菌生态系统的形成
地球上最早出现的异养型原核生物细菌,经过不断地分化和发展,终于又出现了能够进行光合作用、从无机物合成有机养料的自养型原核生物蓝藻。蓝藻和细菌作为早期生物界的合成者和分解者,组成物质循环的两个基本环节,形成了一个完整的生态系统。从异养到自养是早期生物演化的另一次重大的飞跃。
蓝藻是最早出现的放氧生物,使得地球上原始大气中氧气浓度不断增加,形成含氧大气层。在高空出现的臭氧层,吸收了太阳的紫外辐射,改变了整个生态环境,为喜氧生物提供了有利的生活环境。于是生物便由厌氧转入喜氧,提高了能量代谢的效能。在加拿大甘弗林组中,发现了完好的距今约20亿年的细菌和蓝藻化石。
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真核生物的出现
从原核到真核是生物演化从简单到复杂的转折点,最早具细胞的生物是单细胞原核生物。原核细胞没有核膜,没有细胞器,结构简单。真核细胞具有核膜,整个细胞分化为细胞核和细胞质两部分。细胞核内具有染色体,成为遗传中心,细胞质内进行蛋白质合成,成为代谢中心。由于细胞结构的复化,增强了变异性,使得真核生物能够向高级体制发展。现已发现距今约13亿年的美国加利福尼亚的贝克泉组的白云岩中的原核蓝藻和真核绿藻。绿藻还发现于距今约10亿年的澳大利亚的苦泉组。绿藻是最早具有真核的生物。
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动物的出现
随着真核生物的出现,动、植物开始分化和发展。动物的出现,形成了一个新的三极生态系统。绿色植物(真核植物和原核蓝藻)通过叶绿素光合作用制造食物,是自然界的生产者;细菌和真菌是自然界的分解者;动物是自然界的消费者。地史上最早的动物化石是距今6~7亿年澳大利亚的伊迪卡拉动物群,其中以腔肠动物的似水母类、海鳃类、环节动物和少量节肢动物为主,还有一部分分类位置未定的疑难化石,很可能代表地史上曾短暂出现而又迅速绝灭的类群。从动物的分化水平看,伊迪卡拉动物群已是较后期的类型,不是动物的原始代表。这标志着后生动物在元古宙早已出现,并经历了一段相当长的分化演变过程。
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海洋藻类和无脊椎动物时代
早古生代在生物演化史上称为“海洋藻类时代”和“海洋无脊椎动物时代”。起始于距今6亿年,延续了约1.7亿年。
植物仍以海生藻类为主,但很难保存为完好的化石。由于植物进化速度远较动物缓慢,早古生代植物界一直停留在藻类阶段。藻类的大量繁育不仅为海洋无脊椎动物提供了丰富的食物资源,而且通过叶绿素光合作用,放出氧气,为海洋无脊椎动物的发展,准备了有利的生活环境。
继元古宙末期伊迪卡拉后生裸露动物群之后,于寒武纪早期,出现了地史上最早具钙质硬壳的小壳动物群,包括软舌螺、单板类、腹足类、腕足类等。这与当时海水富含钙质有关。由于发生了矿化事件,使得寒武纪保存的化石突然增多。这一时期称为“非三叶虫时代”。进入三叶虫时代后,在中国云南发现了距今5.7亿年的澄江动物群,主要由水母、三叶虫、金臂虫、非三叶虫节肢动物、蠕形动物、海绵、无铰腕足类、软舌螺和藻类等组成,是目前世界上保存最早的软体的多门类动物群,这一动物群的发现还表明后生动物在寒武纪开始前已经历了一段分化、辐射的历史过程。随后,腔肠动物、古杯类、软体动物(双壳、腹足、头足)、棘皮动物、牙形刺、笔石等相继出现。其中以三叶虫演化迅速、生态分异明显,分布遍及全球整个海域,在动物界中占绝对优势,因而称寒武纪为“三叶虫时代”。古杯类是地史上最早的造礁动物,生活于早寒武世,中寒武世早期绝灭,是生物史上第一个完全绝灭的造礁动物门类。
奥陶纪是自然环境有利于海洋无脊椎动物继续发展的时代,层孔虫、苔藓虫等先后出现,笔石、腕足类、鹦鹉螺等显著分异。树形笔石继续发展,一部分固着在海底生活,而大部分远运洋漂浮生活,遍及全球海域。到早奥陶世中期,正笔石类兴起、演化迅速,是奥陶纪的重要分带化石。腕足类出现了分异的第一个高峰期,在数量上占重要地位。鹦鹉螺开始出现于晚寒武世,到奥陶纪分异明显,种类繁多,个体较大,是营游泳生活的凶猛食肉动物。珊瑚最早出现于寒武纪,至中、晚奥陶世大量繁育,同层孔虫、苔藓虫等一起,是温暖浅海的重要造礁动物。海洋无脊椎动物新类群的出现和多样化,加剧了浅海陆棚区的生存竞争。
志留纪延续时间较短,生物界来源于奥陶纪,但有新的发展。其中最重要的生物事件是,三叶虫显著衰退,笔石向简化方向演变,单笔石兴起并大量发展。珊瑚以床板珊瑚和日射珊瑚为主,出现了特有的链珊瑚。腕足类出现了内部构造更为复杂的五房贝和展翼状外壳的石燕贝。鹦鹉螺显著减少但仍有代表。节肢动物中形体最大的板足鲎类最早出现于奥陶纪,到志留纪大量繁育,志留纪末,由于受加里东运动的影响,海水逐渐退去。部分生物为了适应新的生活环境,由海洋向陆地生活转变。
向陆地生活转变和发展──植物和昆虫 由于志留纪末期大规模海退,陆地面积逐渐扩大,从滨海浅滩绿藻植物演化而来的陆生裸蕨植物最早出现于晚志留世,到早泥盆世开始大量生活在滨海沼泽低地,中泥盆世后期出现根、茎和叶分化的原始石松类和有节类,到晚泥盆世在自然选择的作用下,裸蕨迅速绝灭了。一般称志留纪末到中泥盆世为“裸蕨植物时代”。到石炭、二叠纪陆生植物进一步发展,出现了石松、节蕨、真蕨和原始裸子植物的种子蕨和科达类,这一时期被称为“蕨类植物时代”。从晚石炭世到二叠纪各类植物极度繁茂,由于适应不同的气候条件,逐渐形成明显的植物地理分区。
陆生植物发展之后,与植物存在着密切关系的昆虫大量繁育,它们相互依存,相互制约,平行发展。最早的昆虫类是最原始的无翅类型,最早的无翅类化石出现于泥盆纪。石炭纪出现了现知最早的有翅昆虫,当时最繁盛的昆虫是现已绝灭的古网翅类。二叠纪昆虫区系发生显著的变化,直翅类明显缩小,许多现代类型开始出现。
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鱼类的出现和发展
鱼类包括有颌类和无颌类。无颌类包括头甲鱼形类和鳍甲鱼形类。头甲鱼形类包括现生的七鳃鳗和盲鳗以及古生代有甲胄的种类;鳍甲鱼形类包括已绝灭的异甲鱼和花麟鱼。无颌类最早的类群是异甲类。发现于北美落基山区中奥陶统的异甲鱼,是脊椎动物最早的化石代表。晚志留世出现了从无颌类分化出来的最早具颌的棘鱼类和盾皮鱼类。有了上下颌,就不仅是被动摄食微小有机物,而可主动追捕大的食物了。硬骨鱼类包括总鳍鱼类、肺鱼类和辐鳍鱼类,最早出现于晚志留世晚期,与棘鱼类有共同的祖先。盾皮鱼类最早出现于晚志留世,一直生存到早石炭世,以泥盆纪最繁盛。软骨鱼类出现于早泥盆世晚期,可能与盾皮鱼类有共同的祖先。泥盆纪时鱼类极为繁盛,故被称为“鱼类时代”。硬骨鱼类在现代鱼类中占绝对优势,被称为“水中的主人”。从侏罗纪起,软骨鱼类出现了,如鲨鱼和鳐?,还有生活在深海里的银鲛。
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两栖类的出现
总鳍鱼在晚泥盆世时登陆, 是陆生脊椎动物的最早类型。脊椎动物在登上陆地的过程中首先要解决呼吸和行动问题。总鳍鱼已具有原始肺的构造,肉质偶鳍可以在地上爬行。最早的两栖类代表是发现于格陵兰和北美晚泥盆世的迷齿类鱼石螈(Ichthyostega),具明显的从总鳍鱼类向两栖类过渡的中间类型性质。石炭-二叠纪是两栖类最繁盛的时期,被称为“两栖动物时代”。残存下来的现代两栖类有蝾螈、青蛙等。
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裸子植物和爬行动物
裸子植物
裸子植物虽在石炭-二叠纪时已开始出现,但最繁盛的时期是中生代,故中生代被称为“裸子植物时代”。这一时期的植物群以苏铁、本内苏铁和松柏类为主。北半球还有较多的银杏类,南半球则以松柏类占优势。从蕨类植物演化到裸子植物,标志着从孢子繁植转化为种子繁殖。裸子植物用种子繁殖适于陆上生活和传播,扩大了生存空间,形成了地球上的广大森林,为爬行动物的发展,提供了有利的生活环境。
石炭-二叠纪时,从两栖动物迷齿类演化出来的蜥螈形类,坚持陆生方向,很可能是爬行动物的祖先。经过长期演化,产生了能够适应干旱陆地环境的羊膜卵。于是,爬行动物诞生了。从两栖类水中产卵、水中受精发展到爬行动物的体内受精和产生羊膜卵,是脊椎动物演化史上的一次重大飞跃。
陆生爬行动物
陆生爬行动物中以恐龙(Dinosaur)为主要代表。恐龙最早出现于中三叠世,分蜥臀类和鸟臀类两大支系,是中生代占绝对优势的陆地脊椎动物。由于爬行动物大量繁殖,除绝大部分在陆地上生活外,有的重返水域成为水生爬行动物,如三叠纪开始的鱼龙类、侏罗纪和白垩纪的蛇颈龙类。有的向空中发展成为飞翔的爬行动物,叫翼龙类,如德国侏罗系中发现的喙嘴龙 (Rhamphorhyn-chus),靠前肢的两张翼膜飞翔。由喙嘴龙分化出另一类飞翔爬行动物叫翼指龙(Ptercdactylus),主要生活在晚侏罗世到白垩纪。
爬行动物是中生代地球上占绝对优势的脊椎动物,故称中生代为“爬行动物时代”或“龙的时代”。到白垩纪末期,全球出现了显著的地质事件,使地表自然环境发生巨大变化。由于恐龙不能适应当时迅速变化的环境,随同整个爬行动物的大衰退,无论陆生的、水生的或飞翔的恐龙,到白垩纪末都相继绝灭了。爬行动物中残留并延续至今天的,仅有喙头蜥类、鳄类、龟鳖类和有鳞类(蛇和蜥蜴)。
对恐龙的绝灭尚有不同的解释。不少人认为恐龙的集群绝灭与地外成因的灾变事件有关,如超新星爆发、小天体撞击地球等。
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鸟类的出现和发展
鸟类是从爬行动物分化出来的一个旁支。鸟类的脑和神经系统发达,心脏分隔完全,是恒温的脊椎动物。从变温的爬行动物转化为恒温的鸟类,是脊椎动物演化史上的一次重大飞跃。恒温动物(鸟类和哺乳动物)的体温相对稳定,不受外界气温的影响,增强了对气候环境的适应性,扩大了地理分布范围。
鸟类最早的化石代表是德国晚侏罗世的始祖鸟(Ar-chaeopteryx),它是由爬行动物向鸟类过渡的中间类型,是鸟类的最早代表。此外,1986年在美国得克萨斯州发现一新的鸟化石,命名为 Protoavis,意为“原始的鸟”。其时代为三叠纪,比始祖鸟早,但比始祖鸟更接近现代鸟类。因此有人认为始祖鸟可能是鸟类系统演化中的一个旁支。有关鸟类的起源和早期发展有待深入研究。
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被子植物和哺乳动物
概述
早白垩世晚期出现了被子植物,中、晚白垩世很快繁育起来,新生代时极为繁盛,代替了裸子植物,成为植物界中最高级的类群,开创了被子植物时代。关于被子植物的起源迄今尚无定论。
被子植物
被子植物有比裸子植物更进步的内部构造和完善的生殖器官。被子植物的迅速发展和更广泛的地理分布,为依赖植物为生的动物界提供了丰富的食物资源,促进了昆虫、鸟类和哺乳动物的大发展。人类生活也与被子植物的发展密切相关。
哺乳动物
最早的哺乳动物是从三叠纪的似哺乳爬行动物中分化出来的。进入新生代,由于板块的分离或聚合,气候的分化,被子植物的迅速发展和广泛分布,促使哺乳动物迅速分化、辐射,得到了空前发展,取代了爬行动物,在地球上居于优势。从而脊椎动物的演化又进入了一个更高级的阶段──哺乳动物时代。从爬行动物的变温、卵生发展为哺乳动物的恒温、胎生和哺乳,以及高度发达的神经系统和感觉器官,是脊椎动物演化史上的一次重大飞跃。
一般认为中生代的古兽类是白垩纪和新生代有袋类和有胎盘类的共同祖先。白垩纪时,有袋类广泛分布于世界各大陆,第三纪繁盛于南美,而现代仅生活在澳大利亚。有胎盘类是比有袋类更高等的哺乳动物。最早的有胎盘类是白垩纪出现的小型食虫类。新生代后得到空前发展,分化、辐射出许多分支。其中一支为适合于飞行生活的翼手类和蝙蝠,是从古新世一类树栖生活的食虫类演化而来的。另一支是适应于海洋生活的鲸类,保留了从陆生祖先继承来的肺呼吸,是一种进化趋同的现象。啮齿类包括现生的松鼠、河狸、家鼠等,是兽类中演化最成功的一类,无论在种类、数量、分布地区,在兽类中都占优势地位。食肉类又分为古食肉类、新食肉类和鳍脚类。古食肉类大量辐射发生在古新世和始新世。始新世末期新食肉类繁盛起来,如现生的猫、虎、狗等。新食肉类出现不久,海生鳍脚类(海狮、海豹、海象)开始出现。
最原始的哺乳动物主要是食虫的。古老的有蹄动物踝节类也是从原始食虫类演化而来的,是由食虫发展到食草过程中最原始的一个分支,是后来大多数有蹄动物,包括马、貘、犀等奇蹄类和猪、牛、羊等偶蹄类的共同祖先。
象的祖先可能由早期的踝节类演化而来。最早的象是发现于北非晚始新世到早渐新世的始祖象(Moerither-ium),体形大小如猪,第二对门齿还没有形成象类特有的大门牙。古乳齿象(Palaeomastodon)是始祖象的直接后裔,它的身体比始祖象增大了约一倍,上门牙伸长,第四纪开始多数绝灭,少数生活到早更新世。真象类是从乳齿象演化出来的,又分为剑齿象类和真象类。中国象类化石很多,如甘肃早更新世的剑齿象化石被命名为黄河古象,真象化石有广泛分布于华北和东北晚更新世的猛犸象。象类演化趋势是个体增大、鼻长和大象牙的不断增长。今天残存的仅有非洲象和印度象。
奇蹄类中以马的演化研究的最清楚。马的最早代表是始新世早期的始马(Hyracotherium),大小如现代的狐狸,前足有4个脚趾,后足有5个脚趾。渐新世出现了中马(Mesohippus),前、后足只有3个脚趾,都着地。始马和中马都生活在森林里。中新世出现了草原古马(Mery-chippus),前、后足都只有3个脚趾,只中间1个趾着地,两侧的已经退化。从草原古马开始,马类才进化到草原奔驰生活。到上新世,开始出现单趾马,命名为上新马(Pliohippus)。到第四纪出现了现代马 (Equus)。马类的演化趋势是,个体增大,腿和脚伸长,侧趾退化,中趾加强,前臼齿臼齿化,颊齿齿冠增高。
偶蹄类从始新世开始出现,经过渐新世、中新世和上新世大量发展,从更新世到现在,在食草动物中无论在种类上和数量上都占优势地位。偶蹄类分为猪形类、骆驼类和反刍类。猪形类出现于始新世早期,都是些小形偶蹄类,如始新世的双锥齿兽,戈壁猪形兽等。从渐新世到上新世体形变大。更新世出现了与现代野猪相似的猪。骆驼出现于始新世晚期,也是小形的偶蹄类。从始新世的始驼,经过渐新世的鹿驼,到中新世和上新世的原驼,一直发展到现代亚洲的真驼和南美的羊驼。反刍类包括鼷鹿、鹿、长颈鹿、牛、羊、羚羊等。这一类的主要特征是消化系统复杂,能很好地加工和消化粗糙的草类。鼷鹿是最原始的反刍类。在中国发现的鹿化石很多,有中新世的皇冠鹿,上新世的上新鹿,更新世的四不象鹿和大角鹿等。
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从猿到人
人类在动物界中的近亲是类人猿(简称猿)。现代的类人猿有长臂猿、猩猩、大猩猩和黑猩猩。类人猿无论在外貌和面部表情上,还是身体内部的结构上都与人相似。类人猿中又以黑猩猩与人最接近。
根据化石资料,从猿到人经过森林古猿(Dryopithe-cus)、腊玛古猿(Ramapithecus)、南方古猿(Australo-pithecus)、人(Homo)4个阶段。森林古猿在渐新世晚期中新世中期繁荣于欧、亚、非洲大陆,是现生各种猿类的祖先。腊玛古猿大约在1500万年前由一种森林古猿演化而来, 生存在距今 1500~800万年前。这种化石最早(1932)发现于印度西瓦立克山,以后在非洲、欧洲和中国云南均有发现。一般认为腊玛古猿是从猿到人过渡阶段的早期代表,是最早的人科成员。但近年来新发现的化石却增加了腊玛古猿是人科的怀疑,有人认为是一种进步的猿类。南方古猿化石最早(1924)发现于南非,南方古猿大约生存于距今300~100万年前,它的原始类型可能是从猿到人的过渡阶段晚期的代表。由南方古猿再进一步发展成现代人。从猿到人的演化过程中,劳动起着重要的作用。由于劳动使身体的姿势由半直立变为直立。劳动和语言又促进了脑的发展,而脑的发展又加速了从猿到人的转变。
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人类发展的过程
人类发展的过程一般分为 4个阶段:早期猿人阶段、晚期猿人阶段、早期智人阶段和晚期智人阶段。
早期猿人阶段
出现于更新世早期,以坦桑尼亚距今 175万年的“能人”(Homo habilis)为代表。这一阶段的人类已具人的基本特点,但还有许多原始性。能直立行走,还能制造简单的砾石工具。外貌像猿,但脑量达700毫升,比现代猿大。
晚期猿人(直立人)阶段
出现于更新世中期,以北京猿人(Homo erectus pekinensis)和爪哇猿人(Homo ercetus Java)为代表。与北京猿人大致同时的还有蓝田猿人(Homo erectus lantianensis)和海德堡人(Homo erectus heidelber gensis)等。这一时期的猿人,身体形态已有明显的进步性,身体像人,脑颅像猿,但脑量较大,在715~1225毫升之间,直立行走的姿势已与现代人接近。在文化上已能制造较进步的石器,并开始用天然火。比早期猿人分布范围更广泛。
早期智人(古人)阶段
古人生存于距今10~20万年至5万年前,广泛分布于亚、非、欧洲的许多地区,以德国的尼安德特人(Homo sapiens neanderthalensis)为代表。中国发现的古人化石有广东的马坝人、湖北的长阳人、山西的丁村人。古人的脑量已达现代人的水平,制造石器,靠渔猎生活,能人工取火。丁村人在石器打制技术上比北京猿人有了显著提高,加工更加精细。
晚期智人(新人)阶段
出现于近5万年内,以法国的克罗马侬人(Homo sapiens sapiens)为代表。在中国有北京周口店的山顶洞人,内蒙的河套人,广西的柳江人,四川的资阳人。新人在形态上已非常像现代人,在文化上已有雕刻与绘画的艺术,并出现了装饰品。新人分布范围比古人更广泛。新人化石不仅发现于亚、欧、非洲的广大地区,在大洋洲和美洲也有发现。在新人阶段,现代人种包括黄种、白种、黑种和棕种,开始分化和形成,广泛分布于世界各地。柳江人是现代黄种人的祖先,克罗马侬人是现代欧洲白种人的祖先。
生物界的历史发展表明,生物进化是从水生到陆生、从简单到复杂、从低等到高等的过程,从中呈现出一种进步性发展的趋势。一般说来,进化过程的进步具有如下特征:
①在生物界的前进运动中,可以看到不同层次的形态结构的逐步复杂化和完善化;与此相应,生理功能也愈益专门化,效能亦逐步增高。
②从总体上看,遗传信息量随着生物的进化而逐步增加。
③内环境调控的不断完善及对环境分析能力和反应方式的发展,加强了机体对外界环境的自主性,扩大了活动范围。
生物化石可以作为研究地球
上的生物进化的主要证据。
胚胎学上的证据之一是所有的高等生物的胚胎发育都是从一个受精卵开始的,这个情况可以说明高等生物起源于单细胞生物.
同源器官:例如,几种脊椎动物的前肢骨和人的上肢骨是同源器官,这些器官都来源于胚胎发育初期的中胚层的分化出前肢或上肢骨的部位.
进化树,楼上的已经给了
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2条评论
无论是内容还是形式,这篇文章都堪称上乘之作。http://www.ghzszy.com/down_36_pdf.html
虽然主题较为严肃,但作者用平实的语言娓娓道来,让人易于接受。http://www.ghzszy.com/down_2_epub.html