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科學(xué)解說(shuō)案例分析——生命進(jìn)化(1/2)

 走路先生 2017-12-14



生命演化歷史


這是一個(gè)真實(shí)、漫長(zhǎng)、仍未終止的歷史過(guò)程。生命史不僅是生物的進(jìn)化歷史,實(shí)際上它也是地球的演化史,是整個(gè)自然界(生物與非生物部分)發(fā)展的歷史。地球的誕生,已有45-46億年,而地球生命和地球上最老的巖石一樣古老,即在太古宙得早期(3538億年前),細(xì)胞形式的生命就已經(jīng)出現(xiàn)了。但我們今天僅對(duì)它近6億年來(lái)的這段歷史了解得比較清楚。地球歷史上所發(fā)生的事情和事件,主要是靠當(dāng)時(shí)形成的巖層和巖層中所含的古生物化石記錄下來(lái)的。對(duì)于生命而言,地球上的生命雖然早在三十幾億年前就已出現(xiàn),但長(zhǎng)期停滯在很低級(jí)的階段,主要是些低等的菌藻植物,加上早期的地層都經(jīng)歷無(wú)數(shù)次的地殼運(yùn)動(dòng),巖石都發(fā)生了強(qiáng)烈的變質(zhì),它們留下的化石,更是破壞的厲害,說(shuō)明的情況不多,這就使地球早期這段歷史更加不易了解。




縱觀地球生命整個(gè)歷史,從生命起源至人類文明,大致可分為3個(gè)階段。


1、前生命的化學(xué)進(jìn)化階段


澳大利亞、南非太古宙的化石證據(jù)和穩(wěn)定同位素分析研究結(jié)果表明:地球生命和地球上最老的巖石一樣古老,即在太古宙早期(3538億年前),細(xì)胞形式的生命就已經(jīng)出現(xiàn)了。如果前生命的化學(xué)進(jìn)化是在地球表面進(jìn)行的,那么這只能發(fā)生在38億年前-40億年前。原因:地質(zhì)學(xué)家——地殼大約自40億年前逐漸形成。



2、生物學(xué)進(jìn)化階段


地球上最早的細(xì)胞生命的誕生——即具有與外界分隔的生物膜,同時(shí)又有內(nèi)部膜分隔的、有形態(tài)學(xué)特征的、有個(gè)性的生命的最初出現(xiàn),標(biāo)志著前生命的化學(xué)進(jìn)化的完成和生物學(xué)進(jìn)化的開(kāi)始。從最早的細(xì)胞生命出現(xiàn)開(kāi)始的生物學(xué)進(jìn)化,經(jīng)歷了:太古宙38億年前-25億年前)、元古宙25億年前-6億年前)、顯生宙6億年前至今)3大地質(zhì)時(shí)代,歷時(shí)38億年之久。


3、文化進(jìn)化與生物學(xué)進(jìn)化并行和相互制約階段


在顯生宙末的最近的幾千年,地球上的人類進(jìn)入文明階段,從此,生物圈的進(jìn)化愈來(lái)愈受人類活動(dòng)的影響和控制,人類文化與生物的進(jìn)化相互作用、相互制約,這就是生命史最后一個(gè)階段的特征。



生命進(jìn)化樹(shù)


進(jìn)化樹(shù)在生物學(xué)中,用來(lái)表示物種之間的進(jìn)化關(guān)系。生物分類學(xué)家和進(jìn)化論者根據(jù)各類生物間的親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近,把各類生物安置在有分枝的樹(shù)狀的圖表上,簡(jiǎn)明地表示生物的進(jìn)化歷程和親緣關(guān)系。在進(jìn)化樹(shù)上每個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)物種,如果每一條邊都被賦予一個(gè)適當(dāng)?shù)?/span>權(quán)值,那么兩個(gè)葉子結(jié)點(diǎn)之間的最短距離就可以表示相應(yīng)的兩個(gè)物種之間的差異程度。從進(jìn)化樹(shù)中還可看出:生物進(jìn)化有一個(gè)規(guī)律,都是從水生到陸生,從低等到高等,從簡(jiǎn)單到復(fù)雜。


五次生物大滅絕


生物大滅絕(Biological extinction)又叫生物絕種,是指生物大規(guī)模的集群滅絕整科、整目甚至整綱的生物在很短的時(shí)間內(nèi)徹底消失或僅有極少數(shù)存留下來(lái)。在集群滅絕過(guò)程中,往往是整個(gè)分類單元中的所有物種,無(wú)論在生態(tài)系統(tǒng)中的地位如何,都逃不過(guò)劫難,而且還經(jīng)常是很多不同的生物類群一起滅絕,卻總有其它一些類群幸免于難,還有一些類群從此誕生或開(kāi)始繁盛。大規(guī)模的集群滅絕有一定的周期性,大約6200萬(wàn)年就會(huì)發(fā)生一次,但集群滅絕對(duì)動(dòng)物的影響最大,而陸生植物的集群滅絕不像動(dòng)物那樣顯著。


據(jù)《科學(xué)》雜志最新發(fā)表的一項(xiàng)研究,一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)警告稱,動(dòng)物的滅亡和減少正是地球第六次生物大滅絕的前奏。從1500年開(kāi)始,超過(guò)320個(gè)陸棲脊椎動(dòng)物物種接連滅絕。剩余物種也表現(xiàn)出了平均25%的衰退,這種現(xiàn)狀在無(wú)脊椎動(dòng)物中也極其相似。雖然之前的大滅絕是由地球的自然變化或者災(zāi)難性的小行星撞擊導(dǎo)致的,但是如今生物的滅絕與人類行為非常相關(guān)。這種現(xiàn)狀被研究的第一作者、斯坦福大學(xué)生物學(xué)教授Rodolfo Dirzo命名為人類失去共棲物時(shí)代。


下一期,讓我們走進(jìn)地球歷史,去探究了解五次生物大滅絕的真相。



作者簡(jiǎn)介:張忠慧,中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)旅游地學(xué)與地質(zhì)公園研究分會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)、河南省地礦局山水地質(zhì)旅游資源開(kāi)發(fā)有限公司副總經(jīng)理、河南省地礦局萬(wàn)山地質(zhì)文化產(chǎn)業(yè)園有限公司總工程師、教授級(jí)高級(jí)工程師。主要從事旅游地學(xué)調(diào)查研究、地質(zhì)公園規(guī)劃建設(shè)和地學(xué)旅游產(chǎn)業(yè)的策劃創(chuàng)建等工作。

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