地球生命史

自生命存在于地球,漫长的历史年代遗留下了大量的生物化石。除此以外,随着自然学科的发展,越来越多的证据表明, 生命的演变同时来留下了许多间接的印记,如地质、气候的记录。它们向人们清楚地展现了地球生命的历史是一个不断演变进化的历史。纵观地球生命历史,从生命起源到人类文明 ,大致可分为四个大的阶段:(1)生命诞生和细胞形成;(2)单细胞生物在地球上繁衍及原始的生态系统建立;(3)多细胞生物出现和多样化表达以及生物圈扩展覆盖整个地球;(4)高等智能生物——人类诞生和文明发展。 

(1)单细胞生物的繁衍和早期生态系统的建立

单细胞生物居于统治地位占据了地球生命存在的几乎6/7的时间。这一时期又可以分为以原核生物和真核生物分别占主体的两个发展阶段。

1.原核生物的发展
    在细胞形成的早期,以原核生物蓝菌为主体的单细胞生物很快便开始了生命的第一次生态系统的构建和扩张,成为当时生物界的主宰。当然,现在对古代蓝菌光合作用的类型,即对它的释氧能力还不清楚(光系统1为非释氧型,光系统2为非释氧型)。但是地质记录表明当时大气圈中的自由氧的积累是极缓慢的,又经过漫长的15亿年即到距今20亿年前,大气的氧气分压才达到现在大气分压的10%~15%。因此,人们猜测古代蓝细菌只具有光系统1。

2.真核生物的兴起
    由于环境因素的驱动,原核生物蓝细菌生态体系走向衰落,真核生物走向它的兴盛和繁荣,表现在叠层石丰度和形态多样性的显著下降和主要真核生物构成的海水表层浮游生态系统和海滨底栖生态系统逐渐形成,出现了历史上第二次生态扩张。真核生物从它的开始就表现出了比原核生物明显突出的多样化趋势。

(2)多细胞生物出现 

1.多细胞植物诞生
    目前,明确的多细胞群集植物化石在大约6亿年前元古宙晚期地震旦纪。在中国贵州地陡山沱组磷块岩中保存了多种形式的植物化石,其中发现有两种类型的植物:一种是表现为细胞群体的结构,它们是由无数细胞不规则集聚成形态不定的集群,或者由几十到几百个形态相似的细胞有规则地排列成球状地集群;另一种则是具有明确多细胞生物结构地化石-叶藻。叶藻是有宏观体积地叶状植物体,它地内部结构复杂,有皮层和髓层地分化,髓层由薄壁组织和假薄壁组织构成。

2.多细胞动物的诞生
    目前,一般认为多细胞动物的发生要比植物晚。明确的最早的多细胞动物化石发现于澳大利亚南部伊迪卡拉地区的晚前寒武纪,约5.7亿~5.5亿年的庞德石英砂岩中。
多细胞生物带来的不仅仅是生物个体体积规模的增大,它出现了细胞的分化和由大量不同分化细胞级联形成的整体结构,出现了生物体内精细的组织、器官、系统的秩序构建,出现了各项生命机能的分工。多细胞生物对环境的适应能力大大地增强了,生物个体间的交流方式也同时极大地丰富了,由多细胞生物建立起来的生态系统的复杂性和规模更是单细胞生物所远远不能比拟的。所以应该说多细胞生物将给生命带上了一个新的层次,它的优越的动力学性质为生命带来了新的巨大的进化潜力。

(3)多细胞生物出现后的生物演进

在大约5.4亿~5.5亿年前,多细胞生物迅速大量地出现,相应地地质学地显生宙时代开始。多细胞生物地出现带来了地球生命地巨大进步,单细胞生物在生物界地主角地位很快地被多细胞植物和动物取代了。在进化中植物由水生走上了陆地,经苔藓植物、蕨类植物,最终发展出庞大的裸子植物、被子植物群落,成为今天地球上最重要的生态景观;动物更是展开了一幅波澜壮阔的进化画卷,无脊椎动物和脊椎动物先后登陆,两栖、爬行、哺乳、鸟类动物相继进化出现。在各类动物中不同物种此起彼伏、你来我往,地球上出现了前所未有的一派昂然生机景象。从生物学的角度,多细胞的进化主要表现在两个方面,第一是生物个体结构与功能的一系列进化革新,第二是大量新的生物物种形成、生态系统迅速扩张并覆盖全球。

1、多细胞生物结构的进化
(1)植物首次骨骼化,钙藻出现,植物木质化维管系统形成,陆生维管植物诞生,被子植物起源;
(2)动物极性躯体结构形成和发展、防护和支撑系统出现,无脊椎动物高级类群产生,呼吸系统形成及外骨骼特化,昆虫及其它陆生节肢动物起源;
(3)动物中枢神经系统发展、头及内骨骼形成,脊椎动物鱼类起源,继之运动和呼吸器官改造,两栖类动物出现,生殖系统进化,体温调节系统发展,温血动物出现,生殖方式进化,哺乳动物起源,飞翔器官产生,爬行动物向鸟类进化。

2、多细胞生物物种和生态系统的进化
(1)第三次扩张开始于大约6亿年前至寒武纪早期,以生物多样性急剧增加为主要特征的生态扩张过程。多样化的浅海底栖多细胞藻类植物和无脊椎动物与大量浮游的单细胞真核藻类植物和原生生物结合,形成了滨海、浅海、半深海和大洋表层、中层水域的生态系统。
(2)第四次扩张大约开始于4亿年前,主要特征是,陆地维管植物和陆生动物的出现引导陆地生态系统的建立,同时海洋生物进一步向中深层和深海底发展,覆盖全球的生物圈形成。

(4)人类的起源

生命经过了38亿年的漫长的进化历史,在大约400到1000万年前走上了人类诞生的道路。人类在庞大的生物学系统中,实实在在只占据着一个十分微小的位置。

人在生物界中的分类位置:

真核:异养、组织器官发达——动物界
脊索动物门:原脊索动物亚门,脊椎动物亚门
脊椎动物亚门包括:软骨鱼纲、硬骨鱼纲、无颌鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲、哺乳动物纲。恒温、热血动物,无羽毛、哺乳、毛发
哺乳动物纲:原兽亚纲、后兽亚纲、真兽亚纲
真兽亚纲:包括食虫目、食肉目、灵长目等等
灵长目
人类科
人类属
智人种(Homo sapiens)

根据肤色、发形等体质特征把全世界的人划分为4个人种:
(1)蒙古利亚人(Mongoloid)或称黄种人
(2)高加索人(Caucasoid)或称白种人
(3)尼格罗人(Negroid)或称黑种人
(4)澳大利亚人(Australoid)或称棕种人

进化历程:南猿(440万年~100万年前)——〉能人或早期猿人(200万年~175万年)——〉直立人(200万年~20万年)——〉智人(Homo sapiens,25万年,即现代人)