地球生命曾迁居海洋

  海洋的总面积为3.61×10的8次方平方公里。占地表面积的70.8%、平均深度-3729米,最深处是西太平洋的马里亚纳海沟(-11034米)。现在的研究证明,大约在50亿年前,从太阳星云中分离出一些大大小小的星云团块。它们一边绕太阳旋转,一边自转。在运动过程中,互相碰撞,有些团块彼此结合,由小变大,逐渐成为原始的地球。星云团块碰撞过程中,在引力作用下急剧收缩,加之内部放射性元素蜕变,使原始地球不断受到加热增温;当内部温度达到足够高时,地内的物质包括铁、镍等开始熔解。在重力作用下,重的下沉并趋向地心集中,形成地核;轻者上浮,形成地壳和地幔。在高温下,内部的水分汽化与气体一起冲出来,飞升入空中。但是由于地心的引力,它们不会跑掉,只在地球周围,成为气水合一的圈层。
   位于地表的一层地壳,在冷却凝结过程中,不断地受到地球内部剧烈运动的冲击和挤压,因而变得褶皱不平,有时还会被挤破,形成地震与火山爆发,喷出岩浆与热气。开始,这种情况发生频繁,后来渐渐变少,慢慢稳定下来。这种轻重物质分化,产生大动荡、大改组的过程,大概是在45亿年前完成了。
     地壳经过冷却定形之后,地球就像个久放而风干了的苹果,表面皱纹密布,凹凸不平。高山、平原、河床、海盆,各种地形一应俱全了。
在很长的一个时期内,天空中水气与大气共存于一体;浓云密布。天昏地暗,随着地壳逐渐冷却,大气的温度也慢慢地降低,水气以尘埃与火山灰为凝结核,变成水滴,越积越多。由于冷却不均,空气对流剧烈,形成雷电狂风,暴雨浊流,雨越下越大,一直下了很久很久。滔滔的洪水,通过千川万壑,汇集成巨大的水体,这就是原始的海洋。
    原始的海洋,海水不是咸的,而是带酸性、又是缺氧的。水分不断蒸发,反复地形云致雨,重又落回地面,把陆地和海底岩石中的盐分溶解,不断地汇集于海水中。经过亿万年的积累融合,才变成了大体匀的咸水。同时,由于大气中当时没有氧气,也没有臭氧层,紫外线可以直达地面,靠海水的保护,生物首先在海洋里诞生。大约在38亿年前,即在海洋里产生了有机物,先有低等的单细胞生物。在6亿年前的古生代,有了海藻类,在阳光下进行光合作用,产生了氧气,慢慢积累的结果,形成了臭氧层。此时,生物才开始登上陆地。
总之,经过水量和盐分的逐渐增加,及地质历史上的沧桑巨变,原始海洋逐渐演变成今天的海洋。  

  生命的起源一直是科学家们研究的课题,从现在的研究成果看,普遍认为生命起源于海洋。水是生命活动的重要成分,海水的庇护能有效防止紫外线对生命的杀伤。大约在45亿年前,地球就形成了。大约在38亿年前,当地球的陆地上还是一片荒芜时,在咆哮的海洋中就开始孕育了生命--最原始的细胞,其结构和现代细菌很相似。大约经过了1亿年的进化,海洋中原始细胞逐渐演变成为原始的单细胞藻类,这大概是最原始的生命。由于原始藻类的繁殖,并进行光合作用,产生了氧气和二氧化碳,为生命的进化准备了条件。这种原始的单细胞藻类又经历亿万年的进化,产生了原始水母、海棉、三叶虫、鹦鹉螺、蛤类、珊瑚等,海洋中的鱼类大约是在4亿年前出现的。

距今约32亿年前,在原始海洋里,已经出现了细菌和简单藻类的单细胞生物。如至今还广泛生活的蓝藻,仍然保留着当初那种原核生物状态。
 
  蓝藻的出现,几乎是一件和生命出现同等重要的大事。因为它居然能够吸收阳光,利用太阳能把溶解在海水里的化学物质变成食物。换句话说,蓝藻的细胞里含有叶绿素,能够进行光合作用,合成蛋白质,放出氧气。 

  到距今18~13亿年前这一段时间里,出现了有细胞核的真核生物--绿藻等。以后接着又有了红藻、褐藻、金藻……,它们组成了绚丽多彩的藻类世界。真核生物的出现,预示着一个熙熙攘攘的生命大繁荣时期即将到来。

  藻类进行光合作用,放出大量氧气,地面上形成臭氧层,减弱了日光中紫外线对生物的威胁力,使水生生物有可能发展到陆地上来,也为低等动物的兴起提供了食物。

  有的有鞭毛的单细胞生物,如裸藻,能利用鞭毛不停地转动在水中运动,还有个能感光的眼点,难怪人们叫它眼虫,说它是动物。但是它又有叶绿素,能利用阳光进行光合作用,为自己制造食物,又是毫不含糊的植物。这种既象动物又象植物具有双重性的现象,充分证明了动植物的共同祖先,就是如同眼虫之类的远古时代的 原始单细胞生物。

  一部分原始有鞭毛生物,后来逐渐失去光合作用的能力,增强了运动和摄食的本领,于是就产生了最早的原生动物,象现今还保留着10多亿年前原始状态的变形虫等。 

  由于细胞结构的不断分化,导致了营养方式上的一分为二:一支发展自己具有制造养料的器官(如叶绿体),朝着完全"自养"方向发展,成了植物;另一支则增强运动和摄食本领以及发达的消化机能,朝着"异养"方向发展,成了动物。

  动植物的分家是生物进化史上的第4次大分化。就是这些不起眼的、有叶绿素的藻类和没有叶绿素的变形虫,预示了在大地上将要出现郁郁葱葱的植物界和千姿百态的动物界,它们相互依赖、相互制约、相互竞争,不断发展,日趋繁荣。 

  从1.3-5亿年前这一时期,地球上浅海广布,水生动物大发展,成为无脊推动物的全盛时期。这些水生动物的最大特点,是细胞有了分工形成了各种器官。

  这时出现了最原始的多细胞动物,如海绵,它是低等的多细胞动物,它全身千"窗"百孔,所以又叫多孔动物,它的每个小孔都是它的"嘴巴";水螅最早有了"嘴"和"胃",它的同族水母、海蛰,有了扩大的消化器官;软体动物(蛤、螺)有了鳃。用鳃吸收溶解在水中的氧气,这是最早的呼吸器官;节肢动物(虾、蟹)身体已清楚地分辨出头、胸、腹三部分,体内有了完整的消化、生殖系统,还有了简单的神经系统和循环系统;海星、海胆、海参等棘皮动物,它们和后来的脊椎动物血统最近。这时的海洋世界热闹非凡。

  无脊椎动物是门类众多,体型多种多样的低等动物的总称。在它们之间的系统进化关系虽然有的还不十分清楚,但基本的进化轮廓是清楚的。综观它们产生发展的历史,可以清楚地知道:新的类型不断产生和发展,旧的类型不断衰退和灭绝。它们最初生活在海洋里,以后又向陆地上的江河湖泊和沼泽过渡,最终发育出气管、肺、翅膀等适应陆上呼吸和飞行的器官,终于登陆上岸繁衍生息,这就为后来陆生脊椎动物的出现开辟了道路。

  由于月亮的吸引力作用,引起海洋潮汐现象。涨潮时,海水拍击海岸;退潮时,把大片浅滩暴露在阳光下。原先栖息在海洋中的某些生物,在海陆交界的潮间带经受了锻炼,同时,臭氧层的形成,可以防止紫外线的伤害,使海洋生物登陆成为可能,有些生物就在陆地生存下来。同时,无数的原始生命在这种剧烈变化中死去,留在陆地上的生命经受了严酷的考验,适应环境,逐步得到发展。大约在2亿年前,爬行类、两栖类、鸟类出现了。而所有的哺乳动物都在陆地上诞生。他们的一部分又回到海洋中。大约在300万年前,出现了具有高度智慧的人类。

  西方一些地质学家确认,大约在7亿年前处于气候大动荡时期,地球表面至少冻结过1次或者多次。令生物学家感到迷惑不解的是,若地球经历过深度冷冻,冰河期地球生命往何处栖身,是否有一片海洋成为生命惟一的庇护所呢?地质考察证实在赤道地带古老的岩石上遗留下深厚冰川痕迹,而且迹象表明海洋中化学物质也发生过剧烈变动,似乎海洋曾经反复地发生过冰冻,然后又被极端周期性温室效应所消融。由这种"雪球地球"理论所产生的疑虑是,原始生命形式是如何被禁锢于海洋以及如何经历长达数百万年冷酷气候完好无损地幸存下来,然后形成更加复杂的多细胞生物体乃至最终演化成人类的。

  目前,美国得克萨斯和加拿大研究人员提出一种可以接受的解释:他们认为那时地球并非像雪球,而称为半融雪球更加妥贴。模拟当时大陆、空气、海洋和冰川的复合计算机图像显示,赤道周边始终存在一开阔水域。得克萨斯农业与机械大学物理学家威廉·海德说:"这片寒冷但不冻海域宛如当今南极周边海域,可能有利于保护生命。"但雪球地球理论倡导者哈佛大学地质学家保罗·霍夫罗仍然坚持最新研究成果的地球寒冷观点。他评论说:"这只不过是一幅计算机模拟图像而已。"缺氧、冰封海洋和石灰石沉积层诸如此类的考察迹象表明,紧接着出现了大范围温室效应,这使他相信当时年轻的地球确实是一个硕大的冰球。