生命史的14次关键转变

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生命史的14次关键转变

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原理 4 days ago

                               
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在生命诞生前，宇宙用了数百亿年的时间搭建了“舞台”，等待生命登场。138亿年前，宇宙从一个奇点诞生，很快，物质占据上风，粒子经历各种方式的组合，形成元素，构建出星系、恒星、行星……大约46亿年前，宇宙发生了一件看似再普通不过的事件：一个普通的星系中一个普通的气体云开始坍缩，太阳系逐渐形成。在太阳系一个恰到好处的位置上，一颗看似毫不起眼的行星诞生了。

                               
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关于生命起源有许多说法，其中最主流的一种是化学起源说。这一假说认为，原始地球大气中包含了许多形成生命的最基本化学物质，聚集在原始地壳低洼处的原始海洋为生命提供了基本的条件，在宇宙射线以及太阳紫外线或闪电的影响下，开始了从无机物向有机生命的进化。有研究认为，大约39亿年前，地球上出现了所有生命最后的共同祖先，那是一种能自我复制的有机体，被称为露卡（LUCA，Last Universal Common Ancestor）。

                               
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大约35亿年前，在原始海洋里，奇迹般地出现了蓝细菌。在澳大利亚西部古老的地层中，科学家找到了叠层石，它们是蓝藻和其他藻类的“准化石”，也是目前地球上发现的最古老的生命痕迹。在此后的近30亿年里，原核生物主宰了地球。这些生物绝大多数是单细胞的，它们通过一个细胞完成了生命的各项工作。

                               
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蓝藻的光合作用让地球环境发生了巨大的转变，氧气含量的剧烈飙升促成了原核生物向真核生物的转变，以及厌氧真核细胞进一步向嗜氧真核细胞改变。在大约6.5亿年前，最早的多细胞生物出现了。在多细胞动物的时代，低等的无脊椎动物占领了整个地球，这一时代也因此被称为“原始动物时代”。

                               
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大约5.41亿年前，地球步入寒武纪，氧气水平的增加，以及多细胞生物的“准备就绪”，都为生命大爆发做好了准备。在寒武纪生命大爆发之前，生命的形式极为简单，但很快一切都变了。20世纪80年代，我国古生物学家侯先光在云南澄江县发现了澄江生物群，这里是“生命大爆发”的主幕和巅峰。

                               
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无颌鱼类是早期的脊椎动物，也是最早的鱼类。它们没有上下颌，用口吸入含有微小动物和沉积物的水摄食，多数生活在水里，尾巴向上在海底游泳。因为身体像鱼形动物，被称为无颌鱼类。它们从最早长出“嘴”的后口动物皱囊虫进化而来，直到昆明鱼的诞生，使得脊椎动物登上了历史的舞台。

                               
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盾皮鱼类是最早的有颌鱼类，而初始全颌鱼属于最原始的盾皮鱼类，它们的出现表明，脊椎动物有了真正的“嘴”，自此之后，脊椎动物可以主动猎食，盾皮鱼类开始称霸海洋，成为水中的优势物种。大约4亿年前，地质历史进入泥盆纪，气候变得更加干燥，水域面积缩小。环境的变化带来了又一次自然选择，肉鳍鱼向陆地迈出了第一步。

                               
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从水中爬上陆地的肉鳍鱼逐渐进化成两栖动物，鱼石螈是最早的具有代表性种类之一。两栖动物可以在陆地和水中两栖生活，但尚不能完全脱离水的环境。现如今，两栖纲动物已经发展成为脊椎动物中的一个大类。

                               
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林蜥是最早的真爬行动物之一，它体形较小，生活在森林深处。真爬行动物的卵包着一层坚硬的卵壳，卵内还有一层“羊膜”包裹着胚胎，可以避免胚胎脱水或受到损伤，这种进化上的创新使得真爬行动物可以在陆地上靠产蛋繁衍后代。在这一时代中，天空中也已经出现了原始的能够飞行的爬行动物，水中也有了早期的水生爬行动物。

                               
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恐龙大概是古生物界最明亮的明星了。恐龙家族极为庞大，并且丰富多样。据不完全统计，恐龙有超过一千个种。在恐龙时代，除了极度繁盛的陆地恐龙之外，水生爬行动物以及翱翔天空的翼龙类同样十分兴盛。陆地恐龙与陆生爬行动物的最大区别在于站立姿态和行进方式，恐龙已经具有完全直立的姿态，更有利于走路和奔跑。

                               
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始祖鸟是最著名的原始鸟类之一，它是恐龙与鸟类之间的关键过渡物种。尽管这些最早的鸟类都还很原始，但已经开始具备现代鸟类的特征，从恐龙中“脱颖而出”。在进化史上，曾出现过反鸟与今鸟两大类，两者有着共同的祖先，最显著的区别在于肩带。但在6500万年前的那次大灭绝中，反鸟却消失了，而今鸟留存至今，发展出了丰富的分支。反鸟的消失至今仍是进化故事中的一大谜团。

                               
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似哺乳类爬行动物在生命进化过程中具有重要意义，从进化特征来看，早期的似哺乳类爬行动物的四肢位于身体两侧，爬行前进，而后期的则变为四肢垂直在身体下方，四足直立行走，身体长毛，已经具备了哺乳动物的许多特征。哺乳动物就是沿着这一进化支进化而来的。

                               
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在恐龙时代，哺乳动物大多非常小，它们大多昼伏夜出，进化出了灵敏的听觉系统，在恐龙的统治支配下艰难度日。但与此同时，进化也在悄然发生。哺乳动物进化出了4缸型心脏，体温也变成恒温，新陈代谢被加快，也不再需要冬眠。在6500万年的大灭绝事件中，小型陆生哺乳动物得以熬过最艰难的时日，从大灭绝中幸存。随后，哺乳动物体形由小变大，迎来了繁荣的时代。

                               
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生命本身就是一个奇迹，而人类的诞生就是奇迹皇冠上的宝石。人类作为世界上唯一拥有高等智慧的生命，是最初生命经过数十亿年进化的结果。人属的进化和其他物种一样，并非一条直线，而是错综复杂，同时代存在的不同人属物种之间也存在着基因的交流与融合。但最终，智人成为“胜利者”，并创造出了灿烂的文明。地球走进了人类时代。

生命的进化不会停止，也从未停止。未来进化的旅程又将走向何方，我们拭目以待。