五億年的進化史
地球在最初的10億年中可能沒有生命。據科學家推斷,生命是由大氣中的化學元素,從閃電之類的自然現象中獲得能量,偶然將元素結合起來,於是產生了最簡單的生物分子形式--氨基酸和核酸。現在找到的最早化石是出現在南非的細菌球狀和桿狀結構化石,現已確定這是35億年前的化石。但根據對化石的科學測算,最早、最原始的藻類和微生物大約生長在5億至6億年以前。
到目前為止,已發現的最早期動物化石,都是原始的無脊椎動物化石。從化石觀察這些動物的身體結構,已相當精巧和完善。如一些古代的貝殼化石,曾被早期的博物學家認為是蛇和龍的遺骸。而事實上它是無脊椎動物貝殼的普通化石。這些生物直徑從1.3釐米到108釐米以上不等。它們在大約6000萬年以前已經滅絕。
後來,大約在4.5億年前形成的岩石中,出現了一種新的生物殘骸,這種生物是現在已經滅絕的三葉蟲。那時,統治海洋的是這種像蝦樣的動物。
在那古老的年代,三葉蟲是生活得最成功的動物。它可以在水面上游來游去,也可以在海底的泥沙裡鑽來鑽去,很適應它所生存的那個時代的世界。它有成群的子孫,其中有一些又進化成為新的物種。
在2億年以前,三葉蟲還是動物界之王,但是後來全滅絕了。而有一種三葉蟲已經進化成為水蠍,後來也退出了"歷史舞臺"。可同時在淡水溪流的泥底裡,又出現了一種新的動物,叫做甲冑魚,它們戴盔披甲,是原始的脊椎動物。
過了7500萬年,有一種甲冑魚又向前發展了一大步,變成了差不多是真正的魚類。它們有一根真正的脊樑骨,一副支援全身肌肉的骨骼;嘴巴可以開合;它們有腹,還有一條強有力的尾巴;身體也增大了。身上的這些裝備,給了這種魚兩個重要的功能:運動和自衛。
它們不再呆在池塘底的淤泥裡,可以到處游來游去,看到吃的東西就可張口吞下。它們靠魚腹和尾巴便於在水裡行動,可以更快地避開敵害。這樣,雖然失去了甲冑魚的那副盔甲,可是比甲冑魚更安全了。
這些魚不斷地發展,不久,它們的子孫有一部分成群結隊地遷移到海洋裡去了。到那時,魚的種類越來越多,並佔據了地球上的全部水域,成了魚的世紀。
在魚的世紀裡有兩類重要的魚。一類是用鰓在水中呼吸的,如鯊魚等。另一類卻長出了肺,如現已滅絕的總鰭魚。
魚也長肺?初聽起來好像很奇怪。肺是從空氣中吸取氧的器官,魚是生活在水裡的,它們是靠鰓來取得溶解在水裡的氧氣的,長個肺出來似乎不符合"自然選擇"規律。
實際並非如此。在非洲和澳洲,現在還有活著的長肺的魚。它們叫肺魚,生活在小河和池塘裡,河水和池水乾涸時,它們就躺在淤泥裡,靠它們的肺來呼吸。
幸好那時的總鰭魚除了鰓又有肺,否則,我們人類祖先就沒有了。
在過去魚佔統治地位的世紀中,每當發生乾旱時,就會有成千上萬沒有長肺的魚死去,而那時可怕的乾旱是經常發生的,這類魚就逐漸消亡了,而只有長肺的魚才能較適應那時候的環境,繼續生存下去。
隨著時間推移,氣候變化,乾旱不再經常發生,溶解在水裡的氧氣又足夠供給魚類透過鰓來呼吸了。於是有些魚的肺變成了一個裝空氣的囊,叫做鰾。鰾裡裝多少空氣是可以調節的,這樣有利於魚在水裡浮上沉下。
大約在3.65億年以前,有些長肺的總鰭魚上了陸地,總鰭魚的鰭游泳能力不強,內部的骨骼和兩棲動物的蛙類等的腿內骨骼有相似之處,它的成對的胸鰭和腹鰭,就是陸地上動物腿的前身。
爬上岸來的總鰭魚,逐步進化成為陸地上的動物。那就是原始的兩棲類動物。當然,並不是所有的水中脊椎動物都能登陸,總鰭魚具備了登陸條件,它們有肺,還長有和腿差不多的肉質鰭。
第一批由總鰭魚進化而來的原始兩棲動物,生活並不容易。它們要承受比水中浮力大好幾倍的地球引力。同時,這些陸地上的新客並不能完全脫離水面生存。生殖時,要到水中去產卵。幼小時往往在水中生活,吃水中的小蟲和小魚。
又經過了幾千萬年之後,有些古代的兩棲動物也滅絕了,只在地球的溫帶地方,留下了它們的後裔,主要是青蛙、癲哈摸蟆和蠑螈之類。這時,遺傳的突變和自然選擇再一次創造了進化的奇蹟,有些兩棲動物生下的卵,外面包有一層皮質硬殼,這就比魚類和其他大多數兩棲動物的卵保護得更完善了,並且它們還可離開水生殖,進化了的卵是在體內受精的,不受乾旱和來自陸地各種危險的影響。從這種兩棲動物進化而來的動物,就稱爬行動物。
爬行動物能脫離河流到陸上生活,陸地開始了"爬行動物時代",大地第一次被脊椎動物廣泛佔據。在那廣闊的森林中,爬行類動物繁盛起來了,種類越來越多。有的長了較長的腿,適宜在陸地生活;有的則完全失去了腿,長得像蛇一樣;有的腿又變成了像魚腹的鰭狀肢,表明它們又重新回到了水裡;有的長了翅膀,向天空飛去……它們不斷地分化成許多種類的爬行動物,其中有一類變成今天的龜類,另有一類演變為哺乳動物,還有一類變成現代的蛇和蚯蚓。但最為突出、最多樣化的一類是分化為鱷魚和最大但並非最長壽的恐龍及鳥類。
恐龍,就像它的名字那樣令人恐怖,它是動物中體格最大的一類。恐龍很適宜生活在沼澤地帶和淺水湖裡,那兒的空氣溫暖而潮溼,食物也很容易找到。但它們缺乏隨機應變的本領,在突然變化的環境面前,不可一世的恐龍最終還是滅絕了。現在只能看到它們的化石。關於恐龍滅絕的原因,人們正在不斷地研究。
巨大的恐龍是滅絕了,但並非所有的爬行動物都滅絕了。一些身體小的爬行動物進化成為現在的蛇、蜥蜴和烏龜之類,而另一類小型的恐龍,則進化為鳥類的祖先。
在恐龍稱霸的年代裡,有一些從最初的爬行類發展出來的小動物,開始活躍起來。它們只有老鼠那麼大。它們與自己的祖先爬行動物相比,有兩個不同的特點:第一,它們遍身長毛;第二,它們的血是溫熱的。而在這之前,大多數脊椎動物的血液不能保持一定的溫度。所以人們稱那些長毛的熱血動物為恆溫動物。在恐龍滅絕後,這些新興起的動物得到了很大的發展,它們就是最古老的哺乳類動物。
哺乳動物中最原始的一類稱為單孔目動物,如鴨嘴獸。它們的乳腺並不像哺乳動物那樣,集中起來成為一個產乳器官。它們的乳液是從腹部的許多毛孔形的小孔中滲出來的,然後給它們的幼兒舔食。同樣,它們的生殖方式也較其他哺乳類的動物原始,它們是卵生生殖,而不是胎生。
隨著哺乳類動物的進化,這類動物的腦子和感覺器官發達起來,大多數哺乳動物傳種接代的生殖方式很有效。不像爬行動物那樣下蛋式的卵生生殖,而是讓胎兒留在母親身體裡,由母親供給它營養,這就稱為胎生。
哺乳類動物一直到爬行動物的全盛期過後,才明顯地繁衍開來。在此後的3000萬年間,像爬行動物當初的發展一樣,是"爆炸性"的。從早期的原始哺乳動物種類中,產生了今天眾多的各類哺乳動物。
在散佈於整個地球的這一龐大的陣列中,有一種很小的吃昆蟲的、棲居樹上的動物,它們對未來發生的進化歷程有著很重要的作用,是靈長目動物的直接祖先。而靈長目的一些分支,後來經過進化成了猴類、猿類和人類。這種迅速進化的小動物不比松鼠大多少。古狐猴是在美國懷俄明州的化石中發現的,距今已有5800萬年曆史,它代表了靈長目動物進化的一個早期階段。這一階段介於樹鼬和猴類之間,它身體較小,披毛,很活躍,是一種食水果和昆蟲的樹棲動物。從它的各種身體特徵來看,這應是現代狐猴的祖先。這種古狐猴的一些後代進而演變成現代猿,例如大猩猩、長臂猿及黑猩猩。同時,另有少數的古狐猴選擇了另一條進化途徑,它們從樹上下來,到地面上搜尋食物,使食物品種更趨多樣化。它們在這條進化路線上;慢慢地向人類演變……
以上這段5億年的進化史,除了無脊椎動物到魚類這一階段尚屬假設之外,其他各主要階段的生物現在都有無可辯駁的化石存在。正如達爾文所說的那樣,生命的發展猶如一棵樹的成長。藉助化石,地球歷史中最近5億年的生命發展全能看得了如指掌。從最初的原始有機體發展到人類的祖先,這一段悠久年代中,有那麼多動物生生死死,憑著它們那無可爭論的殘骸--化石,進化論得到了充分的證實。現在只剩有關人類出現的最終證據,仍待探索。
五億年的進化史
地球在最初的10億年中可能沒有生命。據科學家推斷,生命是由大氣中的化學元素,從閃電之類的自然現象中獲得能量,偶然將元素結合起來,於是產生了最簡單的生物分子形式--氨基酸和核酸。現在找到的最早化石是出現在南非的細菌球狀和桿狀結構化石,現已確定這是35億年前的化石。但根據對化石的科學測算,最早、最原始的藻類和微生物大約生長在5億至6億年以前。
到目前為止,已發現的最早期動物化石,都是原始的無脊椎動物化石。從化石觀察這些動物的身體結構,已相當精巧和完善。如一些古代的貝殼化石,曾被早期的博物學家認為是蛇和龍的遺骸。而事實上它是無脊椎動物貝殼的普通化石。這些生物直徑從1.3釐米到108釐米以上不等。它們在大約6000萬年以前已經滅絕。
後來,大約在4.5億年前形成的岩石中,出現了一種新的生物殘骸,這種生物是現在已經滅絕的三葉蟲。那時,統治海洋的是這種像蝦樣的動物。
在那古老的年代,三葉蟲是生活得最成功的動物。它可以在水面上游來游去,也可以在海底的泥沙裡鑽來鑽去,很適應它所生存的那個時代的世界。它有成群的子孫,其中有一些又進化成為新的物種。
在2億年以前,三葉蟲還是動物界之王,但是後來全滅絕了。而有一種三葉蟲已經進化成為水蠍,後來也退出了"歷史舞臺"。可同時在淡水溪流的泥底裡,又出現了一種新的動物,叫做甲冑魚,它們戴盔披甲,是原始的脊椎動物。
過了7500萬年,有一種甲冑魚又向前發展了一大步,變成了差不多是真正的魚類。它們有一根真正的脊樑骨,一副支援全身肌肉的骨骼;嘴巴可以開合;它們有腹,還有一條強有力的尾巴;身體也增大了。身上的這些裝備,給了這種魚兩個重要的功能:運動和自衛。
它們不再呆在池塘底的淤泥裡,可以到處游來游去,看到吃的東西就可張口吞下。它們靠魚腹和尾巴便於在水裡行動,可以更快地避開敵害。這樣,雖然失去了甲冑魚的那副盔甲,可是比甲冑魚更安全了。
這些魚不斷地發展,不久,它們的子孫有一部分成群結隊地遷移到海洋裡去了。到那時,魚的種類越來越多,並佔據了地球上的全部水域,成了魚的世紀。
在魚的世紀裡有兩類重要的魚。一類是用鰓在水中呼吸的,如鯊魚等。另一類卻長出了肺,如現已滅絕的總鰭魚。
魚也長肺?初聽起來好像很奇怪。肺是從空氣中吸取氧的器官,魚是生活在水裡的,它們是靠鰓來取得溶解在水裡的氧氣的,長個肺出來似乎不符合"自然選擇"規律。
實際並非如此。在非洲和澳洲,現在還有活著的長肺的魚。它們叫肺魚,生活在小河和池塘裡,河水和池水乾涸時,它們就躺在淤泥裡,靠它們的肺來呼吸。
幸好那時的總鰭魚除了鰓又有肺,否則,我們人類祖先就沒有了。
在過去魚佔統治地位的世紀中,每當發生乾旱時,就會有成千上萬沒有長肺的魚死去,而那時可怕的乾旱是經常發生的,這類魚就逐漸消亡了,而只有長肺的魚才能較適應那時候的環境,繼續生存下去。
隨著時間推移,氣候變化,乾旱不再經常發生,溶解在水裡的氧氣又足夠供給魚類透過鰓來呼吸了。於是有些魚的肺變成了一個裝空氣的囊,叫做鰾。鰾裡裝多少空氣是可以調節的,這樣有利於魚在水裡浮上沉下。
大約在3.65億年以前,有些長肺的總鰭魚上了陸地,總鰭魚的鰭游泳能力不強,內部的骨骼和兩棲動物的蛙類等的腿內骨骼有相似之處,它的成對的胸鰭和腹鰭,就是陸地上動物腿的前身。
爬上岸來的總鰭魚,逐步進化成為陸地上的動物。那就是原始的兩棲類動物。當然,並不是所有的水中脊椎動物都能登陸,總鰭魚具備了登陸條件,它們有肺,還長有和腿差不多的肉質鰭。
第一批由總鰭魚進化而來的原始兩棲動物,生活並不容易。它們要承受比水中浮力大好幾倍的地球引力。同時,這些陸地上的新客並不能完全脫離水面生存。生殖時,要到水中去產卵。幼小時往往在水中生活,吃水中的小蟲和小魚。
又經過了幾千萬年之後,有些古代的兩棲動物也滅絕了,只在地球的溫帶地方,留下了它們的後裔,主要是青蛙、癲哈摸蟆和蠑螈之類。這時,遺傳的突變和自然選擇再一次創造了進化的奇蹟,有些兩棲動物生下的卵,外面包有一層皮質硬殼,這就比魚類和其他大多數兩棲動物的卵保護得更完善了,並且它們還可離開水生殖,進化了的卵是在體內受精的,不受乾旱和來自陸地各種危險的影響。從這種兩棲動物進化而來的動物,就稱爬行動物。
爬行動物能脫離河流到陸上生活,陸地開始了"爬行動物時代",大地第一次被脊椎動物廣泛佔據。在那廣闊的森林中,爬行類動物繁盛起來了,種類越來越多。有的長了較長的腿,適宜在陸地生活;有的則完全失去了腿,長得像蛇一樣;有的腿又變成了像魚腹的鰭狀肢,表明它們又重新回到了水裡;有的長了翅膀,向天空飛去……它們不斷地分化成許多種類的爬行動物,其中有一類變成今天的龜類,另有一類演變為哺乳動物,還有一類變成現代的蛇和蚯蚓。但最為突出、最多樣化的一類是分化為鱷魚和最大但並非最長壽的恐龍及鳥類。
恐龍,就像它的名字那樣令人恐怖,它是動物中體格最大的一類。恐龍很適宜生活在沼澤地帶和淺水湖裡,那兒的空氣溫暖而潮溼,食物也很容易找到。但它們缺乏隨機應變的本領,在突然變化的環境面前,不可一世的恐龍最終還是滅絕了。現在只能看到它們的化石。關於恐龍滅絕的原因,人們正在不斷地研究。
巨大的恐龍是滅絕了,但並非所有的爬行動物都滅絕了。一些身體小的爬行動物進化成為現在的蛇、蜥蜴和烏龜之類,而另一類小型的恐龍,則進化為鳥類的祖先。
在恐龍稱霸的年代裡,有一些從最初的爬行類發展出來的小動物,開始活躍起來。它們只有老鼠那麼大。它們與自己的祖先爬行動物相比,有兩個不同的特點:第一,它們遍身長毛;第二,它們的血是溫熱的。而在這之前,大多數脊椎動物的血液不能保持一定的溫度。所以人們稱那些長毛的熱血動物為恆溫動物。在恐龍滅絕後,這些新興起的動物得到了很大的發展,它們就是最古老的哺乳類動物。
哺乳動物中最原始的一類稱為單孔目動物,如鴨嘴獸。它們的乳腺並不像哺乳動物那樣,集中起來成為一個產乳器官。它們的乳液是從腹部的許多毛孔形的小孔中滲出來的,然後給它們的幼兒舔食。同樣,它們的生殖方式也較其他哺乳類的動物原始,它們是卵生生殖,而不是胎生。
隨著哺乳類動物的進化,這類動物的腦子和感覺器官發達起來,大多數哺乳動物傳種接代的生殖方式很有效。不像爬行動物那樣下蛋式的卵生生殖,而是讓胎兒留在母親身體裡,由母親供給它營養,這就稱為胎生。
哺乳類動物一直到爬行動物的全盛期過後,才明顯地繁衍開來。在此後的3000萬年間,像爬行動物當初的發展一樣,是"爆炸性"的。從早期的原始哺乳動物種類中,產生了今天眾多的各類哺乳動物。
在散佈於整個地球的這一龐大的陣列中,有一種很小的吃昆蟲的、棲居樹上的動物,它們對未來發生的進化歷程有著很重要的作用,是靈長目動物的直接祖先。而靈長目的一些分支,後來經過進化成了猴類、猿類和人類。這種迅速進化的小動物不比松鼠大多少。古狐猴是在美國懷俄明州的化石中發現的,距今已有5800萬年曆史,它代表了靈長目動物進化的一個早期階段。這一階段介於樹鼬和猴類之間,它身體較小,披毛,很活躍,是一種食水果和昆蟲的樹棲動物。從它的各種身體特徵來看,這應是現代狐猴的祖先。這種古狐猴的一些後代進而演變成現代猿,例如大猩猩、長臂猿及黑猩猩。同時,另有少數的古狐猴選擇了另一條進化途徑,它們從樹上下來,到地面上搜尋食物,使食物品種更趨多樣化。它們在這條進化路線上;慢慢地向人類演變……
以上這段5億年的進化史,除了無脊椎動物到魚類這一階段尚屬假設之外,其他各主要階段的生物現在都有無可辯駁的化石存在。正如達爾文所說的那樣,生命的發展猶如一棵樹的成長。藉助化石,地球歷史中最近5億年的生命發展全能看得了如指掌。從最初的原始有機體發展到人類的祖先,這一段悠久年代中,有那麼多動物生生死死,憑著它們那無可爭論的殘骸--化石,進化論得到了充分的證實。現在只剩有關人類出現的最終證據,仍待探索。