自然界的生物为什么丰富多彩

自然界的生物为什么丰富多彩生物界是一个丰富多彩、生机勃勃的世界，鹰击长空，鱼翔浅底，百花吐艳，万木争荣。那么自然界中这些丰富多彩的生物是怎样形成的呢？

从总体上来说，是进化产生了新物种，引起生物对环境的适应，导致了生物的多样性，使得自然界中的生物丰富多彩。

对于生物进化的概念，1998年北京大学张昀将其表述为：生物在与其生存环境相互作用过程中，其遗传系统随时间而发生一系列不可逆的改变，并导致相应的表型改变，在大多数情况下这种改变导致生物总体对其生存环境的相互适应。

地球在宇宙中形成以后，开始是没有生命的。多数学者推测，原始生命诞生的时间可能在距今37亿-38亿年前生命的起源。早期的地球是炽热的，地球上的一切元素都呈气体状态，那时候是绝对不会有生命存在的。最初的生命是在地球温度下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的。蛋白质出现后，最简单的生命也随着诞生了。从此，地球上就开始有生命了。

地球上最早的生命形态很简单，一个细胞就是一个个体，它没有细胞核，称为原核生物。关于原核生物的存在，已经有了若干化石证据，例如，澳大利亚太古宙35亿年前的瓦拉五那群微生物和类似蓝藻的化石以及太古宙早期的叠层石、石墨炭等。

原核生物靠细胞表面直接吸收周围环境中的养料来维持生活的，这种生活方式我们叫做异养。当时它们的生活环境是缺乏氧气的，这种喜欢在缺乏氧气的环境中生活的叫做厌氧。因此最早的原核生物是异养厌氧的。它的形态最初是圆球形，后来变成椭圆形、弧形、江米条状的杆形进而变成螺旋状以及细长的丝状，等等。从形态变化的发展方向来看是增加身体与外界接触的表面积和增大自身的体积。现在生活在地球上的细菌和蓝藻都是属于原核生物。蓝藻的发生与发展，加速了地球上氧气含量的增加，从20多亿年前开始，不仅水中氧气含量已经很多，而且大气中氧气的含量也已经不少。细胞核的出现，是生物界演化过程中的重大事件。原核植物经过15亿多年的演变，原来均匀分散在它的细胞里面的核物质相对地集中以后，外面包裹了一层膜，这层膜叫做核膜。细胞的核膜把膜内的核物质与膜外的细胞质分开。细胞里面的细胞核就是这样形成的。有细胞核的生物我们把它称为真核生物。从此以后细胞在繁殖分裂时不再是简单的细胞质一分为二，而且里面的细胞核也要一分为二。真核生物（那时还没有动物，可以说实际上也只是真核植物）大约出现在20亿年前。性别的出现是在生物界演化过程中的又一个重大的事件，因为性别促进了生物的优生，加速生物向更复杂的方向发展。因此真核的单细胞植物出现以后没有几亿年就出现了真核多细胞植物。真核多细胞的植物出现没有多久就出现了植物体的分工，植物体中有一群细胞主要是起着固定植物体的功能，成了固着的器官，也就是现代藻类植物固着器的由来。从此以后开始出现器官分化，不同功能部分其内部细胞的形态也开始分化。由此可见，细胞核和性别出现以后，大大地加速了生物本身形态和功能的发展。自真核细胞产生后，生物界很快就发生了分化，通过不同的方式向着不同的方向发展，产生出许多不同的生物类群。这些发展都是通过生物体形态结构和生理功

能的变异，以及行为的进化来完成的。

对于形态结构的进化，谢韦尔错夫认为，生物的多功能性是器官系统发育变异的基础。迈尔从基因角度出发，认为基因的多效性是新构造、新器官形成的基础。

由于生物在形态结构上进化的结果，使得生物个体在结构上呈现复杂性和多样性。从太古宙和元古宙早期的原核生物，到元古宙中期出现的单细胞真核生物和元古宙晚期的多细胞藻类植物及软躯体的无脊椎动物，到古生代早期的有外骨骼的无脊椎动物和稍后出现的有内骨骼的脊椎动物，以及有木质化维管系统的维管植物，从中生代两栖类和爬行类动物及裸子植物到新生代哺乳动物和被子植物，我们会发现具有复杂结构的生物类群在生命史上出现较晚，生物结构愈复杂，进化出现的时间愈晚；生命史早期生物圈的生物组成相对单调，晚期生物圈的生物形态结构上多样性随着生境的扩展而增大。

生物在适应进化中，随着环境的改变，一些适应新环境的功能也随之出现。这使得生物能更好的适应环境，具有重要的进化意义。

行为是动物利用环境的工具，动物通过行为调节自身和环境的关系。当然，植物也有行为，如植物的生长、分泌等，表现为向性，如根的向地性，茎的负向地性。

其实，无论是生物体在形态结构和生理功能上的变异，还是行为的进化，这些都属于表型进化，是可以看的见，区分的了的性状，由生物的表型，我们可以直接观察到自然界生物的不同，它们是丰富多彩，五彩缤纷的。

生物表型的差异是建立在生物自身的基因型上的。正因为生物在基因上不同才导致不同物种的形成。

我们已经知道染色体是遗传物质，而基因以线性分布于染色体上。当遗传物质改变时，出现新的基因，形成新的基因型，产生新的表型，因此产生了新的物种。因此可以说遗传物质的改变是进化的内因。

遗传物质的改变，称为突变，可分为两大类：染色体畸变和基因突变。突变所造成的可遗传的变异为物种的形成提供了原材料，而突变是随机发生的，这种随机突变在外界条件的影响下，在生物群体内非随机的积累与储存，从而使群体发生分化，形成新物种。

中性学说在对生物大分子的量化分析后认为，基因随时会产生大量的中性突变。对于编码蛋白质的结构基因而言，当三联体密码中的 1 个核苷酸（尤其是第3 位）发生置换往往不会使氨基酸类型发生改变。蛋白质的保守性替换又指出，即使改变了个别氨基酸残基，但该残基是在可变区域内这种变化也并不影响生命体的生存价值。此外，结构基因只是整体DNA 序列中的小部分，还有大量不编码蛋白质的序列，如调节基因、重复序列、内含子、假基因和退化基因等。由此，木村资生等人结论生物进化在分子水平上起主导因素的是那些对生物生存即不有利，又无害的“中性”基因

染色体畸变包括染色体结构和数目的变化，它与基因突变一样在进化中占有重要的位置。染色体畸变牵涉到DNA 分子上较大范围内的变化，影响基因间的连锁和交换，改变基因表达的方式，产生生殖隔离机制，加速物种分化的过程等。

而隔离对于新物种的产生必不可少。隔离阻碍不同物种间基因的交流，使得种群变小了，因而基因频率可以由于偶然的因素（基因漂变等）而改变，基因频率的改变，加上不同环境的选择，使各小种群向不同方向发展，这