简单的生命演化

地球约在46亿年前形成，相对于地球的历史而言，生命的历史显然显得尤为重要。当前最普遍认为最早的生命在38亿年前出现，但直到5.4亿年前的寒武纪物种才开始繁盛。生命的演化是一个漫长的过程，从无机物到有机物，从生物小分子到生物大分子，从原核细胞到真核细胞，从单细胞真核生物到多细胞动物和植物，地球用了32亿年才进化出真正的生命，不得不说生命的存在是物质世界最为璀璨的一道明光。

从38亿年前到6亿年前，我们称之为太古代的时间里，地球的环境极为恶劣，正是因为这样在长达32亿年期间生命的演化是十分缓慢的，最早的原核生物可能出现在35亿年前，而最早的真核生物可能出现在20亿年以前，直到5.6亿年以前，地球上生存的几乎都是简单的单细胞生物。从寒武纪开始，地球上突然出现大量多样性很高的多细胞动物，在寒武纪开始后的短短数百万年时间里，包括现生动物几乎所有类群祖先在内的大量多细胞生物突然出现，这一爆发式的生物演化事件被称为“寒武纪生命大爆炸”。

寒武纪是显生宙古生代的第一个重要的纪，标志着地球生物演化史新的一幕，地球由此进入古生代。寒武纪始于5.4亿年前，延续时间约5370万年。在寒武纪的地层中，人们发现了大量的生物化石，而在寒武纪之前的地层中却没有发现任何化石，这些生物似乎是突然出现的，说明了寒武纪在生命发展史上的重要地位。“寒武纪大爆发”是一件不可思议的事件，自从寒武纪地层发现以来学者，生物学家，地理学家都试图联手以各种假说来解释声名大爆发的原因，但这些解释事实上都还处于科学假说的阶段，由于对当时环境的背景资料了解的有限，科学界对寒武纪生命大爆发的原因仍未达成共识。

在寒武纪漫长而又短暂的生命发展史里，带壳、具骨骼的海洋无脊椎动物趋向繁荣，它们营底栖生活，以微小的海藻和有机质颗粒为食物，其中，最繁盛的是节肢动物-三叶虫，故寒武纪又称为“三叶虫时代”，其次是腕足动物、古杯动物（古代的海绵等，灭绝于侏罗纪）、棘皮动物（海星）和腹足动物（海螺，蜗牛），寒武纪的生物形态奇特，和我们现在地球上所能看见的生物极不相同。比较著名的有早寒武世云南的澄江动物群、加拿大中寒武世的布尔吉斯页岩生物群。寒武纪的生物界以海生无脊椎动物和海生藻类为主。无脊椎动物的许多高级门类如节肢动物、棘皮动物、软体动物、腕足动物、笔石动物等都有了代表。其中以节肢动物门中的三叶虫纲最为重要，其次为腕足动物。此外，古杯类、古介形类、软舌螺类、牙形刺、鹦鹉螺类等也相

当重要。抛开牙形石不说，高等的脊索动物还有许多其他代表，如我国云南澄江动物群中的华夏鳗、云南鱼、海口鱼等，加拿大布尔吉斯页岩中的皮开虫，美国上寒武统的鸭鳞鱼。

总的来说，真正意义上的多细胞生物在寒武纪出现，这标志着生命时代到来。

伴随着古生代地球环境缓慢改变，历史进入了新的纪元，奥陶纪。在奥陶纪，生命开始了自单细胞到多细胞以来的第二个趋势，即由海洋向陆地。这个任务显然只能由更能适应恶劣环境的植物来完成。最早出现在陆地环境中的生物是寒武纪的藻菌植物，它在近海低地或淡水水域中不断适应、不断进化，最终完成了由水生到气生的飞跃。微生物的生命活动和藻类的新陈代谢，造就了丰裕的土壤，并促进了大气的循环和积累，这为其他陆生生物的出现奠定了基础。

在海洋里，生命的演化仍在继续，动物的进化出现了新的契机，无脊椎动物进入全盛期，而脊椎动物开始发展。脊椎动物在5.3亿年前的寒武纪出现，奥陶纪时生命艰难的前进。作为地球历史上海侵最严重的一个纪，奥陶纪早期的还剩生命继承了寒武纪的优良趋势开始了快速发展。当时气候温和，浅海广布，世界许多地方（包括我国大部分地方）都被浅海海水掩盖。海生生物空前发展。化石以三叶虫、笔石（Graptolites）、腕足类、棘皮动物中的海林檎类、软体动物中的鹦鹉螺类最常见，珊瑚、苔藓虫、海百合、介形类和牙形石等也很多。节肢动物中的板足鲎类和脊椎动物中的无颌类［如甲胄鱼类］等均已出现。低等海生植物继续发展。

奥陶纪的生物界较寒武纪更为繁盛，海生无脊椎动物空前发展，其中以笔石、三叶虫、鹦鹉螺类和腕足类最为重要，腔肠动物中的珊瑚、层孔虫，棘皮动物中的海林檎、海百合，节肢动物中的介形虫，苔藓动物等也开始大量出现。

到了奥陶纪中期，在北美落基山脉地区出现了原始脊椎动物异甲鱼类——星甲鱼和显褶鱼，在南半球的澳大利亚也出现了异甲鱼类。在奥陶纪晚期，约4.8亿年前，首次出现了可靠的陆生脊椎动物——淡水无颚鱼。早期的鱼类有一层坚硬的外骨骼保护，但是即使有这种保护，早期鱼类仍然会受到节肢动物的捕食（最简单的脊椎动物-无鄂类鱼类），但是作为脊椎动物的鱼类却有着比杀戮他们的节肢动物更长远的优势。

植物仍以海生藻类为主。在奥陶纪广阔的海洋中，海生无脊椎动物空前繁荣，生活着大量的各门类无脊椎动物。除寒武纪开始繁盛的类群以外，其他一些类群还得到进一步的发展，其中包括笔石、珊瑚、腕足、海百合、苔藓虫和软体动物

等。笔石是奥陶纪最奇特的海洋动物类群，它们自早奥陶世开始即已兴盛繁育，分布广泛。腕足动物在这一时期奥演化迅速，大部份的类群均已出现，无铰类、几丁质壳的腕足类逐渐衰退，钙质壳的有铰类则盛极一时；鹦鹉螺进入繁盛时期，它们身体巨大，是当时海洋中凶猛的肉食性动物；由于大量食肉类鹦鹉螺类的出现，为了防御，三叶虫在胸、尾长出许多针刺，以避免食肉动物的袭击或吞食。珊瑚自中奥陶世开始大量出现，复体的珊瑚虽说还较原始，但已能够形成小型的礁体。由于海洋无脊椎动物的大发展，在前寒武纪时非常繁盛的叠层石在奥陶纪时急剧衰落。 （注：地球在这个阶段的自转较现在快，一天约合21小时）

　奥陶纪早、中期继承了寒武纪的气候，气候温暖、海侵广泛；奥陶纪晚期南大陆的西部发生了大规模的大陆冰盖和冰海沉积，代表寒冷的极地气候。按古地磁数据，奥陶纪南极应位于现在北非西北部，这与非洲冰碛层的分布应位于南极圈内的解释是吻合的。南大陆的东部仍处于赤道附近。北美、西伯利亚和中国华北地区有蒸发岩沉积,推测为干热气候环境,属于低纬度地区。奥陶纪北极应位于南太平洋，大陆地区基本上位于南半球，从沉积物来判断，当时南半球的气候分带比较明显。还由于晚奥陶世末期大冰期的存在，同时影响全球海平面的下降，并引起广泛的“干旱”，大陆开始大面积露出水面。

当奥陶纪结束，志留纪到来了。本纪始于距今4.38亿年，延续了2500万年。由于志留系在波罗的海 哥德兰岛上发育较好，因此曾一度被称为哥德兰系。志留纪普遍分早、中、晚三个世。

志留系三分性质比较显著。一般说来，早志留世到处形成海侵，中志留世海侵达到顶峰，晚志留世各地有不同程度的海退和陆地上升，表现了一个巨大的海侵旋回。志留纪晚期，地壳运动强烈，古大西洋闭合，一些板块间发生碰撞，导致一些地槽褶皱升起，古地理面貌巨变，大陆面积显著扩大，生物界也发生了巨大的演变，这一切都标志着地壳历史发展到了转折时期。

志留纪的生物面貌与奥陶纪相比，有了进一步的发展和变化。志留纪初期，南极冰盖迅速消融，导致志留纪海洋和大气环流减弱，纬向气候分带不明显，深海部分相对较暖，含氧量较低，易成滞流。因此，除高纬度的冈瓦纳大陆外，其他各板块大都处于干热或温暖的气候条件下，对于生物发展这是一个前所未有的气候优势。海生无脊椎动物在志留纪时仍占重要地位，但各门类的种属更替和内部组分都有所变化。如笔石动物保留了双笔石类，新兴的单笔石类也很

繁盛；腕足动物内部的构造变得比较复杂；软体动物中头足纲、鹦鹉螺类显著减少，而双壳纲、腹足纲则逐步发展；三叶虫开始衰退，但蛛形目和介形目大量发展；节肢动物中的板足鲎，也称“海蝎”在晚志留世海洋中广泛分布；珊瑚纲进一步繁盛；棘皮动物中海林檎类大减，海百合类在志留纪大量出现。

脊椎动物中，无颌类进一步发展，有颌的盾皮鱼类和棘鱼类出现，这在脊椎动物的演化上是一重大事件，鱼类开始征服水域（最终形成两栖类动物），为泥盆纪鱼类大发展创造了条件。 植物方面除了海生藻类仍然繁盛以外，晚志留世末期，陆生植物中的裸蕨植物首次出现，植物终于从水中开始向陆地发展，这是生物演化的又一重大事件。

植物登陆成功和有颌类的出现是发生在志留纪的最重要的生物演化事件。

由于剧烈的造山运动，地球表面出现了较大的变化，海洋面积减小，大陆面积扩大。作为陆生高等植物的先驱，低等维管束植物开始出现并逐渐占领陆地，其中，裸蕨类和石松类是目前已知最早的陆生植物。在奥陶纪出现的脊椎动物无颌鱼类进一步发展，得到大量繁荣；在志留纪中期，更先进的有颌鱼类开始出现，为随后鱼类等高等脊椎动物的大发展奠定了基础。

志留纪时，海洋无脊椎动物发生了重要的更新，繁盛一时的三叶虫逐渐衰退，板足鲎类开始兴起，是当时海洋节肢动物中个体最大的种类。伴随着陆生植物的发展，志留纪晚期还出现了最早的昆虫和蛛形类节肢动物。这个时期最大的特点是植物开始登上陆地，在海中也出现了有颌骨的鱼类--棘鱼类，棘鱼类并演化出了鳃盖骨，海中有成群的珊瑚聚集生活，最后形成珊瑚礁。



志留纪至泥盆纪，早期的脊椎动物----无颌类演化达到了顶峰，同时有颌类也相当繁盛，脊椎及颌的出现使主动捕获和取食较大的生物成为可能，因而这些鱼形动物可以长的更大，并出现多种多样的适应性。

最早的陆生动物是节肢动物，它们在4.3亿年前的奥陶纪晚期登陆，从最初就和植物生活在一起。早期的植物和臭氧难以形成屏蔽以避免紫外线对陆生生物的辐射，因此，早期的生物都生活在土壤中，在寂静而漫长的历史中，它们不断适应环境，组织和器官也在不断进化，最终，演化出一个包括动物和植物的陆生生态系统。

继节肢动物登陆后，两栖动物在3.7亿年前的晚泥盆纪也登上了陆地，它们进化出了肺和四肢。两栖类实现了登陆的第一步，但仍需在水中产卵和孵化，幼体以腮在水中呼吸，因此两栖类的登陆尚不完全，一生中仍不能离开水域。两栖动物出现

在泥盆纪晚期，在石炭纪、二叠纪空前繁盛，甚至在三叠纪也大量存在。

从两栖类进化到爬行类，羊膜卵的出现是一个关键的飞跃。正是由于有了羊膜卵，才使得脊椎动物在生长发育过程中能够摆脱对于水的依赖，脊椎动物终于成为完全的陆生动物。有了羊膜卵，再加上一系列对于陆地生活适应的构造及生理功能，使得爬行动物得以扩大其生存领域，扩展到远离海洋、湖泊和河流的地方。

爬行动物出现于石炭纪晚期，在二叠纪发展演化为两大支系：一支为兴盛于二叠纪和三叠纪的下孔类，包括盘龙类及兽孔类，并最终演化出了哺乳类；另一支为兴盛于侏罗纪和白垩纪的蜥形类，包括陆地上的恐龙、天空中的翼龙以及海洋中的鱼龙。

恐龙是爬行动物最为强盛的代表，和其他动物类群一样，在演化过程个体不断增大，以至于达到了顶峰，这与当时比较温暖湿润的气候和丰富的食物有关，也与冷血爬行动物消耗的营养较少有关。恐龙在陆地上占据优势地位达1.2亿年之久，却在6千5百万年之前的白垩纪末期完全灭绝，其灭绝原因至今仍是个谜团。

鸟类出现于侏罗纪晚期，在白垩纪不断进化，进入新生代后演化出所有的种类。鸟类起源于爬行类，是继昆虫、翼龙之后又一个征服天空的动物，关于鸟类的奥秘，许多都没有解开，鸟类起源于爬行类不成问题，但究竟起源于哪类，还没有定论。鸟类的羽毛是怎样进化的，和爬行类的鳞片有何关系，现在几乎是一无所知。鸟类是如何学会飞行的，是在地上快速奔跑中学会飞行，还是在树间不断跳跃学会了飞行，目前尚无定论。

爬行纲的下孔亚纲是爬行动物中出现比较早的类型，最初出现于石炭纪的晚期，他们是连接原始爬行类和哺乳类之间的桥梁。它们的一些特征，既具有原始性而与怀龙类相似，又有些进步性而与哺乳类相似。其中的兽孔目成员众多，形态各异，繁盛于二叠纪中期至三叠纪。

兽孔目又分为异齿兽类和兽齿类，前者素食，牙齿退化，仅有上颌的一对犬齿状大牙，他们是兽孔类进化的一个侧枝，如二齿兽。兽齿类与哺乳动物起源关系最为密切，它们牙齿分化，肉食为主，身体结构轻巧，行动迅速，许多特征和哺乳类相似，是真正意义上的似哺乳爬行动物。

最早的哺乳动物发现于三叠纪晚期，以孔耐兽和骗兽为代表。孔耐兽的支系在白垩纪分化出了后兽次亚纲和真兽次亚纲，前者为有袋类，后者为有胚盘的真兽类。真兽类在新生代早期演化出众多的类群，走进了哺乳类大发展的时代。

人类的祖先起源于真兽次亚纲的灵长目，灵长目在新生代早期出现，距今6千5百万

年，人类的进化是从250万年前的南猿开始的。人类的演化发展可以分为四个阶段：南猿、能人（250—160万年前）、直立人（180—30万年前）及智人（30—10万年前）。

早期智人生活于约30—10万年前，发现于非洲、欧洲及亚洲，早期智人的脑量已达到现代人的水平，他们制作的石器有了很多改进，能够狩猎巨大的野兽，用兽皮制作衣服，并会使用火。

晚期智人在形态上已非常像现代人，出现的时间约为10万年前，他们的石器比早期智人加工精细，还制作了不少骨器和角器，在木棒上加上矛头制成复合工具，狩猎时会利用地形，挖掘陷阱，会捕鱼，会摩擦生火。

从考古学的角度来看，人类历史可分为旧石器时代、新石器时代。旧石器时代从250万年至1万年前，主要是打击而成的石器；新石器时代从1万年至几千年前，以磨制而成的石器为主。再后，便进入有文字记载的时期。

现代人的起源有不同的假说，“单一地区起源说”认为现代人起源于15万年前非洲的一个智人群体，在10万年前这个群体扩散到旧大陆的其他地方而取代当地“居民”；“多地区起源说”认为亚、非、欧各洲的现代人是由当地的直立人演化而来的；“同化说”认为各地区都有自己连续的演化序列，约20万年前，远古智人在非洲演变为具有现代解剖特征的智人，然后向各地扩散，并与当地居群同化。