藍藻、恐龍到人——生命演化小史
作者：馮偉民（中國科學院南京地質古生物研究所）
生命從哪裡來？生命又是如何演化的？在人類出現之前，這片大地上誰主沉浮？
自古以來，生命的起源及演化就是人類孜孜以求的奧秘，隨著人類科技的發展，這一萬古之謎正在一點點解開。
為什麼生命唯獨青睞地球？
據科學家觀測，銀河系裡有兩千億顆恆星，而宇宙中又有千億個星系，按理說在整個宇宙中應該遍布我們的「兄弟姐妹」，但令人驚異的是，似乎只有太陽系裡存在生命——或者說，生命很吝嗇地選擇了地球。
在最初的生命誕生時，地球剛剛從一個炙熱的火球冷卻下來，當時的地球大概只有8億歲，地球的表面已然形成了岩石圈、水圈和大氣圈。
地球的形成
巧合的是，地球的衛星——月亮，幾乎與地球同時誕生，由於月球的存在，地球產生了潮差，有了四季和晝夜的區別。月球在給予地球能量的同時，也控制著地球旋轉的變緩，使地球逐漸產生了適合生命生長的環境。
原始生命的演化
生命的誕生過程可以這樣概略地描述：從無機物生成有機物小分子，再形成有機物大分子，再到多分子體系，直到產生具有原始新陳代謝功能的原始生命——原核單細胞。
如果說，從非細胞形態的化學分子發展到細胞形態的生命是生命演變過程中的第一個突破，那麼從厭氧的原核生命到喜氧的真核生命則是第二個突破，它開啟了通向人類的演化之路。
從單細胞到多細胞
原核生命的藍藻在海洋中大量繁殖以後，生命的多樣性曾長期在低水平徘徊。但藍藻通過葉綠素的光合作用，不斷釋放氧氣，在距今約20億年前，形成了地球第一個大氧化時代，從此，真核生命登上了歷史舞台。
有氧環境下生物代謝功能的增強，有性繁殖出現後遺傳變異的加速等因素，使得生命的多樣性得到了迅速發展，真核生命由單細胞向多細胞演化。
然而，那時的地球生命仍局限在海洋中。由於劇烈的板塊運動，大量的有機質運移到地球表面，極大地消耗了大氣中的氧氣；歷時久遠的大冰期環境，也使得生命演化萎靡了很長時期。
隨著冰期的結束，板塊的分離和海面的上升，地球進入了有利於生命繁盛的時代，多細胞生物獲得了大發展。
當時的生命仍是比較原始的，主要是一群固著的，身體扁平，呈輻射狀排列，軟軀體的生物，這就是著名的埃迪卡拉生物群。可惜它們最終滅絕了，成了生命長河中的一群匆匆過客。
埃迪卡拉生物群
史無前例——寒武紀生命大爆發
到了距今５.2億年前，地球迎來了一次史無前例的寒武紀生命大爆發，在很短的時間內，從低等的海綿動物到高等的脊椎動物，現代海洋生物門類的祖先幾乎全部湧現了出來。
科學家發現，那時大氣氧含量達到了足以使生物機能很好發育的水平。因此，生物進化出了骨骼，眼睛、脊索、口器和觸手等，而且以身體兩側對稱為主。它們開始向海洋不同的水層擴散，建立起了現代海洋生態系統的雛形。由於大型捕食動物奇蝦的出現，複雜的食物鏈也開始建立了起來，從而引發了之後五億年來高潮迭起的生命演化。
澄江動物群
古生代生物的起與落
魚類崛起
在早古生代，海洋生物開始進入繁盛時代，各種各樣的無脊椎動物閃亮登場，各領風騷，比如寒武紀的三葉蟲，奧陶紀的角石和志留紀的筆石等。
在海洋中，魚類崛起並迅速成為了海洋生物界的主力，使得海洋生物的競爭空前激烈。
登陸運動
到了中古生代，地球板塊的碰撞加劇，造山運動不斷，滄海桑田，造陸運動使大陸面積擴大。生物界掀起了延續千萬年的登陸運動，植物和各種無脊椎動物先後登上了陸地。
到了泥盆紀晚期，脊椎動物開始登上陸地。維管植物的出現使得綠滿大地，也誘導動物尾隨而來，開創了陸地動物世界的新天地。
隨著動物的成功登陸，生物的足跡開始遍及全球各地，古昆蟲開始了飛向天空的嘗試，兩棲類動物一度繁盛於陸生淡水環境，成為晚古生代最為耀眼的動物明星。
生物大滅絕
到了晚古生代，森林密布，沼澤遍地（現代煤炭有一半形成於石炭紀時代）。由於羊膜卵的出現，爬行動物徹底告別了對水體的依賴，開始向大陸深處進軍。而二疊紀末發生的地球生命史上最為慘烈和廣泛的生物大滅絕事件，徹底顛覆了古生代生物圈的格局，為新一代爬行動物的出現和繁榮騰出了生態空間。
中生代的霸主——爬行動物
進入中生代，統一的大陸板塊開始分裂，大西洋由此形成。在太平洋海底和大西洋開裂過程中湧出的大規模海底岩漿，對中生代的氣候產生了深遠的影響，以至於幾乎整個中生代的平均氣溫比當今地球高十多度！
經過長時間的演化，恐龍成為陸地上真正的霸主，魚龍、蛇頸龍等各種各樣的海生爬行動物稱霸海洋，而翼龍則向空中發展，從而進入海陸空全面發展的爬行動物演化時代。
然而，就是這樣一個繁榮的爬行動物群體，最終還是沒有逃脫滅絕的命運。
恐龍真的全部滅絕了嗎？
恐龍已經完全滅絕了嗎？其實不然。
科學家們在熱河生物群中，發現了大量帶羽毛的恐龍，這表明，小型獸腳類恐龍中有一支身披多彩羽毛的恐龍，經過四翼恐龍的演化階段，逐漸演化成了兩個翅膀的鳥類。這一發現，揭開了恐龍演化成鳥類的奧秘。
因此，嚴格地說：雖然大部分恐龍已經滅絕，但是恐龍的後代——鳥類存活了下來，並繁衍至今，翱翔在萬里藍天。
四翼恐龍-赫氏近鳥龍
新生代的新成員——哺乳動物
中生代結束後，地球演化歷史進入新生代。
板塊繼續演繹著分離與聚合，不斷改變著海陸格局，促使了生物界多樣性的發展。
距今約四千萬年前，南極洲成為獨立的大陸，開始了形成大冰蓋的過程，全球氣候開始變冷；印度次大陸撞擊歐亞大陸，形成了綿延千里的青藏高原，造成了有史以來最大的陸表高差。哺乳動物以其生理和機能上的優勢很好地適應了新環境，從而取代爬行動物成為地球新的霸主。
這個時期，陸地上既有食草的馬、鹿、牛、羊，又有兇悍的食肉動物劍齒虎、鬣狗等；既有六七米高的巨型犀牛，又有冰河時代的長毛猛獁象。海洋中出現了巨型的鯨類，其龐大的體型沒有任何脊椎動物能與其比肩。此外，哺乳動物甚至演化出自己的「空軍」——蝙蝠，與鳥類同享天空。
人類誕生——進化的終點？
漫長的地球生命史為智慧人類的出現鋪就了道路，而這一進程的最後衝刺大約開始於六七百萬年前。
這期間，許多介乎人和其他靈長類哺乳動物之間的過渡物種都滅絕了，包括南方古猿、能人、直立人等等。而我們的祖先——智人，在長期的演化中，學會了使用工具，並在勞動與交流中產生了語言，成為了最終的成功者。
人類的誕生，是地球上最重要的一件事，可能也是宇宙中非常重要的一件事。那麼，人類就是進化的終點了嗎？我們是否可以笑到最後？
地球生命演化史，就像一曲交響樂，跌宕起伏，有高潮也有低潮，穿越了將近三十八億年的漫長時光隧道，歷經與自然和諧共處，創造生物大輻射的輝煌時期，也有過遭受地內外災難性打擊的大滅絕時代。
無論處在怎樣的環境中，我們和其他生物的祖先們靠著創新生命體制，不斷拓展生存空間，努力適應不斷變化了的自然環境，頑強地演化至今。因此，當今地球環境和生命多樣性是多麼的來之不易！
人類是生物界的一員，應該與地球上的其它生物和諧共處，共同維護所有生物的地球家園。了解生命，珍愛生命，保護地球環境，維護生物多樣性，才能使我們的地球家園充滿歡樂。
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