地球與生命演化中十大不可思議的現象

1. 生命的誕生

在漫長的46億年的地球演化過程中，最不可思議的可能就是生命的誕生了，至少以目前的科學探索結果，雖然各種懷疑外星生命的存在，但是畢竟沒有找到直接的證據，地球生命的誕生依然是我們心中永恆的奇蹟。

圖 生命之樹

宇宙大爆炸學說認為，宇宙的年齡約為140-150億年，太陽系的年齡約為50億年，而地球的年齡約為46億年，最古老岩石的年齡為38億年，然而地球上最早的生命誕生於何時其實仍是一個未解之謎。目前發現的最早的生命是在澳大利亞西部皮爾巴拉的瓦拉烏納岩層內的絲狀和放射狀的細菌化石，距今有35億年的歷史。

圖 瓦拉烏納岩層內的絲狀和放射狀的細菌化石

化石研究的受制於標本的取得，科學家們想到了用碳同位素（碳13）進一步探索地球的生命，根據最近某些科研人員的研究結果，地球生命出現的時間可能早在38億年前。

這些鋯石大約形成於41億年前，對鋯石中石墨成份的檢測結果顯示，其中的碳12的比例有異常增高，因此生命的歷史至少能夠達到地球歷史的90%左右。而實際上這一時間還可以提前，因為我們測得的只是有機物殘骸埋藏於此的年代。

這一時間是如此之早，因此我們很難不聯想到，生命是否真的只源自地球？是否在地球誕生之時，生命已經出現？而這種可能性確實存在。

一塊於1969年9月28日在澳大利亞維多利亞州默奇森附近發現的隕石——「默奇森隕石」為我們提供了地球生命外部起源的可能證據， 在這塊隕石上，找到了近100種氨基酸（地球生命體內起作用的氨基酸只有20種左右），其中不乏一些罕見的在地球上未見的氨基酸。甚至是月球上，我們也發現了氨基酸——這表明在太陽系形成後1億年不到的時候，也就是在月球出現之前，生命的要素可能就已經來到了地球。

有一種理論，認為，地球並不是最早誕生的天體，而是在宇宙演化到第九十億個年頭時才出現的。上一代恆星的殘骸——行星狀星雲、超新星遺迹——甚至是中子星合并的產物——為我們提供了豐富的重元素。

在許多情況下，這些重元素能夠在宇宙中結合在一起，形成高度複雜的分子結構，也就是我們所謂的「有機」物。

事實上地球上的金屬，包含各種生命所需的微量物質，以及地球核心的鐵元素，和各種金屬非金屬元素，這些物質，僅靠太陽是無法聚變出來的。

普通非超新星核聚變到鐵後，聚變反應就降溫了，因為恆星的重力無法維持鐵元素繼續融合。而超新星會繼續坍塌爆炸，可以聚變成金、等高密度物質。然後留下一顆中子星或者黑洞，其餘物質拋灑至周圍。

地球的碳基生命體內所有鐵以後的元素都可能來自一顆超新星。

如果這一理論是真的，那麼也許我們離找到地外生命的時間就不遠了。

2. 大氧化事件

在距今大約25億年前（在太古代結束之後），大氣在被稱為「大氧化事件」的事件中由無氧狀態變成弱有氧狀態。大氧化事件（Great Oxygenation Event ；GOE）對於地球和生命演化的意義甚至可以與產生第一個氨基酸比肩，其影響也非常深遠。

GOE在極短的時間內將大氣環境從無氧環境（氧含量0.02%）改變至弱氧化環境。而此時地球上絕大部分生物為原核生物，這些由光合作用氰化細菌所釋放的氧氣對於當時厭氧環境下生存的原核生物來說是毒氣，且大量的氧氣氧化了大量當時處於脆弱穩態的溫室氣體—甲烷使得溫度快速下降，進入了Makganyene冰河期。在上面雙重壓力下大量的原核生物死亡，於是捕獲了光合細菌的原核生物在內共生作用下堅強的熬過了冰河期，並適應了當時的氧化環境大量繁衍，這標誌著真核生物的出現。使得生物的演化進入了一個全新的階段，複雜的生命由此誕生。

關於GOE形成的原因，有說藍藻的光合作用造成的，2009年加拿大阿爾伯塔大學的庫爾特·康豪瑟爾研究小組發表研究結果稱，「大氧化事件」是源於鎳和產甲烷細菌兩種物質的巧合，研究人員分析水成岩發現，38億年前早期地球上海洋里的鎳含量較高。但27億年前到25億年前，即「大氧化事件」開始的時候，鎳的數量急劇下降。鎳的減少為「大氧化事件」打下了堅實基礎。因為，鎳含量下降有效降低了甲烷生成。這就促使地球上的氧氣迅速增多，生命慢慢形成。而27億年前正是地球上出現單細胞生物的時候，也是早期大氣里的氧氣突然增多的時候。

所以，這種關係可以如此推理：鎳減少產甲烷細菌死亡甲烷生成減少氧氣破壞減少產生氧氣的微生物增多氧氣大量產生（「大氧化事件」開始）單細胞生物大量出現生命從單細胞到多細胞發展低級生物高級生物。

同時，由於氧氣的大量出現，對地球地形和地貌的變化也起到了促進作用。例如，氧氣的腐蝕作用促成了對岩石的侵蝕，也造成了河流和塑造了海岸線。

2011年，利用一個火山排氣模型，Gaillard等人發現，觸發該事件的可能是在此之前發生的一個地殼形成階段。他們提出，隨著大陸的出現和火山越來越多地發生在地上而不是水下，岩漿揮發物在較低的壓力下被排放出來，導致排出的氣體被逐漸氧化。硫元素由以硫化氫（H2S）形式轉化為以二氧化硫（SO2）形式釋放，這種轉化隨後有可能促成了海洋硫酸鹽的還原以及地球大氣層的最終氧化。換句話說，是地殼形成過程中、岩漿作用導致了大氧化事件。

3. 兩次大冰期與雪球地球

大氧化事件的另一作用是直接導致了雪球地球的出現。十幾億年間，冰川兩次冰封了赤道。

新元古代大冰期，又稱休倫大冰期（Huronian），出現於24億年前到21億年前。由於主要冰蓋證據在休倫湖北岸被發現而命名。這可能是地球上最嚴重最漫長的寒冷期。。

第二次大冰期，也被稱為「雪球地球」

前寒武紀大冰期，又稱成冰紀大冰期（Cryogenian），出現於新元古代成冰紀，從8.5億年前到6.3億年前。這是十億年來地球最嚴重的寒冷期，極地冰蓋擴展到赤道。火山噴發的二氧化碳因地球生物不能光合作用而逐步累積，最終形成的溫室效應使得地球走出冰封。

圖 雪球地球

4. 埃迪卡拉生物群與寒武紀生命大爆發

埃迪卡拉（Ediacaran）動物群是Sprigg於1947年在澳大利亞中南部Ediacara地區的龐德砂岩層中首先發現的。埃迪卡拉動物群包含三個門，19個屬，24種低等無脊椎動物。三個門是：腔腸動物門，環節動物門和節肢動物門。水母有7屬9種；水螅綱有3屬3種；海鰓目（珊瑚綱）有3屬3種；缽水母2屬2種；多毛類環蟲2屬5種；節肢動物2屬2種。。包含了多種形態奇特的動物化石：身體巨大而扁平、多呈橢圓形或條帶形，具有平滑的有機質膜，是人們迄今為止發現的最古老、最原始的化石，也是在元古代地層中發現的最有說服力的生物證據。一般。

與埃迪卡拉紀的生物簡單，缺少足，眼和其他解剖學的「發明」；寒武紀大爆發的生物群則要豐富的多，寒武紀的牛逼之處不是大量物種，而是多種多樣的發育構架。它花了幾千萬年時間，造出了幾乎所有的門，接下來幾億年里幾乎再也沒有門出現了。與埃迪卡拉紀生物相比，寒武紀大爆發生物迅速演化出了足，眼，顎，腮等重要器官。寒武紀大爆炸產生了很多延續到今的物種。比如節肢動物，脊索動物（一部分發展成為了現在的脊椎動物）。

不過，由於事實上寒武紀生命的演化時期將近幾千萬年，甚至上億年，且寒武紀一個很明顯的特徵就是動物有了硬質骨骼，而骨骼相比軟組織那是太容易保存為化石了。也許之前其實生物已經五彩繽紛了，只是因為沒有骨骼，保存的化石很少；所以看起來好像寒武紀一下子多了很多化石，只是因為寒武紀生物更容易變化石罷了。分子生物學對此有所支持。上面說寒武紀造出各個門花了幾千萬年之所以要打問號，就是因為有些分子證據表明這些門的分家似乎早在寒武紀開始之前就完成了。

因此很對人認為寒武紀大爆發可能是一種假象。即便如此，其豐富的生物種類仍舊令人著迷。

5. 生命大滅絕

生命演化史上，既有生命的大量爆發，也有數次大規模的生物滅絕。

生物大滅絕是指在極短的地質時間內，大量物種急劇滅絕的事件。現在的地球一共經歷了5次這樣的大滅絕。

第一次：奧陶紀大滅絕。距今4.4億年前的奧陶紀末期。事件：導致大約85%的物種絕滅。原因，冰川期以及冰期結束後的氣候反彈；

第二次：泥盆紀大滅絕。距今3.65億年前的泥盆紀後期，海洋生物遭受了滅頂之災。

原因，海洋缺氧事件，海平面上升和全球變冷；

第三次：二疊紀大滅絕。距今2.5億年前的二疊紀末期。事件：導致超過95%的地球生物滅絕。原因，極度乾燥和炎熱，大型火山噴發導致大量二氧化碳噴入大氣，導致了溫度上升和海洋酸化。此後地球生命經歷了一千至兩千萬年的恢復期。也有有些科學家認為，隕石或小行星撞擊地球導致了二疊紀末期的生物大滅絕。

第四次：三疊紀大滅絕。距今2億年前的三疊紀晚期，發生了第四次生物大滅絕，爬行類動物遭遇重創。。極端的火山噴發，盤古超大陸裂開，全球升溫，大洋酸化。原因尚有爭論。

第五次：白堊紀大滅絕或恐龍大滅絕。6500萬年前，白堊紀晚期，侏羅紀以來長期統治地球的恐龍滅絕。原因，海平面降低，火山活動導致了百萬年尺度的生物數量減少。災害導致酸雨和氣候變冷。大型小行星撞擊地球造成進一步的滅絕。

第六次：一部分科學家認為第六次大滅絕開始於一萬年前人類開始統治地球。原因是捕獵，生態毀滅，污染，氣候變化。

6. 超大陸旋迴——滄海桑田

一般認為大陸一旦隨著漂移越聚越多形成「超大陸」，就會造成大陸內部有很大的能量「爆發」不出來，這樣就導致了超大陸的解體，但是四分五裂的大陸碎塊終究又會隨著地球內部的活躍以另一個方式相遇，甚至可能南轅北轍重新莊到一起形成新的大陸，這個就是一直以來的現象」超大陸旋迴「。

7. 人類的誕生

為了表達人類在生命進化史上的渺小，有一個經典的比喻：即地球形成的時間當作是凌晨0時，把2014年當作第二天的0點，也就是將地球的歷史模擬成一天即24個小時，那麼最原始的動物則大約是在23點45分產生，陸生動物則是在23點54分產生。爬行動物則是在23點58分產生，至於人類的產生時間，也就才幾秒鐘，簡直可以忽略不計了。

最近，一部叫大魚海棠的電影特別火，那裡一個樸素的歷史觀念即為人來自於海洋，是由魚變成的（不過搞笑的是，電影設定壞人死變成了老鼠。。。）。

事實上，人類確實是由魚類演化而來的。從演化角度看，人類屬於硬骨魚綱的一員，人類的頭面部骨骼，例如構成上頜的上頜骨和構成下巴的下頜骨(亦稱齒骨)，在早期硬骨魚那裡都可以找到。在中國雲南曲靖距今4.23億年的瀟湘動物群中發現了世界上獨一無二的有頜脊椎動物化石。其中，一種被命名為鈍齒宏頜魚的硬骨魚，是目前為止志留紀最大的脊椎動物。鈍齒宏頜魚屬原始肉鰭魚類，體長可達1.2米，由於演化出了頜和牙，其牙齒適應捕食帶硬殼的獵物，可能在食物鏈中佔據較高的位置。

（上圖為搞笑圖片，源自網路）

人類在生物學上的分類屬於動物界脊索動物門脊椎動物亞門哺乳綱真獸亞綱靈長目人科人屬智人種。

脊索動物門是動物界最高等的門。包括尾索動物亞門，頭索動物亞門和脊椎動物亞門。脊椎動物亞門的動物的脊椎都包在骨頭裡面，是脊索動物門中最大和最先進的亞門，目前所知最早的脊椎動物是一種無頜的魚形動物，是在中國雲南省昆明發現的昆明魚，距今約五億三千萬年。

脊椎動物下，有一重要的綱--哺乳綱，根據目前人類掌握的化石證據，哺乳動物被認為最早出現在2億多年前的中生代的三疊紀，並於新生代取代恐龍（2.3-0.65億年前）佔據生態位優勢並開始繁盛，成為陸地上占支配地位的動物至今。

靈長動物屬於哺乳綱中的靈長總目，包含了樹鼩目、皮翼目、靈長目及史前的更猴目。靈長類的進化史可追溯到6500萬年前，它們是在當時造成物種（特別是恐龍）滅絕的大災難下倖存的胎盤哺乳動物之中，最古老的一群。已知最古老的類靈長類哺乳動物物種更猴距今約6000萬年。靈長類動物在歐亞大陸蓬勃發展，而這個譜系導向非洲猿類和人類。

猿是人猿總科動物的通稱，屬於類人猿下目，包括兩個科。雖然人們常把猿猴並稱，有時候將猴也稱為猿，而猿有時也會稱做是猴，不過他們在生物學上是不同的動物。兩者的主要區別在於猴有尾巴，而猿沒有，因此人是猿的一種。

長臂猿科是人科最親近的旁系群，兩者共同組成了人猿總科。人科包括猩猩屬，大猩猩屬，黑猩猩屬和人屬。

人屬是靈長目人科中的一個屬，最大的特點是有發達的腦，前額直立，牙齒的大小逐漸相近，逐漸減小，手逐漸靈活。今天生活在世界上的現代人是其唯一倖存的一個種。

智人（現代人），屬於人亞科中的人屬。

人類和黑猩猩擁有共同祖先古猿，大約在700萬年前，我們與黑猩猩步入了不同的演化過程，古猿經過能人，直立人，海德堡人，最終在20萬年前形成了智人，也就是我們現代人。

8. 全球腦與全球生命理論

全球腦

地球自誕生以來，在漫長的45億年里，曾經發生過兩大奇蹟：一個是生命的誕生，另一個是人類的出現。今天，第三個奇蹟發生了，一個環繞全球的智能結構正在茁壯成長……。它就是全球腦，目前世界上最大規模的集體智慧系統。

圖 密密麻麻的通信網路

70億人，加上海量的計算機，加上密密麻麻的通信網路，就形成了全球腦。簡單來說，全球腦就是由這三者組成的。我們看到，它非常宏大，而且具有強大的功能。

全球腦（global brain），是正在湧現的以地球為基礎，數量巨大的擁有發達大腦和創造力的所有人類個體，他們藉助於各種信息處理工具，通過各種通信方式，彼此之間相互作用，結合成的具有神經系統特徵的自組織巨型網路。該網路具有比人腦更高級的信息處理能力和創造力。它所表現的智能，就是地球智能。

或者，為了讓大多數人更容易接受和傳播全球腦思想，我們可以將它概括為：地球是一個腦，每個人是一個神經元。

全球生命體

如果將人類社會當作為一個整體來看待，那麼，這個巨大的體系將充分體現一個生命體所具有的各種特徵。我們看到的是一個動態平衡的世界，它具有各種各樣複雜的組織結構。其內部，廣泛存在著綿長且錯綜複雜的物質流與能量流。這個龐大的有機體不斷生長著，無論是其總體規模還是內部的分化。在太陽的照耀下，它完全適應我們所在的這個星球，並且遊刃有餘。

生物圈和人類社會的重疊關係

大量單細胞聚集在一起，可以形成多細胞有機體；大量螞蟻聚集在一起，可以形成離散的超有機體——蟻群；而所有的人、馴養生物、轉基因生物以及人造物聚集在一起，則形成了宙斯。正如我們所見，許多性質完全不同的存在物匯聚到了宙斯體內。它們彼此之間相互影響，不斷演變，不斷自組織，走向了一條共同演化的道路。

這不只是腦洞（想像）。現在已經有越來越多的人開始認同全球腦思想，包括《失控》的作者凱文·凱利。BBC、探索頻道和CCTV都通過紀錄片介紹了全球腦概念。之前，弗朗西斯·海拉恩（Heylighen, F.）在2012創立了全球腦研究所（GBI，Global Brain Institute），以展開這方面的研究。

文中素材和圖件來源於花生網、果殼網、科學網、以及豹子的trilobite、楊友三、巴甫洛夫很忙、如火而飛、藍小灰、安森垚、indevelop等著名知乎博主的文章。

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