第三章 生物（1）-学生探索百科全书（中卷）

生物 第三章 “生命，那是自然赋予人类去雕琢的宝石。” BIOLOGY 有人说地球本身是有生命的，否则它怎么能够孕育出这么多 复杂的生命呢!是啊，地球是有生命的，因为地球能用水、土壤、 空气等孕育出生命，而繁衍不绝的生命体又令地球充满生机。郁 郁葱葱的绿色植物给动物界的繁荣发展创造了有利的条件，而不 起眼的微生物家族又在植物、动物的生命循环中发挥着重要的调 节作用。地球因生物世界的存在而精彩，生命因纷繁多样而彰显 神奇。神秘的恐龙化石揭示了史前生命的繁荣昌盛；一些植物靠 “绞杀”的办法来维持生命；气势磅礴的动物大迁徙竟然能够如 此有条不紊地进行；情感不只是人类的专利，动物间的“爱情” 同样感人……当然除了动植物那些奇妙有趣的“行为”外，有关 于人类自身的困惑也同样值得探索。诸如折磨人的疼痛到底是怎 么回事，激素是如何控制身体机能的，睡眠中我们的大脑发生了 什么……虽然我们对于地球上的生命万象还不能一一看透，但只 要探索活动永不停止，生物世界就不会有永远的秘密。 ——诺贝尔(瑞典) 3 学生探索百科全书 THE NEW ENCYCLOPEDIA 中卷·自然探索 OF STUDENT EXPLORATION 生物 189188 学 生 探 索 百 科 全 书 自然探索 “地球尖叫起来了” 生命的起源与发展 我 们生活的地球除了有岩石、水、空气外，其表面还生活着150多 万种动物和30多万种植物。英国作家柯南道尔写过一个名为《地 球尖叫起来》的故事，说的是当一些科学家把地壳钻穿时，碰到了一 种软乎乎的东西，再钻下去时，地球尖叫着颤动起来，原来地球是有 生命的。今天我们知道这并不完全是无稽之谈。在几米深的地下，生 活着大量的蠕虫、昆虫和鼠类；而最近科学家在美国阿拉斯加万年冻 土的400米深处发现了一些原始微生物，并发现在离地面33千米的高 空还蛰伏着一些细菌和孢子……在地球上生命几乎无处不在。这些生 命体是伴随着地球的成长发展演化而来的，使地球从最初的无生命状 态转变成今天的模样。 二叠纪 三叠纪 侏罗纪 白垩纪 寒武纪 石炭纪 泥盆纪 志留纪 奥陶纪 前寒武纪 第四纪 第三纪 46亿年前 生命的本质 一块矿石如果不对它进行任何加工(加热、粉碎、水中 浸泡)，绝不会发生任何变化。生命体则不同，它是不断变 化着的：生命体会在某一时刻出现(一棵植物破土而出，一 个动物出生)，接着便会发育(长大或分裂），最后会消失(死 亡)，变成最简单的化合物。 生命的诞生 人们普遍认为，生命脱胎于水，起源于原始海洋。但是也有人提 出不同的看法，如陆地起源说、宇宙外来说、深海烟囱起源说，以及生 命诞生于空中、生命源于火山喷发等说法。虽然关于生命起源的说法各不相同，但科学 家对产生生命的化学进化过程，认识基本是一致的。他们认为，生命是从无机物合成有 机小分子，如氨基酸、核苷酸等；再由有机小分子合成生物大分子，如蛋白质、核酸、 类脂、多糖等；生物大分子在原始海洋中长期相互作用而构成蛋白质、核酸等多分子体 系，进而演化成为原始生命。一般认为，地球上最初形成的原始生命，是一些功能与现 在病毒相类似的非细胞形态的生物，其躯体仅以一层“界膜”与水分开。久而久之，“界 膜”发展为“细胞膜”，从此原始单细胞生物—原核生物出现。 生命形式复杂化 自从原始生命出现，地球上的生命从此进入生机勃勃的生物进化时 代。原始生命通过遗传变异和自然选择，演变成为原核细胞生物。这类 生物大约在35亿年前或更早就已经出现在地球上了。随着繁殖数量的增 多，原核细胞生物所需的物质日渐供不应求，随之而来的生存竞争便开 始了。竞争是生命的特征，它可促使生命进化。约在30亿年前的太古代 晚期，光合作用作为进化的一个早期成果，大大增加了大气的含氧量，由 此加速了生命的进化过程。约在18亿年前，原核细胞生物演化成了拥有 真正细胞核的真核细胞生物。这是生物进化史上的一次大飞跃，它导致 在以后的漫长岁月里，真核细胞生物中的一支渐渐发展成为多细胞生物， 之后逐渐演变出了更高级的动植物。世界因此变得多姿多彩。 40亿年前的地球，生命的前 物质在海洋里聚积。 生物的多样化进程 化石记录表明在最近6亿年里存活过 的生物已经变得多样化，但是增加的 速率在不同时期有很大变化，生物 “科”的数量在再次增长之间会突然减 少，即出现所谓的大绝灭事件。 化石证据 动物一旦死亡，相当一部分会风化、腐烂掉。数 以万计的生物死亡之后，幸运的话，或许会有一 两个生物遗体的甲壳、骨骼和牙齿等未腐烂，它 们经历漫长的石化作用成为化石。 菊石属于海生无脊椎动物， 产于浅海的沉积地层中。 始祖鸟大小如鸽，有牙齿、羽毛，为 鸟类的祖先。 在大约6亿年前的前寒武 纪末期，被认为是动物的 生物—埃迪卡拉生物群 出现了。 生命的年代 地球上生命的