第九章 生物探索（1）-中国青少年科学探索百科全书（下卷）

北 京 出 版 社 ENCYCLOPEDIA OF SCIENCE FOR YOUTH 中国青少年科学探索百科全书 下 卷 中国青少年科学探索百科全书 230 231 生 物 探 索Encyclopedia of Science for Youth 数十亿年前，在地球的海洋中诞生了最早的生命。经过亿万年的演化，它们逐 渐进化成结构复杂、功能多样的生命体。植 物、动物等自然界中所有具有生命的物质统 称为生物，它们生活在地球的表层中，在这 个复杂的生物圈中，动物与植物之间互相生 存又互相影响，动物与环境互相影响又互相 制约，这些复杂的关系形成了井然有序的生 物圈。成千上万不同种类的生物都以地球为 家，单细胞生物、菌类、无花植物、有花植 物、无脊椎动物、脊椎动物以及人类都是这 个大家庭中的成员。所有生物之间有着千丝 万缕的关联，它们相互斗争又彼此依存，共 同组成了色彩斑斓、充满生机的自然界。 中国青少年科学探索百科全书 232 233 生 物 探 索Encyclopedia of Science for Youth 生命的起源与进化 据科学家们推测，在35亿年之前地球上就已经出现了生命。但推测终归是推测，地球上生命的起源依然是一个悬而未 决的问题。不过现在可以肯定的是，大约在40亿年前，地球上 只有岩石和水，地表温度很高，缺少氧气的大气层使来自太阳 的紫外线可以畅通无阻地射到地表，而紫外线具有相当强的化 学活性，它催化生成了最初的生命。生命的起源和进化就是从 那时开始的。 在35亿年之前，地球上开始有了生命的存在。 生命的出现 地球上的生物最初是来自非生物。在亿万年期间， 随机的化学反应产生了可自我复制的化合物。这种情 况一旦发生，就开始了一种演化形式，并最终产生结 构、功能复杂的生命单体。 已经灭绝的恐龙曾盛行于爬行动物时代。 最初的细胞 细胞是生物体最小的单位。它外表包着 一层保护膜，可以让基本的化学元素进出细 胞。虽然细胞对生命很重要，但科学家们仍 不确定它们是如何形成的。不过，生物学家 推测最初的细胞可能与生存了30亿年的最 原始的细菌差不多。 生命进化的阶段 通过分析出土的古生物化石标本，人们可以了解生物的进化过程，并 去探讨生物界在过去20多亿年来的发展。通常人们把生物进化分为5个 阶段，即：藻类和无脊椎动物时代、裸蕨植物和鱼类时代、蕨类植物 和两栖类动物时代、裸子植物和爬行动物时代、被子植物和哺乳动物 时代。 演化的证据 化石是生物演化的重要证据，因此研究化 石可以知道很多古时候的生物。例如大家所熟悉 的恐龙形态，就是将恐龙化石复原后得到的。虽 然从化石上看不到恐龙的肌肉，但人们仍然能够 将整个恐龙描绘出来，目前这种技术已非常进 步。但是光靠这些复原图并不代表我们已有足够 的古生物知识，因为还有很多生物居住在不容易 形成化石的地方。因此，除了化石以外，非常重 要的演化证据就是现在仍然生存于地球上的生 物，从它们的形态、习性等方面，都可以找出演 化的线索。 随着时间的推移，三叶虫 逐渐销声匿迹了，但它却 以化石的形式保留了下来， 成为人们研究生物演化的重要 证据。 化石 化石是已经变为岩石(或称矿化)的生物遗体。它们通常由有机体的坚硬部分所形成，例如 外壳、骨骼、牙齿和木材等。化石提供了生命体存在的化石记录，因而可作为演化的证据。 古生物化石的形成 越来越多的泥层堆积起来，菊 石慢慢变成岩石，成为化石。 它们死后埋在了泥土和沙子里。几百万年前，一种叫菊石的贝类生 活在海洋中。 现代马 长腿为了跑得更快。 上新马中新马 始新马 渐新马 副马 马的进化 最早的马只有猫那样大小，生活在森林里，称为始 新马。始新马前蹄有四趾，后蹄有三趾。然后这种马逐 渐演化出脚较长、趾较少、身体较大的马，即渐新马、副 马和中新马。中新马生活在草原上，它跑得很快，看到 来袭的猛兽就逃之夭夭。从中新马又演化出最早的单趾 马，即上新马，上新马在大约两百万年前演化成现代马。 马的进化是其对数百万年间环境变化的一种适应。 正在进行的演化 透过演化的过程，生物变得更 适应周围的世界。为更好地适应环 境，生物还在不断地进行着演化。通 过演化，它们发展出特别的性状，如 芳香的花、鲜明的警戒色等等。 直到今天地球上各种各样的生物仍在不停 地演化着。 华莱士 华莱士是英国 博物学家，曾在印 尼一带探险，研究 生物的分布情形， 所以东亚区、欧洲 区与澳洲区的分界 线就命名为华莱士线。1858年，他 与达尔文共同研究进化论，但后来 他将进化论的发现让给了达尔文。 探索之星 适应辐射 适应辐射，是从单一物种演变 为许多不同物种的演化。在适应辐 射中，一个物种能衍生出生活方式 不同的许多新物种。当一物种移入 新地区，或其竞争者数量减少时，常 会引起适应辐射。南美洲西岸