生命科学报课件

生命起源生命演化历程生物演化史生物大绝灭刊号：05年11月（下半年）纯一号NO.1主编：李秋蕤指导老师：景泽良退出生命起源生命演化历程生物演化史生物大绝灭刊号：05年11月1生命起源构成生命的元素宇宙中的生命分子慧星和生命陨石和生命深海烟囱起源说原始生命的有机汤叠石层生物单分子粘土矿物和生命火山和生命地球上有很多种元素，但用于构成生命的元素并不多，主要有C、H、O、N四种，此外还有S、P及其他一些微量元素。我们知道组成生命的主要物质是蛋白质、水分和无机盐三大类。元素分析表明，蛋白质一般含碳50%55%、氧20%23%、氮15%18%、氢6%8%、硫0%4%，有些蛋白质还含有微量的P、Fe、Zn、Cu、Mo等。返回首页生命起源构成生命的元素宇宙中的生命分子慧星和生命陨石和生命2过去曾认为，星际空间不存在任何物质，是绝对的真空。1930年特蓝普勒在测定疏散星团直径时，发现星光在宇宙空间产生消光现象，由此发现了星际尘埃。20世纪50年代以来，由于红外和射电观测技术及实验波谱研究手段的进步，越来越多的星际物质被探测出来。特别是1969年斯奈德(L.E.Snyder)观测到有机分子甲醛(HCHO)的6cm谱线，轰动了世界，被誉为20世纪60年代天体物理的重大发现，他的发现还激发了天文学家去探索星际分子的热情。到1991年，已发现92种星际分子，2000多条分子谱线。最新的消息是美国伊利诺斯州立大学的射电天文学家路易斯辛德通过频谱在靠近银河系中心的星云中发现了生命分子氨基酸，这一发现有可能解释生命的起源问题。星际有机分子的普遍存在启示我们，在宇宙的恒星体系中，具备产生生命条件的行星（类地球）为数不少，在那些行星上必然会出现生命，乃至进化为智慧生物。因此，探索宇宙生命将是人类在搞清自己之后的下一个探求目标。返回首页生命起源构成生命的元素宇宙中的生命分子慧星和生命陨石和生命深海烟囱起源说原始生命的有机汤叠石层生物单分子粘土矿物和生命火山和生命过去曾认为，星际空间不存在任何物质，是绝对的3彗星是一种很特殊的星体，与生命的起源可能有着重要的联系。彗星中含有很多气体和挥发成分。根据光谱分析，主要是C2、CN、C3、另外还有OH、NH、NH2、CH、Na、C、O等原子和原子团。这说明彗星中富含有机分子。许多科学家注意到了这个现象：也许，生命起源于彗星！1990年，NASA的Kevin.J.Zahule和DaidGrinspoon对白垩纪第三纪界线附近地层的有机尘埃作了这样的解释：一颗或几颗彗星掠过地球,留下的氨基酸形成了这种有机尘埃;并由此指出,在地球形成早期，彗星也能以这种方式将有机物质像下小雨一样洒落在地球上-这就是地球上的生命之源。返回首页生命起源构成生命的元素宇宙中的生命分子慧星和生命陨石和生命深海烟囱起源说原始生命的有机汤叠石层生物单分子粘土矿物和生命火山和生命彗星是一种很特殊的星体，与生命的起源可能有着重要的联4返回首页生命起源构成生命的元素宇宙中的生命分子慧星和生命陨石和生命深海烟囱起源说原始生命的有机汤叠石层生物单分子粘土矿物和生命火山和生命陨石（meteorite）是落到地面的流星体，是太阳系内小天体的珍贵标本。因此，研究陨石对研究太阳系的起源和演化、生命起源提供了宝贵的线索。陨石分为两类：球粒陨石和非球粒陨石。球粒陨石对生命起源有较重要的意义。它们只可能来自宇宙，不仅含有氨基酸，还有烃类、乙醇和其他可能形成保护原始细胞膜的脂肪族化合物。生物化学家David.W.Dreamer用默奇森陨石中得到的化合物制成了球形膜即小泡，这些小泡提供了氨基酸、核苷酸和其他有机化合物，及其进行生命开始所必需的转变环境，也就是说，当陨石撞击地球时，产生形成生命所需的有机物及必须的环境小泡。和生命起源于彗星的理论一样，这是一种新的天外起源说。另外，康奈尔大学的C.Hyba指出，撞击也可以以其他方式提供生命所需的原材料：来自一次陨石撞击的热和冲击波可以在原始大气中激发起合成有机化合物的化学反应。返回首页生命起源构成生命的元素宇宙中的生命分子慧星和生命陨5深海烟囱巨大的热量，可以产生在大陆火山区里产生的那种缩合物。因此，美国霍普金斯大学的地质古生物学家斯坦利（S.M.Stanly，1985）提出生命的深海底烟囱起源说。在洋中脊，深海烟囱与炽热岩浆直接连通，温度高达1000，使周围海水沸腾，冒出的滚滚浓烟里富含金属、硫化物，热水中富含CO2、NH3、CH4和H2S，这是一个既有能量又有生命起源所必需的物质的还原环境，于是有机化合在这里发生，并且按照温度递降出现了一系列化学反应梯度区。由H2、CH4、NH3、H2S、CO2经高温化合形成氨基酸，继而硫和其他复杂化合物形成多肽、核苷酸链，形成似细胞体的合成物。有趣的是，这些成分在高热作用下化学合成了硫细菌。鉴于现代深海形成硫细菌的事实，斯坦利推想，在太古代绿岩带里面也一定存在类似于现代深海洋中脊的地质条件，存在深海烟囱，生命化学合成的一系列反应就在那里发生，生物有机高分子在那里缩合而成，最后原始生命就在那里诞生。返回首页生命起源构成生命的元素宇宙中的生命分子慧星和生命陨石和生命深海烟囱起源说原始生命的有机汤叠石层生物单分子粘土矿物和生命火山和生命深海烟囱巨大的热量，可以产生在大陆火山区里产6简单的有机合成在地球形成之初就开始了，主要发生在大气圈中，所形成的简单低相对分子量有机物与地壳表面的水体作用，形成含有机化合物的水溶液，在某些火山活动区域有可能形成浓的溶液。这些稀的和浓的溶液最后汇集到大的水体或原始海洋中。这就是现今流行的观点：生命起源于早期地球“温暖小水池”的“有机汤”中。返回首页生命起源构成生命的元素宇宙中的生命分子慧星和生命陨石和生命深海烟囱起源说原始生命的有机汤叠石层生物单分子粘土矿物和生命火山和生命简单的有机合成在地球形成之初就开始了，主要发7叠层石（stromatolite)是前寒武纪未变质的碳酸盐沉积中最常见的一种“准化石”，是原核生物所建造的有机沉积结构。由于蓝藻等低等微生物的生命活动所引起的周期性矿物沉淀、沉积物的捕获和胶结作用，从而形成了叠层状的生物沉积构造。根据Walter(1983)的统计，已知在澳大利亚、北美和南非三个不同大陆的11个地点发现了太古宙的叠层石，其年龄都在25亿年以上。晚元古代（20亿年前到7亿年前）是地史上叠层石最繁盛的时期，其分布广泛、形态多样。后生动物出现（7亿年前）以后叠层石骤然衰落。古生代寒武纪至泥盆纪叠层石数量和分布范围有限，但仍不难见到。泥盆纪以后叠层石只是残存了。现代海相叠层石只分布在澳大利亚、中美洲、中东等地的少数地区的特殊环境中。通常叠层石产出于灰岩和白云岩中，有些叠层石发育在燧石、磷酸盐岩（胶磷矿）中，由磁铁矿和赤铁矿构成的叠层石以及锰叠层石也颇为常见。返回首页生命起源构成生命的元素宇宙中的生命分子慧星和生命陨石和生命深海烟囱起源说原始生命的有机汤叠石层生物单分子粘土矿物和生命火山和生命叠层石（stromatolite)是前寒武纪未变质的碳酸盐沉8在原始地球条件下，生物单分子是从无到有创造出来的，即由生命元素在外动力（能源）的推动下，通过无机化合而成。生命元素在原始地球的大气中广泛存在，外动力无疑也是不成问题的。现在的研究资料表明，放电、紫外线、热能都可以促使生命元素合成生物单分子。所以，原始大气是生物单分子的诞生地，并使生物单分子在原始地球上普遍分布，从而能使其中一部分生物单分子在一定条件下形成生物大分子。第一个模拟原始大气进行放电实验获得氨基酸的是米勒（S.L.Miller，1953）。返回首页生命起源构成生命的元素宇宙中的生命分子慧星和生命陨石和生命深海烟囱起源说原始生命的有机汤叠石层生物单分子粘土矿物和生命火山和生命在原始地球条件下，生物单分子是从无到有创造出来的9粘土矿物这种地球上最常见的物质是最初的生命物质，这一说法已不再是西方的圣经故事和中国的神话传说，而是新的科学研究成果。粘土矿物是一种微小的晶体，科学家们发现，粘土矿物晶体中存在一种有趣的缺陷结构，这种结构可能保存相当多的信息，从而决定晶体生长的取向和构型。因此，对于诸如属于“低技术”的催化剂和膜等原始控制结构来说，这些无机晶体作为一种构造物质要比大的有机分子更为合适得多。返回首页生命起源构成生命的元素宇宙中的生命分子慧星和生命陨石和生命深海烟囱起源说原始生命的有机汤叠石层生物单分子粘土矿物和生命火山和生命粘土矿物这种地球上最常见的物质是最初的生命物10这一学说认为：原始地球火山活动频繁，形成局部高温缺氧地区，使得附近水池里的有机物形成大量的氨基酸和核酸。当水池由于高温蒸发干枯时，氨基酸弱聚合脱水反应形成多肽等高聚物，后由雨水搬运到海洋，氨基酸自我装配形成蛋白质。这样，就为生命起源提供了所需的有机分子。返回首页生命起源构成生命的元素宇宙中的生命分子慧星和生命陨石和生命深海烟囱起源说原始生命的有机汤叠石层生物单分子粘土矿物和生命火山和生命这一学说认为：原始地球火山活动频繁，形成局部高温11返回首页返回首页12广义而言，生命起源应当追溯到与生命有关的元素及化学分子的起源。因而生物圈演化的历程应当从宇宙形成之初，通过所谓“大爆炸”（“BigBang”）产生了碳、氢、氧、氮、硫、磷等构成生命的主要元素之时起。返回广义而言，生命起源应当追溯到与生命有关的元素及化13碳、氢、氧、氮、硫和磷这六种生命元素构成了地球上生物体物质总量的98%，而这些元素是伴随着宇宙起源和演化过程而产生的。宇宙的状态和宇宙物质运动的基本规律法则的特殊结合造成了生命起源和演化的可能性。宇宙中的物质诞生在爆炸之中。氢和氦是在距今约150亿年前的大爆炸强烈热辐射中形成的。构成我们自己的、更复杂的碳、氧、钙、铁原子起源于恒星的燃烧着的深处。像铀之类的重元素是在超新星爆发的冲击波内合成的。形成生物原料的这些核过程发生在最不适宜于生物居住的环境中。一旦形成了元素，剧烈的爆发就把这些元素送回到恒星之间的太空中。在那里，万有引力将这些元素铸成新的恒星和行星，而电磁作用将它们造成生命的化学物质。返回碳、氢、氧、氮、硫和磷这六种生命元素构成了地球14生物单分子是指一些与生命有着密切关系的有机低相对分子量化合物，包括氨基酸、脂肪酸、糖、嘌呤、嘧啶、单核苷酸、卟啉、ATP等高能化合物。它们是构成生物高分子的基本成分。返回生物单分子是指一些与生命有着密切关系的有机低相15高相对分子量的生物有机化合物主要是指蛋白质、核酸以及高相对分子量的碳氢化合物。与低相对分子量的生物有机化合物相比，高相对分子量的有机化合物具有更高级的物质群。它们是由低相对分子量的有机化合物经过聚合而成的多分子体系。从化学结构而言，蛋白质是由-L-氨基酸脱水缩合而成的，核酸是由嘌呤和嘧啶碱基，与糖D-核糖或2-脱氧-D-核糖）、磷酸脱水缩合而成，多糖是由单糖脱水缩合而成。由此可知，由低相对分子量的生物有机化合物变为高相对分子量的生物有机化合物的化学反应都是脱水缩合反应。返回高相对分子量的生物有机化合物主要是指蛋白质、核酸16最简单的原始生命与最复杂的化学分子之间的差异仍然是极大的，主要是“组织化”水平的差异。为了填补化学演化与生物学演化之间的鸿沟，人们提出了许多介于化学分子结构与原始生命之间的过渡形式，并给予许多不同的名称。例如原生体protobions）、原细胞（protocells）、前生物学系统（prebiologicalsystems）、前生物学生命（prebiologicallife）等等。究竟是怎样过渡的现在仍不甚了解，但大体上应包含三个过程：(1)生物大分子自我复制系统的建立；(2)遗传密码的起源；(3)分隔的形成。人们通过研究，建立了几种由化学系统到生物学系统的过渡模式，如奥巴林的团聚体模式。返回最简单的原始生命与最复杂的化学分子之间的差异仍17通过遗传密码的演化和若干前生物系统的过渡，地球上最终产生了最原始的生物系统，即具有原始细胞结构的生命。化学演化和前生物演化之后，单细胞终于形成了，生命进入了细胞演化阶段。在这个阶段，演化主要集中在细胞内部组织水平的提高，包括细胞结构的复杂化、代谢方式的演变等，同时伴随着规模较小的生态学分异和物种分异。从原核生物过渡到真核生物，完成了细胞演化中最重要的一步。最早的原始的真核生物是微小的单细胞，它们进行有丝分裂，能进行光合作用。演化的下一个重大阶段是由这些原始单细胞真核生物向多细胞的后生动植物的过渡。返回通过遗传密码的演化和若干前生物系统的过渡，地球18后生动植物产生后，逐渐形成了复杂、先进的生物系统。一般的看法是后生植物与后生动物来自共同的祖先单细胞的真核生物，即所谓的原生生物（protista）。前已述及，单细胞真核生物是由原核生物祖先通过直接演化或细胞内共生而产生的。由单细胞真核生物向多细胞的后生动植物的转变是生命历史中的一个重大的演化事件。后生动物和植物可能同时达到多细胞化（multicellularity），在这个过程中，生物的体积增大，组织器官分化。后生动物和后生植物如何由原始的单细胞真核生物演化分支出来？谁先谁后？对这些问题目前还没有一致的看法。按照新近时兴的细胞内共生假说来解释后生动植物的起源是这样的：某些异养的、行吞噬作用的单细胞真核生物祖先可能以吞噬原核生物为生，其中一些与行光合作用的原核生物发生细胞内共生，形成能进行光合作用的自养的真核生物，经过进一步演化，成为后生植物。另外一些仍保留异养功能，演变成为变形虫、鞭毛虫、纤毛虫等原生动物和真菌。从异养的原生动物再进一步演化出海绵、水母以及无体腔的原始后生动物。返回后生动植物产生后，逐渐形成了复杂、先进的生物系统19返回首页返回首页20生命源于地球，而且是地球的产物。即使如克里克（F.Crick）所认为的生命来自地外，地球仍然是生命的摇篮。今天的生命看来是由第一个生物经过再生、繁殖和演化，进而形成无数的生命形态并布满整个地球。古菌类和后来的细菌在水里、空气中和地上迅速繁殖，在20多亿年中构成了一个生物圈。这个生物圈的成员之间彼此交流，由此又先后产生了真菌和真核生物。然后，它们又集合和组织成多细胞植物和动物。生命在海洋里蔓延开来，它们登上陆地，使世界充满树木和花草，又随着昆虫和鸟类飞翔天空。于是，在地球上形成和成长起“生命之树”。人类是这棵生命进化树最奇异的枝条。因此，在地球上诞生的生命和地球是休戚与共的。返回生命源于地球，而且是地球的产物。即使如克里克（F21传统的分类学家将地球上的生命划分为两个界，即植物界和动物界，从而造成了我们的偏见：不是植物就是动物。70年代，康奈尔大学的生态学家H魏塔克（R.H.Wittaker）提出一种五界系统，说明生命的构成（科学，1969年1月10日）。后来，波士顿大学的生物学家林恩马古利斯（LynnMargulis）支持并扩充了魏塔克的框架（进化生物学，1974）。专家们现在提出，生命中最基本的划分并不是在“高等”的植物与动物之间，而是在单细胞之间。返回传统的分类学家将地球上的生命划分为两个界，即植物界22地球上最古老的沉积岩大约有38亿年的历史，也就是说，地球凝聚89亿年后才形成硬的地壳，生命才有了立足之地。古生物学家发现的最老的有细胞结构的生命的证据是西澳大利亚的Warrawoona微生物化石群（35亿年），表明地壳形成后不到3亿年生物演化就开始了。但是大多数地质学家认为，最古老的原始生命是和最古老的沉积岩同龄，即38亿年，其重要的证据是格陵兰西部Isua沉积岩中的条带状铁建造（BIF）。此外，在南非有34亿年年龄的Swaziland超群古老岩层中存在简单的层状叠层石，年龄为33亿年的南非Onverwacht群的碳同位素比值有一个明显的变化，由此推断光合作用的历史可追溯到3335亿年前。返回地球上最古老的沉积岩大约有38亿年的历史，也就是23古老而原始的生命在经历前显生宙前期近20亿年的进化之后，到距今约19亿年前开始出现第一次繁荣，其标志是细菌与蓝藻的大发展，并且出现了真核生物。真核生物的出现标志着生命细胞结构的完善，现代生命都是从19亿年前真核生物出现的原点上辐射进化而来的。此外，还必须指出，从19亿年9亿年前我们的星球仍然是水生菌、藻生物的世界，到目前为止仍然没有发现较高等的植物。最令人感兴趣的是加拿大安大略的冈弗林铁建造（GunflintIronFormation）中的微化石群。同位素年龄测定该建造为19.5亿年。冈弗林微化石群的最大特征是化石丰富，形态多样、分布广泛。在形态上有类似孢子的球状体，如Huroniospora（休伦孢）；有管状不分枝的丝状体，如Animikiea（安尼米基藻），Gunflintia（冈弗林藻）；还有形态特异的微化石，如星状体的Eoastrion（始星菌）；星伞状的Kakabekiaunabei1ata（伞形卡卡贝基亚菌）等等。特别引人瞩目的是，冈弗林微化石群中的丝状体已出现异形胞，大小细胞之间清楚地显示出细胞壁分开，如Gunflintiagrandis（华丽冈弗林藻）等。细胞分化出异形孢，在原核生物中见于蓝藻。在现生的蓝藻丝体里，营养细胞发育成很大的厚壁休眠胞或不动体，或者发育成具有特殊代谢功能的异形胞。异形胞具有固氮功能。由此可见，冈弗林微化石群中，蓝藻己相当繁盛，种类也较多，它们是当时海洋中主要生产者。返回古老而原始的生命在经历前显生宙前期近20亿年的进24对最早的真核生物化石的证据至今为止还没有一致的看法。真核生物只能出现在地球大气圈含氧量增加到一定程度，即最初大气圈形成之后。这不仅因为真核生物进行有氧代谢，有丝分裂本身就是需氧过程，而且因为真核细胞不能防御强烈紫外线的损伤，只有当与氧化大气圈形成的同时，大气层外的臭氧屏蔽层也形成以后，地球上才能有真核生物生存。在加利福尼亚州南部，距今大约14亿年的贝克泉（BeckSpring）组产有大的单细胞形体和分叉的管状绿藻，多数学者认为这些化石是真核细胞有机体，并可能是已知最老的、真正的真核细胞化石。另一个被证实为真核细胞的化石是在澳大利亚的苦泉(BitterSpring)组灰岩中发现的，其年龄约为109亿年，其中有些细胞呈现出正在进行细胞分裂的状态。北美大峡谷超群的乔尔（Chuar）群，年龄约为12亿年，产有几丁虫化石。同时产有碳质薄膜状体化石Chuaria，这是已知肉眼可见的最老化石，其直径约为23mm，有人认为可能是一些藻类化石。中国淮南地区的刘老碑组和燕山地区的青白口系中，均产有丰富的碳质膜状体Chuaria、Longfengshania和带状藻类，其年龄均为108亿年间。返回对最早的真核生物化石的证据至今为止还没有一致的看25最早的动物化石出现在前寒武纪晚期。软躯体后生动物在震旦纪冰期之后得到突发性的迅猛发展，在距今7亿6亿年间成为海洋生物的统治者。进入寒武纪（距今6亿年）后，软躯体后生动物衰退，带壳后生动物随之兴起。这一生物发展阶段可分为前埃迪卡拉和埃迪卡拉两个亚阶段。前埃迪卡拉亚阶段以中国的淮南生物群为代表，埃迪卡拉亚阶段以澳大利亚的埃迪卡拉动物群为代表。返回最早的动物化石出现在前寒武纪晚期。软躯体后生动物26返回大约56亿年前，在地球学家称为寒武纪的开始之时，绝大多数无脊椎动物在几百万年的很短时间内出现了。起先是寒武纪初小壳化石的爆发性发展，继之被大型带壳动物取代。是什么原因使得早期寒武纪世界能够激发这样的生命“爆发”？长期以来这是古生物学研究中的一大难题。古生物学家为此做出大量的努力，或许是因为大气中积累了足够的有利于呼吸作用的氧；全球环境变化有利于后生动物的生存；海洋化学物质的变化积累了大量的磷酸盐，使得软体动物有可能演化出保护性的骨骼；生态学理论及其相互捕食关系的理论对此也作出了解释。返回大约56亿年前，在地球学家称为寒武纪的27现代生物学研究表明，脊椎动物是由低等的无脊椎动物进化而来的，大致的进化过程是由与无脊椎的棘皮动物亲缘关系密切的原始脊索动物中的半索动物或隐索动物到头索动物或全索动物，最后可能由头索动物或与其相近的种类进化出脊椎动物。由于原始脊索动物缺少硬体结构，不宜保存化石，因此至今发现的原始脊索动物的化石很少。古生带动物演化古生带动物演化（时间单位：万年）570500435395345280寒武纪奥陶纪志留纪泥盆纪石炭纪二叠纪三叶虫增多珊瑚虫、腕足动物、鹦鹉螺、笔石随处可见有鹗鱼出现，海螺已存在鱼类增多，第一批两栖动物出现第一批爬行动物及第一批有翅昆虫出现，两栖类增多。昆虫种类增多，爬行动物占据陆地。返回现代生物学研究表明，脊椎动物是由低等的无脊椎动物进化28地球上最早的陆生植物化石出现在晚志留纪至早泥盆纪的陆相沉积物中，表明距今4亿年前植物已由海洋推向大陆，实现了登陆的伟大历史进程。植物的登陆，改变了以往大陆一片荒漠的景观，使大陆逐渐披上绿装而富有生机。不仅如此，陆生植物的出现与进化发展，完善了全球生态体系。陆生植物具有更强的生产能力，它不仅以海生藻类无法比拟的生产力制造出糖类，而且在光合作用过程中大量吸收大气中的CO2，排放出大量的游离氧O2），从而改善了大气圈的成分比，为提高大气中游离氧量作出了重大贡献。因此，亿年前的植物登陆是地球发展史上的一个伟大事件，甚至可以说，如果没有植物的登陆成功，便没有今日的世界。返回地球上最早的陆生植物化石出现在晚志留纪至早泥盆纪29返回脊椎动物由水生环境扩张到陆地环境，演化出陆生动物，这无疑是生命进化史上又一重大事件。因此，更确切地说，如果没有动、植物实现登陆的伟大进程，我们这个星球的生命还将停留在4亿年前的古老而低级的阶段。化石资料表明，两栖类是最先由水中登上陆地生活的脊椎动物类群。在两栖动物生活史中，一方面仍保留着水中生活的阶段，另一方面经过变态获得生活在陆地上新的适应能力。然而，与植物登陆相比，脊椎动物实现登陆的时间要晚得多。最早的两栖类化石发现在英格兰老红砂岩的顶部，地质时代属于泥盆纪最末期（法门期末），距今大约有3.6亿年。这是一类原始的、具有尾和迷齿、头骨构造坚硬的早期两栖类，即迷齿亚纲。鱼石螈是这个古老类型的典型代表。返回脊椎动物由水生环境扩张到陆地环境，演化出30返回鸟类的起源是生物学上难解的谜。从达尔文的物种起源发表以来，科学家一直在推测鸟类的起源及其进化史。1860年在德国巴伐利亚约1.5亿年以前的石灰岩沉积层中发现一根孤零零的鸟羽（见右图），次年在同一地区发现一具有鸟状羽毛和翼的动物骨骼这就是举世闻名的始祖鸟。始祖鸟的骨骼解剖特征为鸟类起源于恐龙提供了明显的证据。但是，会飞的鸟类如何由爬行的恐龙进化而来的问题，使得科学家们为之争论了100年之久。近20年来，科学家对鸟类、恐龙及有关的爬行动物的演化关系进行了深入的分析研究，如今一幅从兽足类进化到鸟类的谱系进化图被描绘出来。特别是近年来在中国辽西发现的中华龙鸟为此提供了有利的证明：鸟类起源于恐龙。返回鸟类的起源是生物学上难解的谜。从达尔文31虽然恐龙的化石在地球上存在了数千万年，但直到19世纪，人们才知道地球上曾有这么奇特的动物存在过。第一个发现恐龙化石的是名叫吉迪昂曼特尔（Mantell）的英国医师。曼特尔平时有收集岩石和化石的嗜好。公元1820年，他和夫人玛丽安发现了一些嵌在岩石里的巨大牙齿。曼特尔从没见过这么大的牙齿。当他在附近又发现了许多骨骼后，他开始对这些不寻常的发现物进行认真的研究，并得出一个结论：这些牙齿和骨骼应该属于某种庞大爬行动物，他将这种不知名的动物命名为禽龙，学名的原意就是指清晰的牙齿。不久，英国又发现两种巨大爬行动物的骨骼，它们分别被命名为斑龙和森林龙。一直到公元1841年，这些巨大的爬行动物才有了正式的名字。当时一位杰出的科学家理查欧文爵士（SirRichardOwen），将它们命名为恐龙，学名的意思是恐怖的蜥蜴。研究恐龙的热潮从此揭开，全世界的科学家都兴致勃勃地投入了挖掘恐龙的行列。返回虽然恐龙的化石在地球上存在了数千万年，但直到1932返回白垩纪即将结束时，恐龙变得越来越少，最后终于全部消失。就在此时，地球的景观也发生了变化。盘古大陆因为海底的扩张分成了好几块。海平面升高了，原来恐龙生存的低洼地区变成汪洋一片。许多种类的海生动物也灭绝了。此外，原本全年温暖的气候，现在变得比较有季节性。植物的种类也发生了改变，显花植物变得越来越重要。恐龙的灭绝正好让地球上另一群生物哺乳动物趁机崛起。返回白垩纪即将结束时，恐龙变得越来越少，最后33第一批哺乳动物，可能是一批以昆虫和恐龙蛋为食物的小动物。一直到6500万年前，哺乳动物才逐渐兴旺起来。我们主要是依靠化石的研究来推断哺乳动物出现的时间。由于化石只包括动物身体较硬的部分，如骨骼、牙齿等，而哺乳动物的一些重要特征，如温血、毛皮等并不能变为化石，科学家必须从骨骼上另找研究线索。研究发现，哺乳动物的骨骼有两个共同特征。其一是特殊的颚骨。哺乳动物的左右下颚骨各由完整的一块组成。其二，哺乳动物中耳腔内有几块小骨头。由此，我们便可以推断哺乳动物出现的年代了。哺乳动物演化时间表（时间单位：百万年）中生代（第三纪）230195141三叠纪侏罗纪白垩纪第一批哺乳动物出现，爬行动物继续增多。第一批鸟类出现，恐龙全盛时期。哺乳动物及鸟类增多，恐龙逐渐稀少，直至绝灭。返回第一批哺乳动物，可能是一批以昆虫和恐龙蛋为食物的小动34象的祖先出现在新生代，从始新世晚期的始祖象，到渐新世进化为乳齿象。这一阶段象类身体都不大。进入第三阶段后，象的种类辐射增多，个体增大。新生代（第三纪）（时间单位：百万年）665537.5古新世始新世渐新世哺乳动物急速分化，不过跟现代哺乳动物还有很大差别第一批灵长类、蝙蝠出现第一批乳齿象出现及犀牛的近亲出现返回象的祖先出现在新生代，从始新世晚期的始祖象，到渐35返回从始新世晚期开始至渐新世，大约经历1900万年时间，出现了现代哺乳动物的直接祖先。犀牛、马和大象的祖先先后出现在此阶段。在新第三纪中新世和上新世两个时期，哺乳动物开始现代化。最明显的表现是奇蹄类开始衰退，偶蹄类进一步繁荣起来。马在漫长的演化过程中，足趾逐渐消失，由原始哺乳动物的五趾减少到现代马的一趾，三趾马存活于中新世，介于原始马与现代马之间。它的边趾已经缩短，只有中趾踏在地面上。返回从始新世晚期开始至渐新世，大约经历193638亿年来，在地球上形成和成长起了“生命之树”，人类是这棵生命之树上最奇异的枝条。人类是生命最复杂、完美和高能的物质结构。人类的产生是千万相关事件幸运结合的意外结果。人类起源于新第三纪中新世的森林古猿中的一支，经过腊玛古猿（晚中新世到早上新世）和南方古猿（中、晚上新世）两个过渡阶段的演化，终于在上新世末-第四纪初出现了真正的人类，从而有了人类及其文化、社会形态。返回38亿年来，在地球上形成和成长起了“生命之树”，37自从古生物学出现后，人类就认识到曾有过大规模的生物绝灭现象。多细胞生物在6亿年的历史进程中，共经历了五次主要的大规模绝灭事件。在所有大绝灭事件中，规模最大的一次发生在二叠纪末，最引人注目的是白垩纪末恐龙的绝灭。返回首页自从古生物学出现后，人类就认识到曾有过大规模的生38在过去6亿年间的几次大规模绝灭中，二叠纪末2.25亿年前）的绝灭事件是规模最大的一次。它造成了海洋中95%以上的物种的绝灭，形成了地质历史上最严重的“生物危机”。在这次事件中存在2个事实：第一，二叠纪末的绝灭的主要是海洋生物，而那一时期的陆生植物与脊椎动物未受太大影响；第二，化石记录主要保存的是浅水海洋生物，而很少有生活在海洋深处的生物化石。研究者意识到浅海区域是一个关键，开始检验浅海减少在二叠纪绝灭中起的作用。科学家正在探讨这次生物绝灭的原因，它们可能包括世界范围内的造山运动、海平面的升降、海洋盐份的减少、超新星的爆发、宇宙射线大量射入、流行病、生境的限制和气候的急剧变化等。二叠纪末的大绝灭时间，目前仍是古生物学中的一个古老而深刻的难题。返回在过去6亿年间的几次大规模绝灭中，二叠纪末2.2539在生命演化史上，为众人熟知的绝灭事件莫过于白垩纪恐龙绝灭。距今6500万年前（即白垩纪第三纪之交时），世界突然改变。在地表居于统治地位的爬行动物大量消失，一半以上的植物和其他陆生动物也同时消失，如此多的物种绝灭这一事实表明，这一时期的地球是非常不适于生物生存的地方。哺乳动物不知什么原因，度过了这一段艰难的时光，它们散布到了恐龙退出的生态环境，成为占统治地位的陆生动物。一个特定的物种人终于开始研究这些有遥远起源的化石记录。化石记录有着丰富多样的线索，它们构成的故事似乎取决于阅读方式。伯克利加利福尼亚大学的WalterAlvarez和FrankAsaro在意大利亚平宁山脉和世界其他地方的沉积岩中，看到来自太空的一次巨大撞击事件的痕迹。而巴黎地球物理研究所的E.Couryillo则看到，形成印度德干暗色岩的多次巨大火山喷发是世界毁坏和污染的证据。返回在生命演化史上，为众人熟知的绝灭事件莫过于白垩纪40