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网文：生物的分级与演化

2013-01-22 09:49阅读：

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网文：生物的分级与演化


作者：冬虫
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古生代：
第一步：单细胞生物在原始的环境中，有一些组合成简单的群落，它们之间并没有任何分化，只是简单的聚合在一起。这样出现了一些优势，例如可以透过细胞膜相互交换营养物质，以及体积较大不容易被其他单细胞生物吞吃等。此阶段尚不能被称为多细胞生物，它只是众多细胞简单的聚合体，现代可参考的生物如一些细菌团，例如“鼻涕体”。
约21亿年前：细胞出现简单的功能分化，例如一些细胞负责支撑群体，一些细胞负责进食，另一些负责传递营养物质，但没有任何器官和结构可言。出现细胞功能分化后，我们可以认为它是一个最简单的多细胞动物，现代可参考的生物如海绵动物。
图为海绵动物 网文：生物的分级与演化
约6亿年前：一些多细胞动物的细胞功能分化进一步细化，身体结构仍然极为简单，但细胞分工已出现明显规律，如内层细胞负责消化吸收食物，外层细胞负责保护身体，此时的动物身体
结构仍无确定形状、无明确的器官。但这些原始的多细胞生物，为接下来的寒武纪生命大爆发事件做好了准备。现存的可参考的动物：腔肠动物。

图为腔肠动物基本结构
约5.6亿年前：寒武纪生命大爆发事件开始，原始的多细胞生物演化为各种形态，现在已知的各大类动物的分化就出现在此时；出现基本的系统、器官，一些细胞通过收缩和扩张使动物运动，组成运动系统，一些细胞在体内组成管状消化道，现代可参考的动物：棘皮动物

图为棘皮动物基本结构
寒武纪生命大爆发中：出现神经系统，一套传递信息及协调身体各部分的系统出现，现存的可参考的动物：扁形动物。与神经系统相辅相成的是眼睛的出现，同样参考扁形动物，一开始只是两团具备感光能力的细胞（现代的一些扁形动物有极为原始的眼睛，看起来不过是皮肤上的两个黑点，但实际上拥有微弱的感光功能），之后逐渐演化为形态各异的感光器官。眼睛的出现使生物感知环境的能力大大增强，生存竞争在此后变得很激烈，这促成了生物的进化速度和生物多样性的形成。

图为扁形动物身体基本结构
约5.3亿年前，正是在生命大爆发的大环境下，现在已知的几乎所有动物大类的祖先都在此时分化，出现了一些我们比较熟悉的形态，例如有些动物具备节支和甲壳、有些长出贝壳、有些拥有肌肉形成的腕足……我们的祖先在生命大爆发中朝另一个方向发展，那就是灵活性，成为一类身体柔韧、能够在水中自由游动的动物，游动需要身体的协调，而贯穿身体的一条主神经解决了这问题。这一阶段可能没有现存动物可供参考。可参考在中国发现的海口虫。

图为海口虫基本结构
约4.9亿年前：脊索的出现，起初它只是贯通身体的主神经的硬化外壁，用于保护主神经，成型后同时可增加身体的柔韧度，成为支撑身体的主干。现代可参考的生物：文昌鱼。


图为文昌鱼及其基本结构
约4.5亿年前：脊椎形成、骨骼的出现。脊索硬化并产生关节，形成脊椎，骨骼起初只是脊椎的延伸产物，之后发展出关节。包裹在骨骼中的神经系统具备条件出现集中的神经团，用于处理信息，最初主要是视觉信息，因此神经团出现在两眼之间，之后功能逐渐复杂化，形成脑。最初的鱼类就此出现。现代可参考的生物为原始鱼类，如七鳃鳗。

图为七鳃鳗及其身体结构
约4.3亿年前：肢体、颌的出现。骨骼的延伸和关节化使鱼类的身体结构更加复杂，出现了鳍、颌等结构，形成我们现在概念中的鱼。

鱼类的身体结构大家都很熟悉了。
从4亿年前开始的泥盆纪，被称为鱼类时代，盾皮鱼、棘皮鱼、硬骨鱼和软骨鱼分别发展壮大，占领了地球上的江河湖海（其中盾皮鱼和棘皮鱼现已灭绝，现代鱼类多为硬骨鱼，鲨鱼为软骨鱼）。一些在浅水沼泽中生存的硬骨鱼类，为适应环境，演化出可在根须和杂草丛生的水下行进的体态，具体表现为身体扁平、鱼鳍肌肉发达，鳍肢很长并有骨骼和关节控制，可用于拨开障碍物，在水中复杂的环境里穿行。可参考提塔利克鱼（被归类为肉鳍鱼亚纲/四足形类），一般认为这种鱼类可在小面积的沼泽之间进行短距离的迁徙，它的瞟具备呼吸功能，被视为肺的雏形。

图为提塔利克鱼
约3.6亿年前，出现最原始的四足动物。这些动物是否归类为两栖类目前仍有争议。它们有与两栖类相似的四肢，但从身体结构来看无法在陆地上行走，一般认为四肢是用于在沼泽中穿行。这些动物虽有四足，但依然保留鱼类的基本特征，如沿尾部边缘有一个小背鳍，尾部有一连串骨质鳍条(见于鱼类的典型尾部骨质物)，包括较短的口鼻部，颊部具前鳃盖骨（依然有鳃存在）。这一阶段没有现存动物可供参考，可参考鱼石螈、棘螈、埃尔金螈等。

图为鱼石螈

图为棘螈
约3.2亿年前的石炭纪中期出现最早的两栖类动物，这些动物可以短暂的离开水，并且四肢可在陆地上行走（但无法支撑身体使腹部离开地面，也无法奔跑）。现存可参考的动物为各种蝾螈。
约2.9亿年前，二叠纪初，两栖动物中的一支逐渐脱离水生环境，卵壳的硬化使它们能够在陆地上繁殖；这一支动物成为早期的爬行动物，称“杯龙目”。
图为林蜥，杯龙目代表物种。
约2.7亿年前，二叠纪中期，杯龙目中的一支演化为“似哺乳类爬行动物”，或称下孔类，并于二叠纪中后期成为陆地优势种群，几乎统治了当时所有的陆地环境。这些动物出现了一些哺乳动物特征，例如牙齿的功能分化，有门齿、犬齿之分，皮脂腺出现等。下孔类分为早期的盘龙类（如基龙和异齿龙），和后期的兽孔类（如二齿兽和水龙兽）。
图为盘龙类的基龙

图为兽孔类的水龙兽
值得一提的是，同样在二叠纪，杯龙目中的另一支——初龙类演化支，也脱颖而出。后来的恐龙等动物出自这一支。
约2.5亿年前，在二叠纪末期-三叠纪初期，发生了生物大灭绝事件，一般认为是由于大陆合并，阻断了洋流，导致全球气候聚变，而导致大灭绝的直接因素是大范围的干旱，另外还有大量的火山活动造成的含氧量下降等。一度占据陆地的“似哺乳爬行动物”迅速衰亡，仅有少量种类存活。二叠纪末的生物大灭绝事件标志着古生代的结束。
中生代
2.5亿年前~6500万年前的中生代，是地球生命史上最辉煌的年代，但对于我们的祖先来说却是最暗无天日的漫长年代，在这个年代里，另一类动物非常成功的占据了整个地球，我们甚至以它的名字来命名那个时代：恐龙时代。
2.5亿年前，三叠纪初期，陆地环境大范围干旱，似哺乳爬行动物原来的一些优势转化为劣势，例如皮肤透水性，这使得似哺乳爬行动物大规模灭绝，而残存下来的少数种类，多为穴居动物。

图为三叠纪早期的似哺乳爬行动物，犬颌兽。
而此时，源自初龙类动物的一支主龙类动物却繁盛起来，它们拥有细密的鳞片，皮肤不易散失水分，因此能够耐旱。恐龙是其中的代表性种群。
约2.3亿年前，地球从大灭绝中恢复着元气，恐龙正式登场，并利用自身优势迅速占据了大灭绝留下的众多生态空缺。位于身躯下方的脚使它们比任何其他爬行动物更具灵活性，体内的气囊极大的提高了呼吸的效率。可参考物种：南十字龙、始盗龙等。
这里纠正一种普遍的错误观念，即哺乳动物是在恐龙时代之后出现的，而事实上哺乳动物与恐龙出现的时间很接近。
约2.2亿年前，似哺乳爬行动物中的一支演化为原兽亚目，它们是一类小型的穴居食虫动物，已经具备哺乳行为、毛发等哺乳动物基本特征，但仍保留卵生的生殖方式。现存可参考的动物：针鼹。
图为现存的卵生哺乳动物针鼹
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约2亿年前，胎生哺乳动物出现，可参考物种为中国发现的吴氏巨颅兽。
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约1.6亿年前，哺乳动物扩散至世界各地，但一直徘徊在生物链底层，生活在恐龙的阴影之下，生存方式和形态没有太大的改变，多为小型穴居动物。
约8000万年前，哺乳动物的一支——古食虫目出现，它的生活方式和形态与当时的大多数哺乳动物差别不大（小型、穴居），但出现了一些新的特征，如健全而灵活的五指、排列紧密的牙齿等。可参考的现存动物为鼩鼱。

图为鼩鼱
6500万年前，白垩纪大灭绝事件，现在普遍观点为一颗小行星撞击了地球。绝大多数地球生物在这次大灭绝中死亡，包括所有的非鸟类恐龙。任何体重超过25KG的动物，都没有机会活过这次大灭绝，到此，中生代结束。
新生代：
恐龙的灭绝使地球留下了大量的生态空缺，残存的哺乳动物迅速繁衍壮大并填补了这些空缺，占领了所有的陆地环境，发展出各种形态。
约5800万年前，古食虫目动物中的一支演化为适合森林生活的树栖体态，成为原始的的灵长目动物，称“近猴类”现存的可参考动物：眼镜猴。
图为眼镜猴

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接下来的两千万年里，灵长类在全球的森林环境中繁衍壮大，分化为各种猴类，可参考的现存猴类很多。

约3000万年前，灵长目动物中的一支出现分化，朝体型大、群体社会化的方向演化，这一支及它们的后代被称为“人猿总科”，包括所有的已灭绝的猿类、古人类和现代类人猿（猩猩、黑猩猩、长臂猿、大猩猩）以及现代人类。
图为参考物种黑猩猩
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约1500万年前，人猿总科中的一支分化，向适应平原生活环境的方向演化，这一支及它们的后代被称为“人科”，包括所有已灭绝的腊马古猿属、 更新世的南猿属、更新世至现代的人属。我们（智人）是人科动物中现代仅存的一种
约1000万年前，腊玛古猿，腊玛古猿主要生活在森林地带，森林的边缘、林间的空地是它们的主要活动场所，这是一种正向着适于开阔地带生活变化的古猿。野果、嫩草等植物是它们的重要食物。同时，它们也吃一些容易获得的动物，并且已经能够把石头做为工具，用它来砸开兽骨，吸食骨髓。
图为腊玛古猿
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约400万年前，南方古猿，这是最早的被称为“人类”的动物，他们的前肢不再参与行走，能够使用甚至制造多种工具，工具亦有明显的分化，如砍伐器、刮削器和多边器，此外, 还在古猿遗址中发现兽骨与角器等。他们身高约1.45米，体重在40公斤以上。
图为南方古猿
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约200万年前，能人。智力进一步提高，脑容量比南方古猿更大，制造的工具也更为先进，在其生活遗址中出土了明显打磨过的石片刃、带柄的石锤等工具。

图为能人
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约200万年前-20万年前。直立人。脑容量上升为800~1200毫升（智人约为1300~1500毫升），身高约160CM，具备有声语言能力，后部牙齿减小，应使相应的牙床和支持面部及下颌骨的骨结构减小，这显然与直立人更多地和更经常地以肉食代替若干植物性食物有关，这表明直立人阶段的人类食物来源已经转以狩猎为主了。直立人能够制造长矛等武器。我们所熟知的北京人，即属于直立人。

图为直立人


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约120万年前，直立人在非洲的一支演化为古智人。
约45万年前，古智人产生两个分支，分别为欧洲的尼安德特人和东非的智人（另有一个分支在约38万年前迁徙至亚洲，但后来灭绝，一般认为他们是智人的一个亚种，而非另一物种，但存在争议）。
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上图为智人（左）与尼安德特人（右）头骨对比


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图为尼安德特人


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此后，智人与直立人、尼安德特人等其他人科物种，在相互隔离的情况下共存了约40万年。
约6万年前，智人人口增加，开始向非洲之外扩散，约2.9万年前占领欧洲，并于之后4000年内消灭了尼安德特人，约2.4万年前到达东亚（最后的直立人灭绝于1.8万年前，有学者认为直立人同样是在与智人的竞争中被消灭，但存在争议），约1.4万年前通过冰封的白令海峡到达美洲。
至此，现代人类的格局基本成型。

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