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最初的原始生物,起源于原始海洋

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地球上存在着形形色色,种类繁多的生物.有人估计,植物有30多万种,动物有150多万种,微生物有10多万种.但是地球上还有不少地区,诸如严寒的极地和高山,热带的丛林,荒芜的沙漠,较深的海洋,其生物调查还很不全面.随着生物学的发展,逐年都有新种发现,每年植物能发现5000个新种,动物能发现10000个新种及亚种.所以又有人认为,植物,动物合计180万种的估计数字偏于保守,地球上现存的生物至少应有400~500万种.
这么丰富多彩的生物是怎样起源的呢?
生命的起源必然是通过化学的途径实现的.我们已知道化学分无机化学和有机化学两种,生命是有机质,必然是通过有机化学实现的.目前,探索生命起源的科学家们通过生物学,古生物学,古生物化学,化学,物理学,地质学和天文学等方面的综合研究,证明了这一预见的正确性.大量研究成果说明,生命是由无机物经历了漫长时间而发展产生的,自从生命在地球上出现了以后,又经历了几十亿年的时间,才由生命逐渐发展成为生物界.生物界发展的历史是与地球发展的历史密切相关,不可分割的.
宇宙大爆炸产生了宇宙后,银河系,太阳系,地球相继形成.当地球这个星体稳定后渐渐冷却,地表开始划分出了岩石圈,水圈和大气圈.那时大气圈中没有氧气,宇宙紫外线辐射是产生化学作用的主要能源,化学反应就在这样的条件下不断地进行着.由于缺氧,合成的有机分子不会遭受氧化的破坏,得以进化出具有生命现象的物质,最终产生了生命.生命的产生过程可以概括为四个阶段:
(1)原始海洋中的氮,氢,氨,一氧化碳,二氧化碳,硫化氢,氯化氢,甲烷和水等无机物,在紫外线,电离辐射,高温,高压等一定条件影响和作用下,形成了氨基酸,核苷酸及单糖等有机化合物.科学家们所做的模拟试验也表明,无机物在合适条件下能够变成有机物.
(2)氨基酸,核苷酸等有机物在原始海洋中聚合成复杂的有机物,如苷氨酸,蛋白质及核酸等,被称为"生物大分子".
(3)许多生物大分子聚集,浓缩形成以蛋白质和核酸为基础的多分子体系,它既能从周围环境中吸取营养,又能将废物排出体系之外,这就构成原始的物质交换活动.
(4)在多分子体系的界膜内,蛋白质与核酸的长期作用,终于将物质交换活动演变成新陈代谢作用并能够进行自身繁殖,这是生命起源中最复杂的最有决定意义的阶段.技术改造构成的生命体,被称为"原生体".
这种原生体的出现使地球上产生了生命,把地球的历史从化学进化阶段推向了生物进化阶段,对于生物界来说更是开天辟地的第一件大事,没有这件大事,就不可能有生物界.
但值得一提的是:有生命的原生体是一种非细胞的生命物质,有些类似于现代的病毒,它出现以后,随着地球的发展而逐步复杂化和完善化,演变成为具有较完备的生命特征的细胞,到此时才产生了原核单细胞生物.最早的原核单细胞细菌化石发现是在距今32亿年前的地层中,那就是说非细胞生命物质出现的时间,还要远远地早于32亿年以前.
单细胞的出现,使生物界的进化从微生物阶段发展到了细胞进化阶段,这样,生物的演化过程又登上了一个新台阶,在此基础上演化就分成了两支,分别朝着植物和动物方向发展.32亿年以后,几百万种形态各异的,但均以细胞为基础单位的生物就充满在地壳的海,陆,空领域之中了.


1楼2013-02-06 18:08回复

    动物植物的分化
    动物和植物差别很大,植物是固定生长,而动物是可四处活动的;植物可利用阳光进行光合作用,制造养料,而动物不能制造养料,只能耗费养料;
    两者从细胞上分,植物细胞有壁,动物细胞没有壁;动物出现要比植物晚,因为动物是吃植物的,同时它呼出二氧化碳,吸入氧气,而没有值物,地球上就没有氧气,没有食物,动物也就不会出现.
    但植物又是怎样出现的呢 ?
    这要从32亿年前谈起.
    地球上最早出现的原核生物——单细胞的细菌以周围环境的有机质为养料,是异养生物.但原始海洋中由化学反应产生的有机质有限,当消费与生产达到平衡时,异养生物缺乏养料,就很难发展下去.
    于是由于高度的变异潜能,原核生物演化出具有叶绿素的蓝藻,它能够进行光合作用,把无机物合成有机的养料,生物学把它称为自养生物.
    自养的蓝藻所合成的有机质,除供本身营养外,还能供应异养细菌;异养的细菌除从蓝藻取得食物供应外,还把有机质分解为无机物,为蓝藻提供原料.
    因此在生态学中称蓝藻为合成者,细菌为分解者.自养蓝藻的出现使早期生物界具备了自养和异养,合成和分解两个环节,形成了个菌藻生态体系,也叫两极生态体系,解决了营养问题,突破环境限制,在原始海洋中获得了更广泛的发展.
    两极生态体系形成之后,经过了很长一段时间,在17亿年前,随着真核细胞生物的出现,生物界开始了动物,植物的分化.
    动物的出现形成了一个三极生态体系,所谓"三极"指的是:
    绿色植物 进行光合作用制造养料,自养并供给其他生物,称为自然界的生产者.
    细菌和真菌 以绿色植物合成的有机质为养料,同时通过其生活活动分解出大量二氧化碳及氮,硫,磷等元素,为绿色植物生产养料提供原料,称为自然界的分解者.
    动物 以植物和其他动物为食,是自然界的消耗者


    2楼2013-02-06 18:11
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      插叙:
      生命的起源并非像“龙卷风组装飞机”那样的纯粹随机过程,而是一种自组织现象,在合适条件下,通过自组织和自然选择,生命的产生是必然的(当然,在短期(相对地球历史来说)内是不可能的,密封的罐头埋几万年也不会出现小蛆蛆)。
      通过各种化学反应,通过阳光、闪电等的作用,氢气、氨气、甲烷、水、硫酸、磷酸等逐渐生成了大量的氨基酸、核苷酸、磷脂等有机小分子,由于此时尚未有生物利用这些有机小分子,这些有机小分子在海水中越积越多。
      在某些无机矿物催化剂的作用下,核苷酸缩聚成RNA小片段。RNA小片段并不稳定,可以因为化学反应、放射线、宇宙射线等原因而突变或断裂水解成核苷酸。
      所以这些RNA分子是变化多端的。某些突变RNA具有催化核苷酸脱水缩聚成RNA的作用,使得RNA在海水中越积越多,某些RNA还具有摧毁氨基酸脱水缩聚成蛋白质的功能。还有一些由三个核苷酸组成的RNA小片段与氨基酸连在了一起,形成最早的转运RNA(tRNA)。
      虽然那时还没有核糖体,但RNA通过RNA催化剂,还是可以指导合成蛋白质,RNA与蛋白质抱团,形成了微小的团聚体,团聚体同样不稳定,寿命不长,且RNA不断突变,某些团聚体的突变产生了能生成RNA聚合酶的RNA,使这种RNA能自我复制,从而使这种团聚体能自我复制。
      此时自然选择起了作用,在核苷酸有限的条件下,具有复制能力的团聚体越来越多,逐渐成为主流,占用了多数核苷酸,而不具自我复制能力的团聚体由于寿命短暂自然消亡而趋于减少。
      团聚体某些突变产生了反转录酶,反转录酶催化合成了最早的DNA,由于DNA比RNA更稳定,DNA团聚体逐渐成为主流。
      团聚体也可以吸附磷脂形成磷脂膜,而磷脂由于两端分别亲水和疏水而很容易形成双层膜。但此时,团聚体还不具有合成磷脂的能力。
      此时自然选择又起了作用,具有合成磷脂的能力的突变的团聚体可以包裹住体内的RNA聚合酶和DNA聚合酶,从而更有利于复制,于是带双层磷脂膜的团聚体逐渐成为主流——这就是最早的细胞,生命正式产生。


      3楼2013-02-06 18:12
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        绿色植物 进行光合作用制造养料,自养并供给其他生物,称为自然界的生产者.
        细菌和真菌 以绿色植物合成的有机质为养料,同时通过其生活活动分解出大量二氧化碳及氮,硫,磷等元素,为绿色植物生产养料提供原料,称为自然界的分解者.
        动物 以植物和其他动物为食,是自然界的消耗者
        由此可见,真核细胞生物的出现,是动物,植物分化的开始.
        在这个时期,动物,植物门类中所产生的都是一些最低等,最原始的生物,它们之间尽管大体能区分开,但彼此多少都有一些对方的特征.
        强甲藻,虽已有细胞壁(这是植物的特征),但却仍有自主的运动器官——二根鞭毛,一条纵鞭毛,一条横鞭毛,可任意选择运动方向,被称为运动性的单细胞植物;
        眼虫,虽无细胞壁,能够自由活动,是一种单细胞的原生动物,可它细胞质内却含有叶绿素,在阳光下和植物一样可进行光合作用,自己制造食物.
        它们都不太符合动物,植物的定义.其实,定义是根据大部分动物,植物的特征制定出的,生物等级越高,其特征越明显;
        而低等原始生物,本身就结构简单,功能不全,为了生存,其方式自然是五花八门的


        4楼2013-02-06 18:14
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          有孔虫
          自我保护方面要比眼虫好,体内分泌粘液粘住沙粒,在体外形成一个硬壳.壳口伸出许多丝状的肉足,生物学上称为伪足,其形状是可以变化的,当触到一块食物,伪足就包围住送进"口"吃掉,伪足还能排出废物,使虫体移动.
          有孔虫通常有两种生殖方式,在发育过程中交替进行,即世代交替.
          无性生殖是由成熟的裂殖体向外放出大量的配子母体,配子母体成熟后又大量放出带鞭毛能游动的配子,两个配子形成合子就是有性生殖,合子再发育长大成为新的裂殖体.
          有孔虫在地史时期中出现过几次繁盛期,尤其在白垩纪时出现了特殊种类(如能游的有孔虫),成为地质学家们划分对比白垩纪海相地层的重要依据;
          白垩纪时有孔虫的数量也是极大的,甚至在白垩纪形成的岩石中都占有很高的比率,专家们管这种有大量生物参与形成的岩石叫生物礁.
          纺缍虫 一种已经绝灭的动物,生活在大约100米深的热带或亚热带海底.它有钙质壳,壳体随着虫子的长大不断增多,并随着它的演化而不断增大,从发现的化石来看,最小的不足1毫米,而大者可达到20~30毫米.
          它最早出现在早石炭世晚期,早二迭世时极盛,不仅数量丰富且种类繁多,构造也变得复杂,但到了二迭纪末期就全部绝灭了.此类动物分布时间短,演化迅速,地理分布十分广泛,更因其体形小,在二迭纪地层划分上已成为十分重要的化石门类.


          6楼2013-02-06 18:16
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            以上几种化石因体形微小,在化石界中被称为微体化石.
            遥想那时的年代,它们从细菌"手"中接过了生命的"接力棒",经过漫长岁月"传"给了多细胞动物后仍不愿离去,又"护送"到了古生代,有的种类还一直"护送"到现代,实际上,它们是一直在作鱼虾的食物.
            单枪匹马,当时还能横闯天下,可现在却寸步难行了.单细胞的动物称之为原生动物,意思是指它们生来就具备各部分分化和必要的生活机能.
            生命进行到多细胞动物就称后生动物,那指的是卵细胞要经过胚胎发育变形阶段才能出生的动物.后生动物范围很广,它包括二胚层,三胚层,原口动物,后口动物……在本书中,这些动物都将一一讲到.
            多细胞动物
            单枪匹马地闯天下,力量是单薄了一点,生命进化自然就向多细胞类型发展,而且从此以后都是多细胞动物.
            但在这个题目中我们只讲最简单的,最原始的多细胞动物,高级的将在以后提到.最原始的多细胞动物是二胚层动物,即它们身体是由两层细胞组成的,一是表皮细胞层,二是襟细胞层(它位于体壁内面),两层细胞之间填以胶状物质称中胶层.这类动物分为三个门,即海绵动物门,古杯动物门和腔肠动物门.
            下面简单介绍一下各门的特征及所属的化石代表.
            海绵动物
            从距今6亿年的寒武纪以前开始出现并一直延续到现代,它的细胞虽分化为二层,但无器官和组织.海绵体壁多也为入水孔,体腔是空的,上端开口为出水口,水从入孔流进体内,海绵吸收水中有机质后再将水由出口排出体外.
            海绵多为群体生活,彼此用胶质连接,生活在海底,专家称为底栖生活.难怪从海里出来的海绵都是一块块的,用力一捏水都流了出来,放进水里又吸满了水.
            海绵体有骨骼支撑,按其大小分别叫骨针和骨丝,只有骨针才能形成化石,有的地层中可以形成几厘米厚的海绵骨针灰岩,但总的来说海绵造岩的能力很弱,这与它体内不保存无机质(如硅,钙等元素)有关.
            古杯动物
            是一种绝灭了的海底动物,形状如同酒杯,其生活方式和新陈代谢作用基本与海绵类相同,但它是个体动物,一般生活在蓝绿藻当中,最合适的生长环境是在水深20~30米的海底.
            它从早寒武世开始出现,到了寒武世就绝灭了.因它对生活环境要求很严,不能在海水浑浊的地方生长,故不用它作为划分对比地层的标准化石.
            腔肠动物
            尽管它也是二胚层动物,但要比前两门动物高等,即开始了神经细胞和原始肌肉细胞的分工并具消化腔,所以叫它腔肠动物.它的身体多为辐射对称,在消化腔口处有一圈或多圈触手.本门动物自寒武纪后期出现至现代,种类繁多,化石丰富,其现在动物代表有我们大家熟悉的海葵和
            水母,有人喜欢吃的海蜇皮,就是水母,一种大型的腔肠动物.
            本门的主要化石是珊瑚和层孔虫,珊瑚将专门列题讲述,这里先说说层孔虫.
            层孔虫是海底生活的群体动物,自寒武纪开始出现一直延续到白垩纪.它体中有钙质骨骼,群体的骨骼相连结成不规则的团块状,层状等.
            大的群体宽达2米,厚1米,小的直径不足1厘米.由于它有这样的不易分解腐烂的硬骨骼,故被称为造礁动物.层孔虫礁石化石代表着一种繁荣的海底动物生长环境,其化石丰富的地区,常能发现可供开采的石油.
            在我国广西,湖南,贵州发现的油田过程中,层孔虫在与已知油区的地层对比中发挥了很大的作用.
            从以上三门的动物特征上我们可以看出,尽管它们都是二胚层动物,但在进化上也有先进和落后之分,尤其是在胚胎发育中,海绵动物表现为小细胞内陷形成内层,大细胞留在外面形成外层细胞,这与其他多细胞动物胚胎发育恰好相反.
            以后出现的更高级的动物没有哪一类是由海绵动物门中分化出来的,说明这类动物在生物演化上是一个侧支,又称侧生动物.
            后来古杯门绝灭,向后传递生命进化的接力棒就落在腔肠动物门中,它传递的速度很快,在奥陶纪时就传给了三胚层动物,从那时开始,生命进化又进入了一个新的阶段.
            I


            7楼2013-02-06 18:22
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              美丽的珊瑚
              晶莹的海水覆盖着的海底,是令人神往的世界.耀眼夺目的珊瑚,繁花似锦,五彩缤纷,有的像披上露珠的树枝,有的像凌霜盛开的菊花……袅娜多姿,争芳斗艳.这些迷人的景色,多少年来赢得了人们的惊叹和赞美.
              人们喜爱珊瑚,尤其是红珊瑚,将它列入珍宝之中.清朝官员官服上的朝珠和官帽上的顶戴,就是用红珊瑚雕琢而成的.
              珊瑚所蕴藏的科学启示,一直到最近几十年才被人们所领会.
              现代的珊瑚虫,生活在热带的海洋里,过独生或群体生活.单体的珊瑚(如常见的海葵),圆柱体状,一端固着于他物,另一端环绕中央的口孔,长有很多触手.
              珊瑚体的外层细胞能分泌出石灰质(碳酸钙)骨骼,分泌的快慢又与太阳光强弱有关,白天分泌得多,夜晚分泌得少,甚至不分泌.季节的变化也影响着这种分泌的速度.这样生活着的珊瑚虫,在那昼夜交替,四季循环的漫长历史中,在自己的体壁上留下了一道道粗细不同的生长环纹.
              有人研究过:从一个最粗的(或最细的)环纹到相邻的另一个最粗的(或最细的)环纹之间,即相当于植物的一个年轮,有365条环纹,这个数目正好和一年的天数相等.
              地史上泥盆纪时期是珊瑚繁衍的旺盛时期,专家们发现,该地质年代中的某些珊瑚化石表面上也满布环状细纹,粗细递增递减,交替出现,只是相邻两个最粗(或最细)的环纹之间的环纹数,不是365条,而是400条左右.
              珊瑚化石外表的这些特有环纹,就像是一种特殊的文字,告诉我们当时一年有400来天.
              我们知道,如果地球绕太阳运动的轨道不变,它公转一周的时间就不大可能有变化,利用数学公式求出了泥盆纪时一天不到22小时.更有趣的是,在泥盆纪以后的石炭纪,也找到过类似的珊瑚化石,每一年轮上的生长纹是385~390条.
              根据这样的一些事实,有人推测地球的自转速度越来越慢,从最原始的状态时的每天4小时减慢到现代的24个小时.
              所有的珊瑚都属于腔肠动物门珊瑚纲,它包括现代的海葵,石珊瑚,和已绝灭的四射珊瑚,横板珊瑚等,全部是海生(即在海水中长大).
              在珊瑚化石中四射珊瑚是重要的化石,由于它在地球上存在的时间短,内部结构变化很快并有阶段性,因此古生物学家利用它来作为古生代地层中的标准化石.
              四射珊瑚从产生到灭绝,骨骼发育很有规律,专家们主要是从它的内骨胳演化上划分时代.珊瑚虫分泌钙质除了形成外壁,还要形成内壁,内壁自下而上,从边缘往中心生长,专家们称它为隔壁,意思是它把体腔隔开了.
              早期的珊瑚壁单一仅一种,称为单带型,生活的时代为奥陶纪和志留纪;以后在隔壁之间又长出骨钙叫鳞板,这时的珊瑚化石就称双带型,出现在志留纪和泥盆纪;
              到了石炭纪和二迭纪时,内骨骼在体腔的中心部分彼此连接,膨大形成了一根从下到上的柱子(学名叫中轴或中柱),这时它就变成了三带型.四射珊瑚对于专家们来说,在确定古生代各个纪的时间上起着重要的作用,研究它的专著也非常的多.


              8楼2013-02-06 18:22
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                中胚层产生以后,动物的进化分成了两支,一支是原口动物,一支是后口动物.后口动物是进化的主线,从原始的后口动物中,发展出了神经系统获得充分发展的脊椎动物,最后又在脊椎动物中发展出了我们人类.
                原口是指细胞内陷形成体腔后留下的与外界相通的孔,这个孔以后就变成了动物的口;
                后口是在体腔形成的后期在原口相反的一端,由内外胚层相互紧贴最后穿成一孔,成为幼虫的口,原口则变成幼虫的**.
                原口动物虽不是动物进化的主干,但它也分出了不少的门类,而且它们的总数是最多的,以陆地动物为例,除脊椎动物以外,所有的动物都是原口类的.如大家熟悉的蟋蟀,蚯蚓,蜻蜒,蝉,蜘蛛……所有这些都是原口动物.
                原口动物和后口动物尽管日后差别极大,但是直到现在仍然是有很多共同特征的,同学们稍加以留心就能发现,除了共同具有中胚层外,
                还有:
                身体 分节仔细看看昆虫,它们的身体是由形状结构大体相同的体节组成,称同律分节,蚯蚓和蚕就是典型的代表.动物身体分节增加了灵活性,扩大了生活领域,加强了对环境的适应性,此外,同律分节又为后来进化的异律分节打下了基础(身体分成头,胸,腹三部分).


                10楼2013-02-06 18:25
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                  这是原来理想中应受的教育,与现实里抱着些偏狭漏断的题目死啃的方式完全不同,今天算开了眼唉草蛋的高中教育。


                  IP属地:湖北来自手机贴吧11楼2013-02-07 00:41
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                    13楼2013-02-10 12:09
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                      尼龙菌 为何没说。


                      14楼2013-02-17 14:30
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                        15楼2013-03-10 16:32
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                          来自Android客户端16楼2013-03-10 16:45
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                            我已经和妹子说过,将来哥挂了,不用买墓地,报个旅游团去海南,骨灰撒入大海!生命起于海洋,还于海洋。


                            IP属地:湖南17楼2013-03-10 18:23
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