本文目录
- 在以前氧气浓度高的时候,单细胞生物也会很大吗
- 地球上第一次出现生物,是什么时期
- 达尔文进化论是否完全正确谈谈个人对进化论不完全的反对意见
- 进化论能否解释物种大爆炸
- 为什么都说老家人心不正对这句话你有什么体会
- 青藏科考发现埃迪卡拉生物群化石,这一“非主流”生物群隐藏着怎样的秘密
- 有人说生物进化是为了适应环境而生存,那么猴子已经生存下来了,为什么还要进化成人你怎么看
在以前氧气浓度高的时候,单细胞生物也会很大吗
提出这个问题的读者,是受了网上一种错误论断的误导。有人说氧气浓度越高,生物体的体型越大,实际上这一说法只有在特定情况下才是真命题。
单细胞生物体型和氧气浓度关系不大
我们首先要搞清楚氧气浓度为什么能影响生物体型。现在绝大多数生物都是需养生物,生物需要将氧气输送至每一个细胞。随着生物体型增长,其体积的扩大速度要比表面积的扩大速度快。长度增加到原来两倍,表面积就增大到四倍,体积则增大到八倍。
低等动物都是从身体表面直接吸收氧气的。随着体型增大,其需要氧气的细胞多了,而吸收氧气的面积却相对少了,因此,只有更高浓度的氧气才能够供养起更大的体型。
单细胞动物:草履虫
后生动物是一个与单细胞的原生动物相对的概念,也就是多细胞动物。它们往体型更大的方向发展,主要是为了发育出更复杂的器官和系统,以增强自身生存能力。
单细胞生物就只有一个细胞,真核细胞直径10-30微米,容纳细胞核和各种细胞器已经足够了,而没有细胞核的原核细胞(如细菌)体积就更小了,只有0.5-5微米。单细胞生物没有大型化的进化动力,因此氧气浓度升高对它们体型影响有限。
在地质史上氧气浓度最高的石炭纪(约3亿年前),千足虫有三米长,蜻蜓像海鸥那么大,蝎子有70厘米,但从来没有发现巨型细胞的遗迹。
石炭纪的巨型蜻蜓
另外需要大家注意的是,高等动物已经进化出了肺这种高效的呼吸器官和发达的血液循环系统,不需要通过扩大皮肤表面积来增加氧气摄入量了。
因此高等动物的体型和氧气浓度关系不大。例如,恐龙时代的氧气浓度就和今天差不多。而今天的氧气浓度,对有史以来最大的动物之一——蓝鲸,也已经足够用了。
恐龙时代
氧气浓度升高会给单细胞生物带来什么?
地球大气中氧气经历了从无到有,从少到多的过程。既然单细胞生物不会随着氧气浓度的增长而长出更大的细胞,那么越来越多的氧气将如何影响原始单细胞生物的进化呢?
地质史上,氧气的出现和不断积累,给原始单细胞生物带来的首先是灾难,然后是进化机遇,最后是辉煌。
1、灾难
大气中本没有氧气,因此最早的生命也都是厌氧生物,以古菌和细菌为主。氧气对专性厌氧生物来说是有毒的。蓝藻是第一种能产生氧气的生物。距今24亿年前,氧气开始在海洋和大气中积累,给当时占统治地位的厌氧生物带来了一场浩劫,史称“氧气灾难”。
古菌
氧气能破坏厌氧的古菌和细胞的DNA,使它们无法复制,导致它们大量死亡。今天,我们只能在海底火山喷口这类极端缺氧环境见到古菌了。
2、进化机遇
其中一支古菌具有DNA修复功能,因此活了下来。这支古菌进化出了保护性的细胞核,这就是最早的真核生物。今天的真菌、植物、动物和人类都是真核生物,都是这一伙的后代。
这些原始的真核生物发现,单纯的修复不足以弥补DNA损伤,有时候一个关键位点的突变就是致命的,因此它们发展出了基因重组功能,生物界第一次有了男与女、雄与雌的区分。
真核生物的呼吸中心:线粒体
氧气的出现也为所有生物提供了唾手可得的自由能,使幸存的原始单细胞生物加速向高等、复杂的生命形式进化。
3、埃迪卡拉的失败
在距今5.85亿年前的埃迪卡拉纪,地球已经结束了成冰纪的严寒,氧气浓度也上升到了10%左右,环境似乎比较适宜,原生生物开始了往复杂方向进化的第一次尝试,一时间地球上出现了很多奇形怪状的宏体生物(即人的肉眼能看到的生物),这就是埃迪卡拉生物群。
埃迪卡拉生物群
这些埃迪卡拉生物长得实在太任性了,它们有的像光盘,有的像水管,有的像绒布袋子。它们有的是类似现存生物的两侧轴对称,有的是三辐射对称,还有的是滑移对称,区区一百来种生物几乎囊括了所有的对称方式。它们的共同特点是通体柔软,没有矿化的骨骼结构,而且都是固定于海床的。
它们选择了扁平化的身体,以尽可能增加吸收氧气的面积,确保在氧气浓度不算高的环境中,每个细胞都能获取充足的氧气。
滑移对称的埃迪卡拉生物化石
埃迪卡拉生物的所有组织结构特征,都难以在现存生物中找到相应的例子,甚至在紧接着的寒武纪时期都找不到相似的生物。因此埃迪卡拉生物很可能全部灭绝了,没有留下任何后代。在进化史上,埃迪卡拉生物既是伟大的创新,又是失败的试验。
4、寒武纪的辉煌
到5.41年前寒武纪来临之时,大气中氧气浓度达到了空前的15%,各方面环境更适宜了,原生动物开始了第二次进化尝试,这就是寒武纪生物大爆发。
寒武纪大爆发
有了埃迪卡拉生物扁平化之路失败的教训,这次原始生命选择了新的进化道路:即形成体腔,进化出复杂的内部器官和系统。寒武纪生物的最大特点在于硬质组织增长,即拥有矿化的骨骼。
在寒武纪之初的1300-2500万年前,现生后生动物主要门类腕足动物、环节动物、软体动物、节肢动物纷纷出现,动物、植物、细菌的多样性都走向繁盛。
寒武纪大爆发是地球生命进化中具有决定性意义的转折点,这次爆发出现的生物繁衍至今,为后来及今天生物多样性的辉煌奠定了基础。
寒武纪大爆发的标志性动物:三叶虫,其无论纵向(叶)还是横向(头、胸、腹)都分成三部分
总 结
缺氧会阻止大型复杂动物的崛起,因为较低的氧气浓度不足以供养复杂的内部构造。在寒武纪之前,氧气浓度与真核生物的多样性呈现出正相关,寒武纪大爆发就发生氧气浓度升至高位的年代。
因此,氧气浓度升高没有使原生生物的单细胞变大,而是促进了它们的细胞分化,使它们走向了复杂、高等的进化之路。
地球上第一次出现生物,是什么时期
古生物学家告诉我们,大约在 36 亿年前,第一个有生命的细胞产生.
生命的起源和细胞的起源的研究不仅有生物学的意义,而且有科学的宇宙观的意义.细胞的起源包含三个方面;①构成所有真核生物的真核细胞的起源;②与生命的起源相伴随的原核细胞的起源;③最新发展的三界学说,即古核细胞的起源.
生命的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,生命的起源过程应当从宇宙形成之初、通过所谓的“大爆炸”产生了碳、氢、氧、氮、磷、硫等构成生命的主要元素谈起.
大约在66亿年前,银河系内发生过一次大爆炸,其碎片和散漫物质经过长时间的凝集,大约在46亿年前形成了太阳系.作为太阳系一员的地球也在46 亿年前形成了.接着,冰冷的星云物质释放出大量的引力势能,再转化为动能、热能,致使温度升高,加上地球内部元素的放射性热能也发生增温作用,故初期的地球呈熔融状态.高温的地球在旋转过程中其中的物质发生分异,重的元素下沉到中心凝聚为地核,较轻的物质构成地幔和地壳,逐渐出现了圈层结构.这个过程经过了漫长的时间,大约在38亿年前出现原始地壳,这个时间与多数月球表面的岩石年龄一致.
生命的起源与演化是和宇宙的起源与演化密切相关的.生命的构成元素如碳、氢、氧、氮、磷、硫等是来自“大爆炸”后元素的演化.资料表明前生物阶段的化学演化并不局限于地球,在宇宙空间中广泛地存在着化学演化的产物.在星际演化中,某些生物单分子,如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星际尘埃或凝聚的星云中,接着在行星表面的一定条件下产生了象多肽、多聚核苷酸等生物高分子.通过若干前生物演化的过渡形式最终在地球上形成了最原始的生物系统,即具有原始细胞结构的生命.至此,生物学的演化开始,直到今天地球上产生了无数复杂的生命形式.
38亿年前,地球上形成了稳定的陆块,各种证据表明液态的水圈是热的,甚至是沸腾的.现生的一些极端嗜热的古细菌和甲烷菌可能最接近于地球上最古老的生命形式,其代谢方式可能是化学无机自养.澳大利亚西部瓦拉伍那群中35亿年前的微生物可能是地球上最早的生命证据.
原始地壳的出现,标志着地球由天文行星时代进入地质发展时代,具有原始细胞结构的生命也开始逐渐形成.但是在很长的时间内尚无较多的生物出现,一直到距今5.4亿年前的寒武纪,带壳的后生动物才大量出现,故把寒武纪以后的地质时代称为显生宙
太古宙(Archean)是最古老的地史时期.从生物界看,这是原始生命出现及生物演化的初级阶段,当时只有数量不多的原核生物,他们只留下了极少的化石记录.从非生物界看,太古宙是一个地壳薄、地热梯度陡、火山—岩浆活动强烈而频繁、岩层普遍遭受变形与变质、大气圈与水圈都缺少自由氧、形成一系列特殊沉积物的时期;也是一个硅铝质地壳形成并不断增长的时期,又是一个重要的成矿时期.
元古宙(Proterozoic)初期地表已出现了一些范围较广、厚度较大、相对稳定的大陆板块.因此,在岩石圈构造方面元古代比太古代显示了较为稳定的特点.早元古代晚期的大气圈已含有自由氧,而且随着植物的日益繁盛与光合作用的不断加强,大气圈的含氧量继续增加.元古代的中晚期藻类植物已十分繁盛,明显区别于太古代.
震旦纪(Sinian period)是元古代最后期一个独特的地史阶段.从生物的进化看,震旦系因含有无硬壳的后生动物化石,而与不含可**动物化石的元古界有了重要的区别;但与富含具有壳体的动物化石的寒武纪相比,震旦系所含的化石不仅种类单调、数量很少而且分布十分有限.因此,还不能利用其中的动物化石进行有效的生物地层工作.震旦纪生物界最突出的特征是后期出现了种类较多的无硬壳后生动物,末期又出现少量小型具有壳体的动物.高级藻类进一步繁盛,微体古植物出现了一些新类型,叠层石在震旦纪早期趋于繁盛,后期数量和种类都突然下降.再从岩石圈的构造状况来看,震旦纪时地表上已经出现几个大型的、相对稳定的大陆板块,之上已经是典型的盖层沉积,与古生界相似.因此,震旦纪可以被认为是元古代与古生代之间的一个过渡阶段.
1977年10月,科学家再南非34亿年前的斯威士兰系的古老沉积里发现了200多个古细胞化石,便将生命起源的时间定在34亿年前.不久,科学家又在35亿年的岩石层中惊诧地找到最原始的生物蓝藻,绿藻化石,不得不将生命源头继续上溯.
因为8亿年前地球上就出现了真核生物,那时候是震旦纪.而只有地球上有了充足的氧气之后,真核细胞才可能出现.
而在此之前都是厌氧的原核生物
达尔文进化论是否完全正确谈谈个人对进化论不完全的反对意见
达尔文进化论是现代生物学,乃至生命科学的核心与灵魂,达尔文因此被誉为现代生物学之父。
达尔文进化论科学地揭示了自然界生物发生发展的规律,但达尔文进化论不是完全正确的,这主要受到160多年前科学技术的限制,在当时,传统遗传学刚刚萌发,基因一词还没有出现,分子生物学还没有孕育。
1836年,达尔文结束了5年的环球考察,经过23年的整理、研究、分析,以及严谨的逻辑推理,1859年,达尔文发表了轰动当时,影响后世的鸿篇巨著——《物种起源》。他在书中提出了“达尔文进化论思想”,被世人誉为科学的第二次革命(科学的第一次革命是1543年哥白尼发表的《日心说》)。
现在我来说说达尔文进化论的不足之处,相比其价值和对生物学的意义来说,其不足根本算不上什么。
达尔文进化论思想的核心观点有四个,简述如下。
一是物种可变,就是一个物种可以演变成另一个物种,这已被现代生物学所证明,并被观察到,细菌变异,就是物种的演变,这彻底推翻了数百年来物种不变说和上帝创世说,所以被誉为科学史上的第二次革命;
二是物种同祖,也就是说,所有的生物都源自于同一个祖先,科学家们已经找到了它,并命名为露卡(LUCA,The Last Universal Common Ancestor),最后一个共同的祖先,它产生在39亿年前的原始浓汤里,它是一个能够自我复制的有机体,可能还不是一个细胞,现在地球上已经灭绝的或活着的所有生物,包括35亿年前的蓝藻,都是由露卡进化来的;
三是自然选择,这是达尔文进化论的核心,是生物进化的驱动力,它犹如亚当.斯密《国富论》中“看不见的手”,掌控着自然界生物的生存繁衍,进化演变,自然选择是无形的,看不见,摸不着,但它确确实实存在。目前地球上千千万万个千姿百态,光怪陆离的生物都是基因突变,自然选择的产物;
四是生物进化的渐变性,当时达尔文进化论认为,生物的进化,物种的演变是一个缓慢的过程,是一点点生物变异积累的结果,时间以百万年计,人们在有限的生命时间里,几乎看不到这种物种的演变,只能通过化石间接证明这一点。
达尔文进化论渐变思想的观点是不完全正确的,不能完全解释生物的演变,现在遗传学和分子生物学都已证明,生物的进化,既存在渐变性,也有突变性,即所谓的进化飞跃。5.3亿年前发生在世界各地的寒武纪生命大爆发,就是生物进化史上的一次巨大飞跃,在短短的2000万年间,出现了240多种生物物种,几乎现在生物的祖先,在寒武纪生命大爆发事件中都出现了,其中最最著名的是昆明鱼,它是地质历史时期所有脊椎动物的祖先,包括灭绝的恐龙,以及现在的我们人类。
为什么生物进化会出现飞跃,这与自然界环境的突然改变,以及生物大灭绝事件密不可分,在环境突然改变的环境下,生物要求得生存繁衍,就必须发生基因突变以适应这种突变,这也是生物进化的必然,否则,现在就不会有如此多样化的生物。
最新科研证明,寒武纪生命大爆发,是由于5.8亿至5.2亿年前,地球上发生第二次大氧化事件,氧气的陡然上升,几乎已经达到了现在氧气含量的60%,多细胞动物在高含氧量的作用下,基因突变,产生了大型的复杂动物,如节肢动物奇虾等,这些大型复杂的动物吃掉了原来的埃迪卡拉生物群,从而造成了地球上第一次生物大灭绝事件,即埃迪卡拉生物大灭绝事件,并为寒武纪生命大爆发事件创造了条件。
除这次生命大爆发事件外,此后在4.4亿年前、3.77亿年前、2.51亿年前、2.00亿年前,以及6500万年前,分别出现了五次生物大灭绝事件,每一次生物大灭绝事件之后,都相继出现了生物多样化爆发,脊椎动物开始肆虐,如鱼类称霸、两栖天下、爬行称王、恐龙帝国,以及哺乳王朝。人类就是在最后一次生物大灭绝事件之后,由5500万年前的阿喀琉斯基猴,慢慢进化来的。
现代达尔文进化论,是对达尔文进化论的补充与完善,在原来达尔文进化论的基础上,提出生物进化是基因突变条件下,经过自然选择的作用,生物渐变性与突变性双重作用的结果。
现在我们说的达尔文进化论,常常指的就是现代达尔文进化论,它是现代遗传学、分子生物学发展的产物。
科学的发展,是一个不断进步与完善的过程,正如物理学一样,从牛顿的经典物理学,经过麦克斯韦的光电磁统一理论、爱因斯坦的狭义相对论(物质与能量统一理论)、广义相对论(时空弯曲与引力统一理论)直至现在的量子力学(物质与信息的统一理论),五次革命。
所以,科学是发展的,这也许就是科学的魅力。
进化论能否解释物种大爆炸
物种大爆发指的应该是寒武纪生命大爆发(Cambrian Explosion),这就是大爆发事件,在古生物学和地质学上被称为“悬案”。
寒武纪生命大爆发是怎么一回事儿呢?距今5.4亿年前的寒武纪时期,地球上的生命在短短2000万年的时间内出现了今天已经常见的生命形态,包括了无脊椎动物和最早的脊椎动物的祖先——原始的脊索动物。而在此之前,地球上的生命都是原始的形态,都是与今天截然不同的动物门类。
在寒武纪生命大爆发之后,今天地球上的绝大部分生物门类几乎是在一瞬间同时出现,而正是因为这么多生命门类出现在寒武纪2000多万年的时间之内,在生命史上是一次突然的、爆发式的重大事件,因此被命名为“寒武纪生命大爆发”。
寒武纪生命大爆发在达尔文提出的进化论中,是一个BUG一样的存在,因为达尔文所提出的进化论强调了进化是渐变性的,应该是连续的、环环相扣的、一层又一层,而不是跳跃式的。简单地说:达尔文认为进化论应该是一个缓慢向前的匀速运动,而不是会出现变加速运动的过程,因此在达尔文的进化论来看,便无法解释寒武纪生命到大爆发这个现象的发生了。
很多人用寒武纪生命大爆发来质疑达尔文进化论的正确性,我们应该看到达尔文的进化论,在大方向上和总体上是正确的,但是由于其所生活年代科学水平、认知能力以及发现化石的局限,因此存在着许多不全面或不完整的地方,这是完全可以理解的,并不代表着进化论是错误的。
进化论思想深深影响了古生物学、自然科学、甚至是人类的心智。科学家们也在不断地纠正和丰富着达尔文提出的进化论,今天的演化生物学等学科是进化论的发展。
就好像地球历史上出现过五次大规模的生物大灭绝事件一样,大爆发和大灭绝事件在生命的演化历史上是存在的。由于生物演化轨迹,演化速率,地球环境等多方面的影响,演化的速度是并不平均的,有大爆发有大灭绝,是完全正常的。
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为什么都说老家人心不正对这句话你有什么体会
这个不能包括所有,只有少数极端自私的人。我也体会过人走江山失,客走茶就凉的状况。如果不接触他们的私利,关系还可以说得过去,见面时总是打个招呼,时而寒喧几句,嘻嘻哈哈的。但如果接触他们的利益就不大客气了。
我离开了老家三十八年,在二00七年退休,本想退休后回老家农村去养老,因为老家还有我的老房子,只是当年全家人由当政府照顾政策农转非,一齐迁出办理了城市户口,把全家的自留地,承包责任地都退还了生产队,由过去没有分到土地的人家接收。
退休后我去了派出所,派出所同意了我的要求,但有一条,必须当地打个接受证明。我高高兴兴地回老家找当时在任的生产组长打证明。但组长说我个人作不了主,要拿去每户去征求意见,签字同意后再盖章不迟。
我认为确实有道理,走群众路线是必须的,当时我还在想,我平时对老家人很不错,在我这儿不说是有求必应,也是尽我的能力使劲地帮助,比如,孩子入学转学,大专上线提档,有的不争气打麻将被罚款,有的因打架被拘留等等,不管是谁,基本上有忙必帮,我想他们是没有问题的。
过两天,我收到这位组长的消息,说社员们不同意你回来,回来后他们就会少分征迁费,并退还了我的申请。我二话没说,当面撕掉了申请。本来申请上写得明明白白,只上户口落个户。
后来我才知道,不同意的是几个杂皮老子,并威胁其他人,哪个敢签,组长你敢同意!一些人受到这样的威胁自然不敢划押了,组长也没有当回事,不明不白地叫社员们签字,又不解释说明,又不做点工作,这样我的乡下梦就此终止。
现在老家已列为城市,迁回去有有屁用。只是我始终不明白,老家有些人现在怎么就变得如此自私了呢?
青藏科考发现埃迪卡拉生物群化石,这一“非主流”生物群隐藏着怎样的秘密
生物群化石看是钙质还是硅质。如是钙质就有可能是地球动物化石。也不排除其他星球的钙质动物。
如果是硅质,那就是宇宙硅基生命的化石了。中国星科际陨石不明物体研究院,中国星科际陨石鉴定中心。中国陨石数据库。
有人说生物进化是为了适应环境而生存,那么猴子已经生存下来了,为什么还要进化成人你怎么看
根据达尔文进化论观点,从严格意义上说,生物进化是为了生存与繁衍而适应环境,因为只有适应环境的生物才能生存与繁衍,否则,就灭绝。地球上自有宏体生物以来,大约从5.41亿年前,有埃迪卡拉生物群以来,地球上曾经生存过千万亿种生物,最最著名的生物是生活在2.34亿—6500万年前的恐龙,也是陆地上生活过体型最大,体重最重的动物,最大有77种,如发现于阿根廷的巴塔哥巨龙,身长有一节火车车厢的长度。最小的会飞的恐龙,如小盗龙,体型如一只小型公鸡。
但这种形态各异,称霸地球的庞然大物,却在6500万年前,永远地销声匿迹了。
恐龙之所以灭绝,是因为陨石撞击地球的缘故,陨石撞击引起地球环境聚变,生态系统遭受严重破坏,恐龙无法适应环境而灭绝,但由恐龙进化成的鸟儿,却生存与繁衍下来,成为现在空中的霸主。
还有,包括高等灵长类在内的哺乳动物也空前繁盛。猴子生存下来,就是因为适应环境的变化。
为什么要进化成人?说实在,人类并不是由现在的猴子进化而来的,我们人类与现在的猴子,在五六千万年前,也许是同一个祖先,如阿喀琉斯基猴,生活在5500万年前的湖北荆州地区。
但我们人类实实在在是由生活在非洲的类人猿进化而来,大约440万年前,有一种名叫拉米达古猿的类人猿,学会了直立行走,在390万年前,进化成阿法南方古猿,250万年前,进化出能人,190万年前,能人又进化成匠人,在80万年前,匠人进化成海德堡人,大约30万年前,生活在非洲的海德堡人进化成我们人类的直接祖先——智人,我们现在地球上的76亿人都是智人的后代。
生物的进化,自然界一切生物的出现,无论动物,植物,现在大约有850万个物种,都是一次次偶然事件,是随机的,就是因为进化的偶然性,才造就了自然界千姿百态的生命形式。
关于人类进化,已经被百余年来的古生物学、古人类学,以及几十年研究的遗传学和分子生物学所证实,是科学的,毋庸置疑的。
人类的出现,也是一次偶然事件,是生物繁衍生长过程中,细胞复制出现错误,即基因变异的结果。