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怎麼去產生游生物

發布時間:2022-11-02 05:38:39

Ⅰ 河流上游的浮游生物怎麼來的

那些浮游生物是不會回到河流上游的。
是上游不斷的產生,來補充的。

Ⅱ 生物是怎樣形成的

1. 對生命起源的早期猜想
從人類文明早期到十七世紀,自然發生學說一直占據著人們的主流思想——即認為生命物質是由無生命物質轉化的結果。就連極富盛名的大物理學家牛頓也認為,植物是由逐漸變弱了的慧星尾巴形成的。後來,Louis Pasteur通過巧妙的鵝頸瓶實驗證明了生物,即使是最簡單的細菌,都不能從無生命的物質中自發產生,生命只能來自生命。1870年,Thomas Henry Huxley提出了生源說:「生命始終來自先前已經存在的生命。」
然而,如果說生命來自於已存在的生命,那這個已存在的生命又從何而來呢?關於生命起源的問題——這個在自然發生論者看來不是問題的問題——生源說卻無法解決,所以生源說者經常會無賴地說:「生命是宇宙生來就固有的,你要問我生命從哪裡來的,你首先給我回答一個問題,宇宙怎麼起源的?物質怎麼來的?你給我回答了物質是怎麼來的,生命我就可以說是從哪兒來的。」因此,生源說其實是一個不可知論。
如果稍作比較,不難發現進化論與生源說其實面臨著同樣的難題——如果說高級生命是從低級的生命進化而來的,那麼是否存在最低級的生命形態?它又是如何產生的?達爾文巧妙地避開了對生命起源的討論才使得它不至於落入不可知論的泥淖,卻讓後世學者為他這不負責任的行為買單,經過幾代人的努力,最終形成了一套初步的不盡完整的理論——化學進化論。
2. 化學進化論
化學進化論是被廣大學者普遍接受的生命起源假說。這一假說認為,地球上的生命是在地球溫度逐步下降以後,在極其漫長的時間內,由非生命物質經過極其復雜的化學過程,一步一步地演變而成的。
原始大氣的主要成分有甲烷、氨、水蒸氣、氫等,此外還有硫化氫和氫氰酸。這些氣體在大自然不斷產生的宇宙射線、紫外線、閃電等的作用下,就可能自然合成氨基酸、核苷酸、單糖等一系列比較簡單的有機小分子物質。後來,地球的溫度進一步降低,這些有機小分子物質又隨著雨水,流經湖泊和河流,最後匯集在原始海洋中。
關於這方面的推測,已經得到了科學實驗的證實。1935年,美國學者S.L.Miller等人,設計了一套密閉裝置。他們將裝置內的空氣抽出,然後模擬原始地球上的大氣成分,通入甲烷、氨、氫、水蒸氣等氣體,並模擬原始地球條件下的閃電,連續進行火花放電,最後,在U型管內檢驗出有氨基酸生成。
米勒實驗證明了原始地球具備將無機物轉化為有機物的條件,隨後,原始地球條件下有機小分子如何進化到生物大分子便成為生命起源研究中新的實驗課題。1958年,美國人S.W.Fox模擬原始地球的條件,將一些氨基酸溶液混合後倒人160℃~200℃的熱沙或粘土中,使水分蒸發、氨基酸濃縮,經過0.5小時至3小時後就產生一種琥珀色的透明物質,它具有蛋白質的部分特性,因此被稱為類蛋白質。Fox等認為,在原始地球不斷有火山爆發的條件下,火山噴出氣體中的甲烷、氨氣和水蒸氣等可能在高溫條件下合成氨基酸,而氨基酸又可能通過熱聚合反應而縮合為多肽。此外,也有人用模擬實驗得到類似核酸的物質多聚核苷酸。實驗表明,在50℃~60℃時,只要有多聚膦酸酯的存在,單個的核苷酸就可以聚合為多聚核苷酸。這些實驗證明了有機小分子可以在原始地球上合成生物大分子如蛋白質,核酸等。飽含這種有機物的海洋環境成為了孕育生命的搖籃,被稱為「原始湯」。
然而,線索行至此卻突然模糊起來。關於有高分子物質如何成為了生命,我查閱了大量資料,絕大多數都是敷衍地說:「……生物大分子經過漫長的演化……終於形成了生命,然後進化……」的確,從無生命到有生命,這是地質史上一次質的飛躍,也是研究生命起源的一道難以跨越的鴻溝,目前,人類還不能在實驗室里重現這一過程,然而,現代生命科學的飛速發展也讓我們看到了零星的曙光,下面我將展示這些資料,以求盡量給讀者一個滿意的答案。
3. 「生命源於共同祖先」
區別非生物與生物主要有兩大特徵:1、新陳代謝,即能夠與環境進行物質和能量交換以維持其生長、運動和繁殖等生命活動過程。2、繁殖,即能夠進行無限次數的自我復制。只要滿足這兩個條件則可視之為生物。
《物種起源》中雖然沒有討論生命起源的問題,但達爾文還是忍不住說了一句:「生命起源於一個普遍具有高度保守性的遺傳信息片段,在相當廣的范圍內,通過不斷的復制和分化得以進化,地球上所有現存物種源於一個原始的共同祖先。」至於那個共同祖先是什麼東西,達爾文沒有說,也無法說明。
為了跨越無生命與有生命之間的那道鴻溝,我們就必須找到那個共同祖先——地球上最原始的生命體,它必須滿足上述兩個條件,而且比它低級的任何一種形態都不能全部滿足這兩個條件。對於這樣的生命體,可以確定,它早已滅絕,現存的化石記錄里也沒有,甚至我們很難在腦海里將其構造出來,不過,我們可以通過某些具體的信息向其逼近。
根據當代生物進化論研究者的觀點,地球上的所有生命都可以歸結到三個生物類群的某一類中。這三個類群分別是真核生物(Eukaryotes)、細菌(Eubacterial)和古菌(Archaea)。最近研究表明,細菌、古菌與真核生物很有可能源於同一個祖先,它是一種30億年或40億年前漂浮在「原始湯」周圍的「原胞」實體,這種實體被稱為「露卡(LUCA)」,也就是「第一個基本的共同祖先(Last universal common ancestor)」之意。然而,它沒有留下任何已知的化石,也沒有其他物理線索可揭示其身份。
但我們還是有蛛絲馬跡可尋的。首先,我們必須明白,作為一個祖先,「露卡」應該具備以下兩個特徵:1、年代最久遠。2、結構最簡單。其中「年代最久遠」是為了確保它的祖先地位,而「結構最簡單」是為了確保它能由生物大分子直接形成。這兩個特徵其實並不等價,在原始單細胞生物領域,並非越低級的生物結構越簡單,真核生物不一定比原核生物來得要晚(關於這一點我會在第4節說明)。而且在原始地球,退化的現象相當流行,突變即使令生物失去了某些結構,在生存競爭並不激烈的當時,它仍能生存繁衍。這一結論似乎給我們尋找同時滿足這兩個條件的「露卡」帶來困難。
雖難如此,科學家們還是通過基因組分析和實驗室模擬生成等巧妙的方法,初步描繪出「露卡」的肖像。
4. 基因組圖譜下的「露卡」肖像
基因是個好東西。通過構建基因組水平DNA、RNA 和蛋白質序列分析的技術平台,科學家們在生物分類、生物進化及生命起源等領域取得了傑出成就。
那麼,從基因分析中得到的「露卡」肖像又是怎樣的呢?
最早應用基因分析研究「露卡」的科學家是伊利諾斯大學分子生物學家Woese。20世紀60年代末,Woese發明了一種通過比較rRNA小節序列來測量物種間關系的方法。假設基因突變會隨著時間的推移自然增長,兩種物種的rRNA越是不同,它們分離的時間就越久。
Woese測定了200多種原核生物的16S rRNA 和真核生物的18S rRNA 的序列,發現在原核生物中實際上有第三種類型生物:古菌。盡管古菌與細菌在許多方面相似,但缺乏定義的肽脂糖,並且具有幾個真核細胞的特性。自此後,科學家採用一種新的分類系統,將生物分為三個域:古菌、細菌和真核生物。那麼,這三個域是以何種順序進化而來?換句話說,「露卡」更像細菌,古菌,還是真核生物?鑒於當時條件,Woese並未解答。如今,這個問題是否已得到解決?
20世紀80年代,科學家對rRNA所進行的進一步比較表明,細菌是最古老的域。這與我們的常識相一致,因為原核生物無論從那方面看都比真核生物簡單,甚至很多人認為細菌是通過融合、內共生、內吞作用、膜內陷等方式進化成真核生物的。並不是所有人都同意這一觀點,法國巴黎大學的帕特里克•福特勒教授就是其中一位主要反對者。福特勒教授指出,盡管真核生物更復雜,但它們也充斥著原始結構。例如,真核生物染色體包括成串線狀DNA,這需要一種稱為端粒的分子來保護其末梢在復制過程中不受損壞,而細菌染色體是環狀,所以不需要端粒來保護。
至於為什麼細菌在基因分析中表現得更古老,福特勒教授解釋說,基因分析方法本身存在一個重大缺陷:沒有將不同域的突變的不同速度考慮進去。與真核生物相比,細菌圓滑,在製造蛋白質方面效率更高,它們可以在幾秒鍾內就啟動蛋白質合成道路上的第一步,而同樣的生物進程真核生物需要半個小時,所以,在同一時段內細菌基因的變異會比真核生物大得多,因此單從基因分析得到結果來看,細菌等一些進化速度更快的直系後代看上去比實際要「老成」,造成細菌比真核生物古老的假象。
由於原始生命突變的速度難以確定且與突變本身有關,這一重大缺陷便使得基因分析的說服力大大下降。而最近發現的另一個重大缺陷又使堅持基因分析法的科學家們不得不轉變思維。
20世紀90年代,首批基因組排序計劃宣告完成,這使得研究人員能列出所有生命形式共同的基因。但令人吃驚的是,「生命樹」所有的基因數量結果卻相當少。例如,最新一項研究對100個物種進行了比較,結果只發現60個基因是普遍存在的。這種分析揭示的僅僅是哪些基因是原始的,而與這些基因「落戶」的物種沒有關系。由此科學家們意識到,基因可能在不同的物種間進行轉移。
基因平行轉移是比較基因組序列得到的一個令人震驚的結果。這說明原始細胞的所有組成成分很容易通過基因平行轉移的方式進行改變或取代,這或許是當時生命進化的主要動力,卻為基因分析帶來了更大的麻煩,基因的整合使生物的基因組變得雜亂無章,並且這種整合是隨機的,基因組的特徵便很難向我們表達它應該包含的信息。而我們要尋找的「露卡」位於這些原始生物的最低層,它的基因組早就被平行轉移摻和得面目全非,直接追溯「露卡」的基因組無疑困難重重。
然而,隨著細胞變得越來越復雜,這種平行轉移將逐漸減少,一旦到達某種臨界復雜程度,即細胞的各成分出現了高度的整合——稱為達爾文式閾值(Darwinian threshold)——基因的平行轉移將停止,基因組開始取決於遺傳,具有不同特徵的直系後代開始出現,這樣一來基因分析便頗具參考價值。於是,科學家們只好轉而研究達爾文閾值以上的生物的基因組,以此來推斷「露卡」的基因組成。
在尋找「露卡」的過程中,研究古細菌的基因組非常重要,因為古細菌的生長環境更接近原始地球的狀態。1996年,科學家們解析了從深海發現的古細菌物種詹氏甲烷球菌(Methanococcus jannaschii)的基因組全序列。這是第一個被分析的古細菌類生物的基因組,其主要的環狀染色體共有150萬對鹼基,含大約1700個基因。通過比較基因組研究,研究者推斷出「露卡」可能具備這樣一些特徵:蛋白質合成的裝置最為發達,但尚未完全;RNA合成的功能要比蛋白質合成差一些;而DNA合成的機制則基本沒有。此外,它具有較為發達的代謝途徑,包括氨基酸和核苷酸代謝,以及輔酶的合成等。
然而1700個基因對於「露卡」這位祖先來說似乎是太多了,「露卡」的結構必須盡量簡單以確保它能從無生命的形態直接演變而來。那麼,還有沒有更簡單的模型?
生殖道支原體(Mycoplasma genitalium)是一種寄生細菌,它的基因組是目前已測定的物種基因組中最小的一個,僅有468個基因。科學家將它的基因組與另外一種細菌流感嗜血桿菌(Haemophilus influenzae)的基因組序列進行了詳細的比較,發現有240個生殖道支原體基因與流感嗜血桿菌基因存在垂直同源性。經過進一步研究,科學家們得出結論「露卡」至少需要大約250個基因。
5. 「人工露卡」與多分子體系
「露卡」肖像的確定除了通過用計算手段比較基因組以外,另一個重要的途徑是採用實驗的手段。
其實上個世紀生物學界一直流行著一種尋找「最小基因組」的「游戲」,即找到那個包含最少基因卻又能剛好維持生命體生命活動的基因組序列。這一過程一般是在實驗室里完成,而所得到的那串基因組序列及其操控的生命體實際上反映了「露卡」的特徵,所以我們可以把這些生命體稱為「人工露卡」。
早在比較基因組方法出現之前,美國科學家M. Itaya就利用基因剔除方法,在細菌枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)基因組上隨機敲除了79個基因,通過分析這些基因剔除品系是否存活來探討最小基因組,從而得到了第一個「人工露卡」。另一位著名的科學家C. Venter也採用基因剔除的辦法,對上一節所說的生殖道支原體的基因逐個進行敲除,並檢查其存活情況,最終得出結論,生殖道支原體有可能只需要265到350個基因就可以生存。
這個結果與比較基因組方法得到結果驚人地相似。Venter得到的「人工露卡」也許能很好地描述「露卡」的特徵,通過對這一「人工露卡」形態與生活史的進一步研究,一張「露卡」的肖像隱約浮現在了我們眼前:
(1)含有250到350個基因,不含內含子
(2)一套基本上完整的DNA復制系統
(3)一套進行DNA重組和修復的系統
(4)一個幾乎完整的轉錄、翻譯系統
(5)一組具有4個RNA聚合酶亞單位的轉錄裝置
(6)一組參與蛋白質折疊的分子伴侶蛋白
(7)一組蛋白質轉運機器
(8)完整的無氧中間代謝途徑
(9)一條輔酶合成途徑
(10)一種將生命體與周圍環境隔開的結構
這一套機制確保了生命體能夠繁殖、表達、遺傳、變異、進化以及代謝,這是對生命的基本要求,也是「露卡」最可能的模樣。我們不妨吧這一機制稱為「露卡機制」。
這也許很令人沮喪,因為「露卡」看起來也很復雜,我們很難想像生物大分子是如何形成這一機制的。那麼,還有沒有更簡單的模型?
我們以上討論的都是從已知物種出發由復雜向簡單逼近「露卡」的追溯過程,那麼,可不可以從生物大分子出發由簡單向復雜逼近「露卡」呢?
1924年,前蘇聯生物學家A.I.Oparin在實驗的基礎上提出團聚體學說(Coacervate Theory),認為生物大分子蛋白質和核酸的溶液混合在一起時可以形成團聚體,這種多分子體系表現出一定的生命現象。奧巴林將明膠(蛋白質)溶液與阿拉伯膠(糖)溶液兩種透明的溶液混合在一起,混合之後溶液變為混濁,顯微鏡下可以看到均勻的溶液中出現了小滴,即團聚體。用蛋白質、核酸、多糖、磷脂及多肽等溶液也能形成這樣的團聚體。這種團聚體直徑1—500微米,外圍可形成膜一樣的結構與周圍的介質分隔開來,能穩定存在幾個小時至幾星期時間,並表現出簡單的代謝、生長、增殖等生命現象。
20世紀60年代,美國人S.W.Fox提出了微球體學說(Microsphere Theory),強調了蛋白質在生命起源中的重要作用。他將於燥的氨基酸粉末混合加熱後在水中形成了類蛋白微球體,並把它看成是原始細胞的模型。這種微球體直徑較均一,在1—2微米之間,相當
圖2 團聚體(右)與微球體(左)
Fig.2 Coacervate(right) and microsphere(left)
於細菌的大小。它表現出很多生命特徵:其表面具有雙層膜,能隨著介質的滲透壓變化而膨
脹或收縮;能吸收溶液中的類蛋白質而生長,並能像細菌那樣進行繁殖;在電子顯微鏡下還
可以觀察到它具有類似於細菌的超微結構。
這種團聚體或微球體統稱為「多分子體系」,那麼,多分子體系是否就是「露卡」呢?答案是否定的。多分子體系雖然能夠進行簡單的代謝、生長和增殖等生命活動,但是它與真正意義上的生命還是有本質的區別的,因為它沒有完整的「露卡機制」,它不能完成核酸的復制、轉錄與翻譯。也就是說,它雖然能簡單地分裂形成多個個體,但卻不能將其性狀遺傳下去,不能遺傳倒沒什麼,但是不能遺傳也就意味著不能進化,作為一種不能進化的「生物」,它完全沒有資格擁有「祖先」這個稱號。「露卡」與其本質的區別就在於它已經具備了這套機制,它能夠進化。
多分子體系雖然還不能成為「露卡」,但它的發現還是有其意義的,它揭示了生物大分子之間能夠相互作用形成具有生命活力的分子團,如果說「露卡」理論是從上往下逼近了達爾文所言的「共同祖先」,那麼「多分子體系」理論則是從下往上向其逼近。好,我們的鴻溝變窄了,現在只剩下一個問題:「露卡機制」是如何產生的?
對於這一問題,我只能說,「露卡機制」的產生是一個謎,現代科學在這方面的研究收效甚微,不但如此,我們的科學越是發展,我們對DNA復制、轉錄和翻譯的機制知道得越多,我們越是對它那高度的精確與智能百思不得其解。即使到目前,如果我們仍相信進化論,我們也只能說,它是多分子體系在「漫長的演化」中逐漸形成的。

Ⅲ 地球里的生物如何形成

地球的誕生,已有45-46億年,但我們今天僅對它近6億年來的這段歷史了解得比較清楚。 為地球歷史上發生的事情,主要是靠當時形成的岩層和所含的古生物化石記錄下來的;地球上的生物雖然早在30幾億年前就已出現,但長期停滯在很低級的階段,主要是些低等的菌藻植物,它們留下的化石,說明的情況不多,而且保存這些化石的岩層,又大多經過程度不同的變質,這就使地球這段早期歷史更加不易了解。只是到了距今約6億年前,較高級的生物大量出現了,並有大量未經變質的沉積岩層和動物化石保留下來,從而提供了許多比較可靠的材料。所以,現在關於地球的6億年以來的這一段歷史,闡述得比較詳細和可信。這和人類歷史的闡述有相似之處,無文字記載以前,人類歷史是比較模糊和簡略的,而有文字記載以後,人類歷史才變得清楚和翔實。總之,無論地球歷史還是人類歷史,距今越遠越模糊、越簡略,距今越近越清楚、越翔實。
從地球誕生到6億年前,這段時間在地球歷史上被稱為隱生宙,雖然延續的時間約有40億年,但由於材料不足,未能劃分出詳細的歷史發展階段,一般只再分為太古代和元古代,而它們之間還無確定的界限,因此常統稱為前古生代。
當地球上的生物從以低等植物為主演變為有殼的無脊椎動物占優勢時,地球的歷史從隱生宙(即前古生代)進入到顯生宙。
生物繼續從低級向高級演化,無脊椎動物讓位給脊椎動物;脊椎動物中又不斷有新的「強者」出現,從魚類、兩棲類、爬行類、哺乳類到我們人類,此衰彼興,依次扮演著地球上的主角。
在古生代的早期,我國的北方和南方,都有很廣闊的地區為海水所淹沒。在海里,藻類仍在大量繁殖,但比它高級得多的生物已大量出現了,一種被稱為三葉蟲的動物統治了全世界的海洋,這時陸地上仍沒有任何生物。
三葉蟲是節肢動物的一種,全身分為頭、胸、尾三節,又有一條凸起的中軸貫穿在頭尾之間,橫看豎看都可分出三個部分,在它的身上長有甲殼,起保護作用。三葉蟲一般長約數厘米,這在當時是個兒大的動物,它們大多棲息在海底,也有少數鑽到泥沙中居住或在水裡漂游。
寒武紀後期,是三葉蟲鼎盛的時期,到奧陶紀時,三葉蟲的數量仍不少,但海中已出現了比它更厲害的動物。這種動物是一種軟體動物,它有錐狀的硬殼,在錐體開闊的一端,即它的頭部,長有環狀的觸手,用它捕捉食物和爬行、游泳。它們的個兒大,一般長達幾十厘米,行動迅速,口腔堅硬,因此三葉蟲不是它們的對手,這些軟體動物是章魚、烏賊的遠親,但大部已絕滅了,只是在岩層中留下了它們的一些錐形硬殼變成的化石,這種化石被稱作「角石」,而其中被稱為「鸚鵡螺」的這一種,居然還見之於今天的海洋里。
在三葉蟲之後,在地球上占統治地位的是屬於脊椎動物的魚類。早在奧陶紀的海洋中,一種外形似魚,頭部無上下頜骨,身上披有骨質甲片的「甲胄魚」已經出現;到了志留紀晚期,真正的魚類登場了。到了泥盆紀,魚類進入繁殖盛期,一時地球上成了魚類的世界。
從志留紀中期開始,全世界許多被海水淹沒的地區,都發生了地殼升高為陸的變化;一些地區地殼比較平穩地大面積升高,海水慢慢地退卻;還有一些地帶,地殼劇烈地褶皺,逐漸形成綿亘的山脈,這就是所謂的造山運動。在志留紀晚期,我國南部和北歐等地,都有造山運動發生。到了泥盆紀,陸地的范圍更為擴大,雖然其間也有海水漫上大陸的時候。
從海到陸的變化,促使原來在海里生活的生物向陸地上轉移。志留紀晚期,在濱海地區的沼澤中,出現了一種極為原始的蕨類植物,這類植物的根、莖、葉都還沒分化出現,光禿禿的,故被稱為裸蕨,它們是首先登上陸地的植物。到了泥盆紀,陸地上的植物增多,而且大多有根有莖,枝葉茂盛。這些植物,仍以蕨類為主,不過它們可不象今天我們還可看到的那種矮小的草本植物的蕨類,而是多為高大的木本植物,特別是在進入石炭紀以後,這些植物更為茂盛。它們在許多地方組成了茂密的森林,樹木的高度有達到40米的,莖的基部最粗的有3米。
這些樹木由於各種原因被埋藏到地下,天長日久就變成了煤層。地球上的煤,在石炭紀時形成的最多,以後地球上的森林,再也沒有達到那時的規模。緊接著石炭紀的二疊紀,陸上的植物仍很茂盛,並開始有松柏一類更高級的植物出現,這時形成的煤層也不少。
動物登上陸地比植物要晚,但在泥盆紀時也開始有了原始的兩棲類。到了石炭、二疊紀時,地球上變成了兩棲類的天下。
昆蟲出現在陸地上,可能比兩棲類還要早些,在石炭、二疊紀時已很發達,那時的昆蟲有1,300種以上,其中有形體特別大的,翅膀就有70厘米長;這樣大的昆蟲,後來再沒出現過。
在二疊紀末期,地球上的生物界來了一個大變革,三葉蟲等多種生物都絕滅了,古生代宣告結束。
在石炭、二疊紀,地殼繼續不斷升降,一些地區時而為海、時而為陸;造山運動也多次發生。今天的各大陸,在那時也已粗具規模,不過是聯成為一整塊,後來逐漸分裂成幾塊,並各自移動了位置,經過了兩億多年,才演變成今天這個樣子。
古生代結束,地球的歷史進入中生代。
爬行動物統治地球,是中生代一大特徵。那時的爬行動物,大都軀體龐大,形象恐怖,人們使用了傳說中的「龍」來稱呼它們。一時在陸地上爬的有恐龍,在海里游的有魚龍、蛇頸龍,在天上飛的有飛龍、翼龍,地球上成了「龍的世界」。
恐龍之所以是給人們印象特別突出的一類爬行動物,這是因為大多數恐龍的軀體巨大,有的體長20_30米,體重40_50噸。其實恐龍也並非都那樣大,也有小的。不過,那些小的被人們忽略了。一提到恐龍,人們就想到那些巨大的可怕的形象。
在中生代末期,恐龍和其他許多種「龍」都絕滅了,有人認為可能還有極個別的孑遺,但至今尚未找到。總之,在中生代末期,生物又來了一次大變革,而這也就成了劃分中生代和新生代的一個重要依據。
出現在中生代晚期的強烈的地殼運動,可能是恐龍等絕滅的一個重要原因。這場規模很大的地殼運動,使地球上出現許多高山,氣候變冷,植物隨之也發生了很大的變化,原來有利於恐龍生存的環境改變了,而它們又沒有應變能力,只好走上了絕滅的道路。近年來又有人提出,巨大的隕石撞擊地球所產生的影響,可能才是實恐龍絕滅的主要原因,講的也頗有道理。
不過中生代晚期發生的強烈的地殼運動,是確定無疑的,這輪運動對我國當時的大片土地影響很大,今天我國的地形大勢,就是在那時打下的基礎。
進入新生代,強烈的地殼運動繼續發生,特別是在3,000多萬年前,長期為水淹沒、堆積有巨厚沉積物的現今喜馬拉雅山一帶,逐漸升起成為「世界屋脊」,這新一輪造山運動,被稱為喜馬拉雅運動,它在我國其他地區也有表現,一些地區升高成為高原山嶽,一些地區又沉降成為平原窪地,造成地形起伏的巨大變化。
在爬行動物退位後,代之而起的是哺乳類動物,還有鳥類。一些四足有蹄、以吃植物為生的獸類繁殖起來,食肉類動物因有了食料也隨之發展起來了;地球上的生物,漸漸演變成為今天的狀況,人類登上地球這個舞台的條件成熟了,地球的歷史也隨之進入了一個嶄新的時代。
地球在不停地轉動,隨著它的轉動,時間在前進,幾十億年過去了,這才具備了適於人類發生和發展的條件。人類成為地球的主人,地球的歷史開始了一個新紀元。
究竟人類是多少年前在地球上出現的,至今還說不出一個肯定的數字,但進入第四紀後,人類才開始發展起來,這是毫無疑問的。
早在3,000多萬年前,地球上就已出現了一種高級的哺乳動物古猿。這些古猿本來在森林中生活,成天在樹上攀援,但是由於環境變化,有一部分古猿下了地,而且學會直立行走,手腳分化,視野變得開闊,頭腦也發達焉,終於能夠製造工具和說話,進化成了人,這種轉變現在一般都認為是在第四紀完成的。
第四紀時,幾次出現了世界范圍的氣溫降低,造成一些地區終年為冰雪所封凍,冰川掩蓋的陸地面積,最大時曾達5,200萬平方千米,比現在要大3倍多。
由於大量的水被凍結在冰川里,海洋里的水量減少,海面降低,今天不少被海水淹沒的地方,當時都露出在海面上,亞洲美洲之間的白令海峽,曾是連接兩大洲的「陸橋」。
氣候變冷,生物的生存和發展受到影響,一些地區的森林減少直至消失;原來溫暖潮濕的叢林變成了乾冷的草原,在這個變化過程中,有些生物因不能適應環境的改變,所以絕滅了;也有些生物為了適應環境則改變了自己的形體和習性。一部分古猿下地生活,看來也是受到環境變化的影響。
人類的祖先為了得到賴以生存和發展的條件,經過難以想像的艱苦歷程,終於克服了環境改變帶來的困難,走出了一條從只能適應環境到自發改造環境的新路。
在雲南省元謀,找到了150_180萬年前的猿人化石,同時發現了少量石器和用火的痕跡。約在50萬年前,生活在今天的擊口店一帶的猿人,更已能造出大批石器和骨器,留下了許多用火的遺跡。到幾萬年前,那時人的形象便和今天的人接近了。
除了人以外,任何其他生物對自然界的影響都是無目的的,只有人才使自己的行為成為有意識的活動。人的有目的的改造環境的作用將愈來愈顯現出巨大的威力。
人類的時代同地球歷史上的「朝代」相比,只能說是剛剛開始。人類在地球上出現的時間很短,人類具有現在這樣強大的力量,為時更晚。
沒有得到科學技術武裝的人,在大自然面前是軟弱無力的。而近代科學技術和大工業的興起,不過200多年。如果把地球比做千歲老人,那麼人僅僅是在不到半小時以前才獲得了從知 識轉化來的巨大力量。 科學技術的發展,使從前需要許多人花費很長時間才能做到的事情,現在只需要少許人花費較短時間就能完成。最初出現的蒸氣機,頂得上幾匹馬幹活,面現代的火箭發動機,則頂得上1,000億匹馬幹活。
如果僅把人力作為一種自然力和其他自然力相比,那末人力是微小的。但是,只要人掌握科學技術便能駕馭自然力,並使之為人類造福。移山填海,上天入地,現在都已不是神話而是現實了。
三葉蟲在地球上持續生存了3億多年,人類地地球上生存的時間,還不及它的百分之一,實在是年輕得很;我們的地球,還有太陽,都仍處在活動力很強的時期,象現在這樣運轉、發光、發熱,還可以保持好多億年。因此,人類有充足的時間在這個舞台上大顯身手,給地球的歷史寫下新的光輝的篇章,並進而到地球以外的空間或星球去開拓新世界。

Ⅳ 生命是怎麼樣形成的。起初的單細胞生物是怎麼形成和出現的

生命何時、何處、特別是怎樣起源的問題,是現代自然科學尚未完全解決的重大問題,是人們關注和爭論的焦點。歷史上對這個問題也存在著多種臆測和假說,並有很多爭議。隨著認識的不斷深入和各種不同的證據的發現,人們對生命起源的問題有了更深入的研究,下面介紹幾種著名的假說,以備教學時參考。

1.自然發生說

自然發生說是19世紀前廣泛流行的理論,這種學說認為,生命是從無生命物質自然發生的。如,我國古代認為的「腐草化為螢」(即螢火蟲是從腐草堆中產生的),腐肉生蛆等。在西方,亞里士多德(公元前384—公元前322)就是一個自然發生論者。有的人還通過「實驗」證明,將穀粒、破舊襯衫塞入瓶中,靜置於暗處,21天後就會產生老鼠,並且讓他驚訝的是,這種「自然」發生的老鼠竟和常見的老鼠完全相同。

18世紀時,義大利生物學家斯巴蘭讓尼(1729—1799)發現,將肉湯置於燒瓶中加熱,沸騰後讓其冷卻,如果將燒瓶開口放置,肉湯中很快就繁殖生長出許多微生物;但如果在瓶口加上一個棉塞,再進行同樣的實驗,肉湯中就沒有微生物繁殖。斯巴蘭讓尼認為,肉湯中的小生物來自空氣,而不是自然發生的。斯巴蘭讓尼的實驗為科學家進一步否定「自然發生論」奠定了堅實的基礎。

1860年,法國微生物學家巴斯德設計了一個簡單但令人信服的實驗,徹底否定了自然發生說(詳見《義務教育課程標准實驗教科書生物學八年級上冊》)。

2.化學起源說

化學起源說是被廣大學者普遍接受的生命起源假說。這一假說認為,地球上的生命是在地球溫度逐步下降以後,在極其漫長的時間內,由非生命物質經過極其復雜的化學過程,一步一步地演變而成的。

化學起源說將生命的起源分為四個階段。

第一個階段,從無機小分子生成有機小分子的階段,即生命起源的化學進化過程是在原始的地球條件下進行的,這一過程教材中已有敘述,這里不再重復。需要著重指出的是米勒的模擬實驗。在這個實驗中,一個盛有水溶液的燒瓶代表原始的海洋,其上部球型空間里含有氫氣、氨氣、甲烷和水蒸汽等「還原性大氣」。米勒先給燒瓶加熱,使水蒸汽在管中循環,接著他通過兩個電極放電產生電火花,模擬原始天空的閃電,以激發密封裝置中的不同氣體發生化學反應,而球型空間下部連通的冷凝管讓反應後的產物和水蒸汽冷卻形成液體,又流回底部的燒瓶,即模擬降雨的過程。經過一周持續不斷的實驗和循環之後。米勒分析其化學成分時發現,其中含有包括5種氨基酸和不同有機酸在內的各種新的有機化合物,同時還形成了氰氫酸,而氰氫酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是組成核苷酸的基本單位。米勒的實驗試圖向人們證實,生命起源的第一步,從無機小分子物質形成有機小分子物質,在原始地球的條件下是完全可能實現的。

第二個階段,從有機小分子物質生成生物大分子物質。這一過程是在原始海洋中發生的,即氨基酸、核苷酸等有機小分子物質,經過長期積累,相互作用,在適當條件下(如黏土的吸附作用),通過縮合作用或聚合作用形成了原始的蛋白質分子和核酸分子。

第三個階段,從生物大分子物質組成多分子體系。這一過程是怎樣形成的呢?前蘇聯學者奧巴林提出了團聚體假說,他通過實驗表明,將蛋白質、多肽、核酸和多糖等放在合適的溶液中,它們能自動地濃縮聚集為分散的球狀小滴,這些小滴就是團聚體。奧巴林等人認為,團聚體可以表現出合成、分解、生長、生殖等生命現象(圖7)。例如,團聚體具有類似於膜那樣的邊界,其內部的化學特徵顯著地區別於外部的溶液環境。團聚體能從外部溶液中吸入某些分子作為反應物,還能在酶的催化作用下發生特定的生化反應,反應的產物也能從團聚體中釋放出去。另外,有的學者還提出了微球體和脂球體等其他的一些假說,以解釋有機高分子物質形成多分子體系的過程。圖7團聚體簡單代謝示意圖第四個階段,有機多分子體系演變為原始生命。這一階段是在原始的海洋中形成的,是生命起源過程中最復雜和最有決定意義的階段。目前,人們還不能在實驗室里驗證這一過程。

3.宇生說

這一假說認為,地球上最早的生命或構成生命的有機物,來自於其他宇宙星球或星際塵埃。持這種假說的學者認為,某些微生物孢子可以附著在星際塵埃顆粒上而落入地球,從而使地球有了初始的生命。但我們知道,宇宙空間的物理條件,如紫外線等各種高能射線以及溫度等條件對生命都是致命的,而且,即使有這些生命,在它們隨著隕石穿越大氣層到達地球的過程中,也會因溫度太高而被殺死。因此,像微生物孢子這一水平的生命形態看來是不大可能從天外飛來的。但是,一些學者認為,一些構成生命的有機物完全有可能來自宇宙空間。1969年9月28日,科學家發現,墜落在澳大利亞麥啟遜鎮的一顆炭質隕石中就含有18種氨基酸,其中6種是構成生物的蛋白質分子所必須的。科學研究表明,一些有機分子如氨基酸、嘌呤、嘧啶等分子可以在星際塵埃的表面產生,這些有機分子可能由彗星或其隕石帶到地球上,並在地球上演變為原始的生命。

4.熱泉生態系統

生命的起源可能與熱泉生態系統有關,這是20世紀70年代以來,部分學者提出的觀點。20世紀70年代末,科學家在東太平洋的加拉帕戈斯群島附近發現了幾處深海熱泉,在這些熱泉里生活著眾多的生物,包括管棲蠕蟲、蛤類和細菌等興旺發達的生物群落。這些生物群落生活在一個高溫(熱泉噴口附近的溫度達到300 ℃以上)、高壓、缺氧、偏酸和無光的環境中。首先是這些化能自養型細菌利用熱泉噴出的硫化物(如H2S)所得到的能量去還原CO2而製造有機物,然後其他動物以這些細菌為食物而維持生活。迄今科學家已發現數十個這樣的深海熱泉生態系統,它們一般位於地球兩個板塊結合處形成的水下洋嵴附近。

熱泉生態系統之所以與生命的起源相聯系,主要基於以下的事實:

(1)現今所發現的古細菌,大多都生活在高溫、缺氧、含硫和偏酸的環境中,這種環境與熱泉噴口附近的環境極其相似;

(2)熱泉噴口附近不僅溫度非常高,而且又有大量的硫化物、CH4、H2和CO2等,與地球形成時的早期環境相似。

由此,部分學者認為,熱泉噴口附近的環境不僅可以為生命的出現以及其後的生命延續提供所需的能量和物質,而且還可以避免地外物體撞擊地球時所造成的有害影響,因此熱泉生態系統是孕育生命的理想場所。但另一些學者認為,生命可能是從地球表面產生,隨後就蔓延到深海熱泉噴口周圍。以後的撞擊毀滅了地球表面所有的生命,只有隱藏在深海噴口附近的生物得以保存下來並繁衍後代。因此,這些噴口附近的生物雖然不是地球上最早出現的,但卻是現存所有生物的共同祖先。

神秘的生命起源

從古至今,有很多說法來解釋生命起源的問題。如西方的創世說,中國的盤古開天地說等。但直到十九世紀,伴隨著達爾文《物種起源》一書的問世,生物科學發生了前所未有的大變革,同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光,這就是現代的化學進化論。生命起源的化學進化論首先在1953年首先得到了一位美國的學者米勒的證實,米勒描述的生命起源的事件應該是什麼樣子的呢?那就是在早期,地球上因為它含有大量的還原性的原始大氣圈,比如說甲烷、氨氣、水、氫氣,還有原始的海洋,當早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸,而這多種氨基酸,在常溫常壓下,它可能在局部濃縮,再進一步演化成蛋白質和其他的多糖類、以及高分子脂類,在一定的時候有可能孕發成生命,這就是米勒描述的生命進化的過程。

地球上的生命也許就產生在距今38億年到40億年之間,但是我們應該清醒的明白,我們距離揭開生命起源這一亘古之謎,還有一段遙遠的科學歷程。從無機物到有機物,到有機化合物到有機生命體的演化,同時還具有很多的偶然性,並不是有這種環境,有這種形成條件,它就能產生生命。有人曾經比喻說,這些無機物好像一個垃圾堆裡面什麼都有,塑料、塑料瓶子、鐵,廢棄金屬、油,而生命,一個單細胞,就像一輛精美的賓士車,在一陣台風過後,這些垃圾組裝成了一個賓士車。因此我們可以想像,這個生命起源的過程是非常非常地艱難。因此,也許我們在這個藍色的星球,是生命的惟一的樂園,因此請保護我們的地球,珍惜地球上的生命,我們不能奢望地球上第二次的生命起源。

生命起源是一個亘古未解之謎,地球上的生命產生於何時何地?是怎樣產生的?千百年來,人們在破解這一謎底之時,遇到了不少陷阱,同時也見到了前所未有的光明。在兩千五百年前的春秋時代,老子在《道德經》里寫到,道生一,一生二,二生三,三生萬物。用現在的話說,就是地球上的生命是由少到多,慢慢演化而來。它們有一個共同的祖先,這個祖先就是一,而這個一是由天地而生,用今天的話說,可能就是由無機界所形成。

生命的起源應當追溯到與生命有關的元素及化學分子的起源。因而,生命的起源過程應當從宇宙形成之初、通過所謂的「大爆炸」產生了碳、氫、氧、氮、磷、硫等構成生命的主要元素談起。

大約在66億年前,銀河系內發生過一次大爆炸,其碎片和散漫物質經過長時間的凝集,大約在46億年前形成了太陽系。作為太陽系一員的地球也在46億年前形成了。接著,冰冷的星雲物質釋放出大量的引力勢能,再轉化為動能、熱能,致使溫度升高,加上地球內部元素的放射性熱能也發生增溫作用,故初期的地球呈熔融狀態。高溫的地球在旋轉過程中其中的物質發生分異,重的元素下沉到中心凝聚為地核,較輕的物質構成地幔和地殼,逐漸出現了圈層結構。這個過程經過了漫長的時間,大約在38億年前出現原始地殼,這個時間與多數月球表面的岩石年齡一致。

生命的起源與演化是和宇宙的起源與演化密切相關的。生命的構成元素如碳、氫、氧、氮、磷、硫等是來自「大爆炸」後元素的演化。資料表明前生物階段的化學演化並不局限於地球,在宇宙空間中廣泛地存在著化學演化的產物。在星際演化中,某些生物單分子,如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成於星際塵埃或凝聚的星雲中,接著在行星表面的一定條件下產生了象多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通過若干前生物演化的過渡形式最終在地球上形成了最原始的生物系統,即具有原始細胞結構的生命。至此,生物學的演化開始,直到今天地球上產生了無數復雜的生命形式。

38億年前,地球上形成了穩定的陸塊,各種證據表明液態的水圈是熱的,甚至是沸騰的。現生的一些極端嗜熱的古細菌和甲烷菌可能最接近於地球上最古老的生命形式,其代謝方式可能是化學無機自養。澳大利亞西部瓦拉伍那群中35億年前的微生物可能是地球上最早的生命證據。

原始地殼的出現,標志著地球由天文行星時代進入地質發展時代,具有原始細胞結構的生命也開始逐漸形成。但是在很長的時間內尚無較多的生物出現,一直到距今5.4億年前的寒武紀,帶殼的後生動物才大量出現,故把寒武紀以後的地質時代稱為顯生宙。

在中世紀的西方,《聖經》上描繪的上帝,在七天之內造就萬物之說,也是非常流行。今天看來,生命起源並不像這些古老傳說,或神話描繪的那樣,但表明了人類長期以來,對生命起源之謎傾注了極大地熱情和關注。但生命起源應該是怎樣發生的?科學又是怎樣對這一千古之謎進行探索的?我們已經取得了哪些進展?還有哪些問題沒有解決?

首先,生命起源之說,第一個謎是生命的時間,起源的時間問題。在中世紀的西方,人們對《聖經》的上帝造人的故事是深信不疑的,在1650年,一位愛爾蘭大主教根據聖經上所描述的,計算出上帝創世的確切時間是公元前4004年,而另一位牧師甚至把創世時間更加精確地計算到公元前4004年10月23號上午九點鍾。也就是說,生命起源距今的話,是六千年前,這當然不是真的,而真的是什麼呢?真的就是用科學的回答,科學是怎麼回答這個生命起源的時間呢?那就是說用化石,是保存在岩石中的化石來回答。我們知道,生物死亡後,它們的遺跡在適當的條件下,就保存在岩石之中,我們把它們稱作化石。地質歷史中形成的岩層,就像一部編年史書,地球生物的演化歷史,就深深埋藏在這些岩石之中,年代越久遠的生物化石,就保存在岩層的最底層。

迄今為止,我們發現了最古老的生物化石是來自澳大利亞西部,距今約三十五億年前的岩石,這些化石類似於現在的藍藻,它是一些原始的生命,是肉眼看不見的。它的大小隻有幾個微米,到幾十個微米,因此我們可以說,生命起源它不晚於三十五億年。同時我們知道地球的形成年齡大約在46億年前,有這兩個數據我們就可以看到生命起源的年齡,大致可以界定在46億年到35億年之間。今天,隨著科學的發展,地質學家認為,在地球形成的早期,地球受到了大量的小行星和隕石的撞擊,它是不適合生命的生存。與其說當時地球上有生命,還不如說它在毀滅生命,因此地球上生命起源的時間,它不早於40億年。另外,在格陵蘭的38.5億年的岩石中發現了碳,這個碳的話,我們知道,碳分兩種,一個無機碳,一個有機碳。另外,這個碳的話,它有重碳和輕碳之分,因此我們可以根據這個碳之中的輕碳和重碳之比,就來可以推測這些碳的來源。科學家根據碳的同位素分析,推測這些碳它是有機碳,是來源於生物體。也就是說,這樣我們把生命起源的時間大大縮短了,也就是在距今40億年到38億年之間,自從地球上生命起源之後,一直到現在45億年,就是生生不息的生命演化史。

好,首先我們現在已經有了生命起源的時間概念,是距今40億年到38億年之間。那生命是怎樣起源的?它在什麼地方起源的?這樣我們不得不回顧一些有關生命起源的假說。

第一個是創世說,在《舊約全書》的第一章寫到,上帝在七天之內創造了世間之萬物,在中世紀的西方大家普遍接受這個觀念,可以說一直到現在,這種觀念還被很多人接受,當然這也不是真的。第二個呢,是自生論,比如說希臘人認為,昆蟲生於土壤,春天萬象更新,種子從泥土裡萌發,昆蟲從去年留下的卵殼中破殼而出。但這不是生命的起源,而是生命的延續,可以說這個自生論,現在已經被徹底拋棄了。與這個類似的說法,還有比如說埃及人認為生命來自於尼羅河,在中國古代也有腐草生螢之說。

第三個有關生命起源的假說,就是有生源論,這個在19世紀的西方也相當地流行,有生源論認為,生命是宇宙生來就固有的,你要問我生命從哪裡來的,你首先給我回答一個問題,宇宙怎麼起源的?物質怎麼來的?你給我回答了物質是怎麼來的,生命我就可以說是從哪兒來的,其實這是一個不可知論。在20世紀的後半葉,有生源論逐漸發展到現在的宇宙胚種論,直到現在,有許多科學家認為,生命必須的酶,像蛋白質,和遺傳物質的形成,需要數億年的時間,在地球早期並沒有可以完成這些過程的充足時間段。因為它就兩億年,因此他們認為生命一定是以孢子或者其他生命的形式,從宇宙的某個地方來到了地球,這種觀念也是有一定的依據的。

二十世紀四十年代以來,人類用天體物理的手段,在地球之外探測了近百種有機分子,像甲醛,氨基酸等等。其中兩種天體可以與地球上的生命有關,它可能給地球帶來生命或者有機分子,一個是彗星,一個是隕石。我們知道這兩顆天體里邊它含有大量的有機分子,比如我們把一些彗星稱為臟雪球。它們不僅含有固態的水,還有氨基酸,鐵類,乙醇、嘌呤、嘧啶等有機化合物,生命有可能在彗星上產生而帶到地球上。或者在彗星和隕石撞擊地球時,由這些有機分子經過一系列的合成而產生新的生命。當然這種胚種論也存在著不同的觀念,它有兩種致命的弱點,一個是生命是否能在宇宙中進行長期的遷移?還能不能夠存活?我們知道天體之間的距離是以光年為計算的,天體之間交流可能需要成千上萬年,從一個星球到了另外一個星球。那在這種真空裡面,暴露在這種大量的宇宙射線之中,活的生命它是不是在千萬年中還能夠繼續萌發呢?這是一個最大的問題,第二個從無機分子到有機化合物的過程,這種過程,比如說彗星上我們看到有機小分子形成,在地球上也能夠形成,這是不用置疑的。

1859年,伴隨著達爾文《物種起源》一書的問世,生物科學發生了前所未有的大變革,同時也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來了一絲曙光,這就是現代的化學進化論。生命起源的化學進化論首先在1953年首先得到了一位美國的學者米勒的證實,既然你說地球早期溫度都是比較高,又充滿了很多還原性氣體,還有水,那麼我就把這些氣體,把水放在一個瓶子裡面,看看它是不能產生生命,或者產生有機化合物。米勒在1953年把氨氣、氫氣,還有水、一氧化碳放在一個密封的瓶子裡面,在瓶子裡面兩頭插上金屬棒,完了通上電源,通過這個類似於閃電的作用,確實在幾天之後產生了大量的氨基酸。那麼就是說在地球上面,在閃電下,在常溫下,也能成為無機分子,合成有機分子。我們知道,你氨基酸的話,是組成蛋白質的最重要的物質,可以說,組成生命起源最重要的物質。因此,米勒描述的生命起源的事件應該是什麼樣子的呢?那就是在早期,地球上因為它含有大量的還原性的原始大氣圈,比如說甲烷、氨氣、有水、有氫氣,還有原始的海洋,當早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸,而這多種氨基酸,在常溫常壓下,它可能在局部濃縮,再進一步演化成蛋白質,蛋白質和其他的多糖類,以及高分子脂類,在一定的時候有可能孕發成生命,這就是米勒描述的生命進化的過程。

但是這種溫暖水池說,也遇到一些問題,其中有兩個問題,第一個問題是現在地質學家認為,地球早期大氣圈它並不是含有大量的還原性氣體,它是含有大量的二氧化碳和氮氣,比米勒的這個氣體多一些惰性。在閃電的情況下,你並不能形成大量的氨基酸。第二個,溫暖的水池在地球早期並不能長期形成,為什麼呢?因為當時地球早期,剛才說過它有大量的隕石、流星,還加上地球本身的放射性,溫度很高,你這個溫暖水池一旦生命產生了,一個隕星過來,溫度在瞬間之內可能達到上千度、甚至幾千度,生命已經絕滅了,只能再來一次生命的起源。但是我們現在就這么想,現今的地球上是不是有溫度比較高,還有還原性氣體,還有生物存在呢?那麼,有兩件工作可以說具有劃時代的意義,一個是1967年美國學者布萊克,在黃石公園的熱泉中發現了大量嗜熱生物,我們知道蛋白質一般的話超過六十度,就會凝固的,煮雞蛋六十度七十度以上雞蛋就熟了,但是生物,是不是在六十度以上還能夠生活呢?在以前是不敢想的。

第二個就是1977年克里斯,他在太平洋底的熱泉中,同樣也發現了大量的嗜熱微生物,這個溫度它要更高,它可能達到二百到三網路。它壓力呢,也有二百到三百個大氣壓,它的環境是什麼樣子呢?它確實有大量的還原氣體,有硫化氫、有甲烷、有氫氣、還有一氧化碳,這個環境確實非常類似於四十億年前早期地球的環境,那麼生命起源它是不是就在這個時候產生的呢?這是我們現在看到的情況,但是化石中有沒有在火山噴口或者是熱泉中發現的微生物呢?確實有,我們在這方面,我們在化石方面也取得了非常重要的進展,比如說在2000年,羅斯瑪森,澳大利亞的一個科學家,他在澳大利亞距今大概32億年左右的火山沉積裡面發現了大量的保存完好的絲狀體。這說明在32億年前,生命在熱泉的附近已經大量生存,那麼這是現在最新的,最流行的,也可以說迄今為止最科學的有關生命起源的假說,就是生命起源於熱泉,或者海底熱泉,俗稱「黑煙囪」的附近。

海底熱泉和陸地上的熱泉它們都有很多共同的特點。第一個它溫度高。第二個它含有大量的還原性氣體,除了二氧化碳以外,還有一氧化碳、氫氣、氨氣還有硫化氫。第三個特點就是它們都含有大量的生物,比如說藍藻、光合細菌、硫細菌,特別是一類古細菌,在高溫下異常地繁盛,它在超過一網路的時候大量繁盛,而離開了這樣的環境,比如溫度一降下來,它馬上就進行休眠,而且並不能正常的生活,那麼這些生物是不是就代表了最早的,最原始的,地球生命起源的時候,這種原始的生命形式呢?

第一個早期地球溫度都很高,產生的最早生命形式,應該是一些能適應高溫的生物,而熱泉中,生物恰恰就是嗜熱的微生物。第二個,熱泉的環境與早期的地球環境有很多類似之處,比如說它有高溫,還有大量的還原性氣體、一氧化碳、氫氣、氨氣,還有硫化氫等等。第三個,在高溫的熱水環境的話,它是有利於小分子的有機化合物脫水,聚合成有機高分子,比如說現在我們用有機小分子氨基酸合成蛋白質的話,它就是在熱水中,通過這個熱聚合反應,脫水以後形成這樣的高分子,特別是在這種熱水口附近的話,形成了黃鐵礦,俗稱「愚人金」。它是由硫和鐵組成的,在它的表面的話,它非常有利於高分子的合成,因為這個硫化鐵表面是一個非常好的一個天然的催化劑。第四個有利的證據是熱泉口向外層海水之間它有一個溫度,和水化學鑒別的梯度,這個梯度的話,也是有利於各種化學的連續反映,我們知道熱泉口它噴出來的時候,它的溫度可能到達二網路到三網路,特別是在海底洋中脊附近,而海水的溫度的話,這種海底的溫度一般在0到4度,這樣的話,從三網路,一直到四網路,它有一個溫度梯度,這種溫度梯度的話,對有機化合物合成的話,可以說存在一個連續的反映。第五個也是最重要的一點,就是現在熱泉中的生物的話,它確實是生物演化速度的最根部的類型,也就是說它的基因是最古老的類型。

現代生物學家,他通過生物分子學的研究,他把熱泉中的一些嗜熱古細菌,跟現在的普通細菌進行了基因的對比,發現它們基因的相同點,不超過60%。那麼就是說這些古細菌它們含有非常多的古老的基因,也就是說,它們很有可能就是生命起源時候的這種類型。應該說,生命起源我們研究生命起源它最好的證據,還是在地球上,40億年到38億年間的岩石和化石所包含的信息。但是,經過40億年的變化,地球已經面目全非,現在的地球即使你有40億年到38億年的岩石,它也進入了大量的變種,信息也幾乎全無。

因此我們把目光不要局限在只是在地球上,如果說生命是宇宙之中一個普遍的現象的話,除了地球之外的其他天體上,是否也有類似於地球早期的這樣的環境呢?如果有的話,也許能為研究生命起源打開新的窗戶,我們第一個目標是什麼地方呢?不是火星是月球,現在地質學家認為,月球是40億年前,一顆大的行星撞擊地球,而從地球上迸發出去。形成了當今的月球,這個時間正好是40億年,如果地球上有生命起源的話,我們在月球上看看,那不就是解決這個問題了嗎。在中國的古代神話中有嫦娥奔月的這個說法,月球上有月桂、有月兔,還有浪漫的愛情故事,但是二十世紀六十年代到七十年代,隨著前蘇聯和美國的宇航員登陸的成功,這個神話徹底破滅了,月球其實是一個沒有生命,沒有水,沒有氧氣,不適合生命生存的荒漠的星體。

那麼我們第二個目標是什麼呢?第二個目標是火星,因為火星也許在40億年以前,有著跟地球類似的經歷,火星的物質成分跟地球非常近似,它的軌道也跟地球非常近似,那麼火星上是不是有生命呢?我們到火星上去干什麼呢?我們尋找生命起源,要從哪幾點入手呢?一般來說是三點,第一個在火星上尋找是不是有活的生命?如果有活的生命,那好了。那生命的話,可能真是在宇宙中起源的,或者地球上的生物也許來自火星,或者來自其他的彗星。第二個我們尋找液態水,因為我們知道,水是萬物之源,水是生命之源。現在地球上我們所理解的生命形式是離不開水的,所以尋找液態水也是非常重要的一個指標。第三個尋找與生命有關的化合物,如果我們現在沒有活的生物的話,過去有沒有呢?過去的生物是不是形成了一些化合物?它是不是以化石的形式保存在這些岩石之中呢?所以我們到火星上尋找生命,抱著三個目的。

1957年美國的海盜號航天器發回到地球的信息時,火星上沒有生命,沒有液態水的存在,它是一個荒蕪乾渴的紅色的星球。但是人類並沒有氣餒,20世紀90年代,美國宇航局加大了對火星的探測力度,通過火星探測者號、火星拓荒者號航天器和哈博望遠鏡得到的圖片,和其他的有關天體物理的信息資料顯示,火星上過去很可能有過液態水的存在。一些航天資料顯示,火星上有類似於像我們發生大洪水山前的沖積扇的構造,還有水、河道、像地球上乾涸的河床的河道,還有水侵蝕岩石的痕跡。另外還有非常特別的一點,在火星的兩極,發現了類似於地球上凍土解凍的情況,這是我們的航天資料。

但是我們如果有儀器,帶上儀器帶上人,在火星上去進行探索,或者獲得一塊石頭,進行分析一下,這些事情不是一目瞭然了嗎?所以在1999年初,美國呢,發射了一個火星極地著陸器,它帶著了精密的分析儀器,准備在火星的極地進行仔細地研究。但是非常不幸,在1999年底,本指望這些儀器能夠得到有關火星上是否有水的直接的信息的話,但就在進入火星的大氣層中,跟地球上失去了聯系。

那麼我們對火星的研究,那就束手無策了嗎?現在至少在現階段並不是,我們有來自火星上的隕石,非常幸運,在1984年,人們在南極的冰蓋上面,發現了一顆隕石,這個隕石拿回來以後呢,對它進行它的元素和做氣體化學分析,發現這個隕石呢,它的氣體它的同位素,跟火星上非常類似。所以他們認為這個隕石是來自火星,這個隕石是在一萬年前,掉在冰蓋上,南極的冰蓋上。

通過這個隕石的放射性同位素�

Ⅳ 生物是如何產生的,智慧是如何產生的

首先我個人認為否定教科書中雷電和水等產生生命的說法,生命是一種相當復雜的結構,就人類科學發展到現在連最簡單的細胞都製造不出來更別提自然巧合創造生命,就像你在沙漠中撿到手錶一定不會相信這是一個巧合,經過上億年時間演化出來的,生命的產生仍是未解的,承認人類的無知並沒有什麼不妥,畢竟科學開始飛速發展不過幾百年,單把這種漏洞百出的理論寫進書中誤導一代又一代的人是極不負責的,像這種帶有偏見和無知色彩的東西教科書有很多,就是馬哲講不要用一元論和二元論的思想看世界,但卻只承認唯物的絕對正確性,大力批判其他思想,而作為一個沒有很強明辨的學生學習後很可能帶著偏見一輩子,片面批判五行論,而中醫恰恰就是基於五行論發展的,批判佛教唯心主義,讓大多數人一輩子都很抵觸佛學的智慧,關於生物智慧的問題,唯物主義講只有人類擁有意識,其他動物的一切行為皆是本能行為,明顯是閉門造車,關於動物的認識,人類還很膚淺,而馬ke鍶非生物學家就憑借想像得到這個結論顯然沒有說服力,我個人認為動物是有智慧的,只是相對於人智慧較低,養過貓狗的都能切身感受,關於達爾文的進化論,我個人認為之所以他的學說漏洞百出卻仍有市場,是因為當時西方的環境是宗教統治社會,強調神創造了人,而達爾文的理論打破的這一觀點,把人從宗教統治的牢籠解放出來,達爾文的進化論改成進化假說可能更合理一些,我個人覺得進化論只能是部分合理,進化只是相對進化,量變而非質變,原始人可能進化成現代人,但猿猴進化成人還有待考證,關於生命從有機物變成單細胞生物再變成各種生物只能是假說,得不到任何論證,單就DNA的雙螺旋結構就已經夠復雜的,我覺得人類認知是有邊界的,有些東西是不可知的,存有敬畏心並沒有錯誤,就想人創造智能機器人,如果不告訴他,他很難想明白自己是怎麼來的,生物或許再更高級的生命看來可能就像我們創造游戲里的世界一樣,像這種書中錯誤的觀點有很多,對於帶有偏見的思想一定要用懷疑的眼光去思考

Ⅵ 從海邊買的鹹水水母咋養,吃的浮游生物怎麼得我們附近沒有水族館,沒法買,

是什麼水母買的地方應該會告訴你養殖方法 首先要有個夠大的缸要有過濾 近海邊就用新鮮海水了 是內陸路上時間長了4-5個小時還沒換大缸可能已經開始退化了 加氧可以恢復一點 勾兌海水晶要注意看說明比例是多少

Ⅶ 怎樣產生浮游生物

地球有了水(別問我水是怎麼來的)
閃電產生了氨基酸;然後形成了單細胞生物
單細胞生物進化成了多細胞
多細胞產生了植物,又產生了動物

Ⅷ 產生生物的必要條件及生物起源

人類文明起源時代的5000年歷史長河,可以說先後經歷三次大的波瀾,大體劃分為三個歷史階段:文明起源三大物質前提奠基期——文明起源三大要素生成期——文明總體標志國家形成期。

「文明起源三段論」的觀點,理論淵源是摩爾根的「野蠻時代三段論」,特別是恩格斯文明起源論中的「三次大分工理論」;在綜合這兩個思想源頭基礎上,我們認真汲取了20世紀世界考古學、中國考古學的最新成果,試圖做出「文明起源過程三階段」的理論創新。
摩爾根《古代社會》中的「野蠻時代三段論」,大體上相當於他所提出的「文明起源三段論」。他採用三分法,來看待整個人類歷史,提出整個世界歷史的三個階段:蒙昧時代——野蠻時代——文明時代。
在這個「大三段論」中包括兩個「小三段論」。比較低級的原始社會是蒙昧時代,又包括三個階段:原始人類產生的初級階段——開始學會人工取火的中級階段——使用弓箭進行狩獵活動的高級階段。這個時代,相當於人類歷史早期階段,通稱舊石器時代,幾乎占據了人類歷史長河絕大部分,下限就是距今一萬年前。
比較高級的原始社會是野蠻時代,距今一萬年到五千年間,前後是大約五千年時間。這個時代也分為三個階段,先後有五大創新:制陶術的發明導致野蠻時代初級階段開始——野蠻時代中級階段有三大發明,畜養動物、灌溉農業、房屋建築——野蠻時代高級階段以冶鐵技術的發明創造為標志。
這里講的野蠻時代三階段,大體相當於文明起源三階段。現代考古發現基本上肯定了摩爾根的基本思路,也提出了一系列需要重新思索的重大問題。一個特別重要的核心問題就是:
文明起源時代的歷史起點究竟是什麼?
由馬克思奠基、恩格斯完成的《家庭、私有制和國家的起源》一書,在吸收、改進摩爾根等前人成果基礎上,提出了「三次社會大分工理論」,相當於唯物史觀的「文明起源三段論」。
在接近尾聲並且富於總結性的最後一章《野蠻時代和文明時代》開頭,恩格斯提出了自己探討野蠻時代、文明起源的新思路與哲學理論上的新基礎:「我們已經根據希臘人、羅馬人和德意志人這三大實例,探討了氏族制度的解體。最後,我們來研究一下那些在野蠻時代高級階段已經破壞了氏族社會組織,而隨著文明時代的到來又把它完全消滅的一般經濟條件。在這里,馬克思的《資本論》對我們來說是和摩爾根的著作同樣必要的。」[1](P158)
在野蠻時代最初的低級階段,「游牧部落從其餘的野蠻人群中分離出來——這是第一次社會大分工」,「這就第一次使經常的交換成為可能」。
在野蠻時代轉為發達的高級階段,「發生了第二次大分工:手工業和農業分離了」,「隨著生產分為農業和手工業這兩大主要部門,便出現了直接以交換為目的生產,即商品生產;隨之而來的是貿易,不僅有部落內部和部落邊界的貿易,而且海外貿易也有了」[1](P160)。
在文明時代門檻上的第三次大分工,「文明時代鞏固並加強了所有這些已經發生的各次分工,特別是通過加劇城市和鄉村的對立(或者是像古代那樣,城市在經濟上統治鄉村,或者是像中世紀那樣,鄉村在經濟上統治城市)而使之鞏固和加強,此處它又加上了一個第三次的、它所特有的、有決定意義的重要分工:它創造了一個不從事生產而只從事產品交換的階級——商人。在此以前,階級形成的一切萌芽,還都只是與生產相聯系的;它們把從事生產的人分成了領導者和執行者,或者分成了規模較大的和較小的生產者。這里首次出現一個階級,它根本不參與生產,但完全奪取了生產的領導權,並在經濟上使生產者服從自己;它成了每兩個生產者之間的不可缺少的中間人,並對他們雙方都進行剝削。」[1](P163-166)
從摩爾根到馬克思、恩格斯的文明起源論,甚至具體到「文明起源三階段論」的基本思想,都包涵著至今仍有生機活力的閃光思想。但是,我們今天不能停留在他們的個別結論上面,我們要學習借鑒的首先是唯物史觀的活的方法,循著他們開辟的道路繼續前進,對於世界考古學、中國考古學的最新成果做出全新的理論概括,提出現代水平的「文明起源三階段論」。

文明起源時代第一階段——三大物質前提奠基期:農業起源革命——新石器革命——陶器革命。
「文明起源第一階段的三大物質前提奠基期」,這是個新概念,綜合了摩爾根「野蠻時代初級階段論」,汲取了恩格斯「第一次社會大分工理論」的科學因素,又揚棄了個別過時結論,立足20世紀考古發現最新成果,力圖作出理論上的綜合創新。
20世紀考古發現充分肯定了從摩爾根到馬克思、恩格斯探索文明起源論的奠基開創之功,在此前提下也提出了一系列新的問題,其中在文明起源歷史起點問題上就提出了五點質疑:文明起源時代的最初起點究竟是制陶業還是農業?
農業最初起源是在西半球還是東半球的亞非歐大陸?
最早的農業是水作農業還是天然旱作農業?
東半球亞非歐大陸是畜牧業起源在先,還是農業起源在先?
第一次社會大分工的本質內容,究竟是從野蠻部落中分化出遊牧部落,還是農業部落?
這五個問題不是機械羅列關系,其中最本質、最核心、最深層的一個問題是:文明起源時代的歷史起點和邏輯起點究竟是什麼,是制陶業、畜牧業,還是農業起源?
摩爾根「野蠻時代初級階段起點論」,首先著重強調了制陶術發明的發端作用:「低級野蠻社會始於制陶術的發明。」不過,看來他自己當時也已意識到,這是一個值得探討的重大問題:「我們以制陶術的發明或制陶業的流行作為劃分蒙昧社會同野蠻社會的界線,這樣做固然不免有武斷之嫌,但從多方面考慮,最確當的分界標准大概還無過於此。蒙昧社會同野蠻社會這兩種狀態顯然有別,這是久已公認的,不過,以前不曾提出過某種進步現象作為由前一種社會進入後一種社會的標志。」後來他仍感到理由不夠充分,並一再做出解釋:「對於人類文化順序相承的諸階段的起點,我們選擇了陶器的使用作為其中的一個分界標志,其意義不像飼養動物、使用鐵器和發明標音字母那麼鮮明,因而對於這一抉擇需要加以解釋。人類必定先有村居生活,並且,簡單的技術必定先已達到相當進步的水平,然後才會製造陶器。」[2](P11,10,12)那麼,究竟是什麼產業興起,才造成了「村居生活」呢?這里離真理只差一步!
這里反映出一個深層重大的理論問題:對於文明起源時代起點的猶疑不決,偏重陶器技術,對於農業起源在文明起源物質前提中的決定意義認識不足,也沒有注意到與農業起源直接相關的新石器革命。這個理論缺陷的產生,有一個理論根源,就是摩爾根在考察社會發展時有一個六項式:生存技術——政治——語言——家庭——居住方式——財產。其缺憾在於,他從比較表層的生存技術、生活資料出發,而沒有更加深入注意到生活資料的生產實踐、生產資料、勞動工具,妨礙了他把「農業起源——新石器革命」,提到野蠻時代——文明起源時代的出發點上去。
在這里,我們需要一方面堅持發展唯物史觀的文明起源論基本方法,另一方面根據20世紀考古學的新實踐,對於恩格斯的個別提法作出修正與發展。從「三次社會大分工」的角度,來探究國家起源、文明起源的深層經濟根源,唯物史觀的這條基本思路是完全正確的。然而,關於「第一次大分工」的提法卻值得推敲:「游牧部落從其餘的野蠻人群中分離出來——這是第一次社會大分工」。問題在於,為什麼這里只提畜牧業,而不提農業呢?恩格斯下文中擺出了當時掌握的考古學事實:「園圃種植業大概是亞洲的低級階段野蠻人所不知道的,但它在那裡作為田野耕作的先驅而出現不遲於中級階段。在圖蘭平原的氣候條件下,漫長而嚴寒的冬季,沒有飼料儲備,游牧生活是不可能的;因此,牧草栽培和穀物種植,在這里就成了必要條件。黑海以北的草原,也是如此。但穀物一旦作為家畜飼料而種植,它很快也成了人類的食物。」[1](P160-161)然而,由於這樣的表述,就產生出一個邏輯上的矛盾,當下面講到第二次大分工是「手工業與農業分離」時,並沒有農業起源在先的前提,沒有明確回答農業何時分化出來的問題。
20世紀考古發現修正了這里的提法與判斷,證實了北非與亞洲,包括西亞兩河流域、東亞大陸的中國,同屬於世界農業起源中心。在距今1萬年前後的新石器時代早期,文明起源時代的歷史起點上,農業起源是多元化、多中心的,最主要的農業起源中心是四個,四種主要糧食作物分別創造出來:
大麥、小麥——首先起源在西亞兩河流域以北的新月形地帶的山前台地上,而後首先傳播在北非的古埃及;
稻米——首先起源在華南廣西、長江中游、下游地區;
粟子——首先起源在華北平原與太行交界的山前台地上;
玉米——首先起源在中美洲。
西亞兩河流域的考古發現還表明,在這個西方文明發源中心,是農業起源在先,陶器起源在後,在陶器於距今八九千年前起源的時代以前,還有一二千年的「無陶新石器時代」,或叫「前陶新石器時代」。
根據這些考古發現,尤其是農業考古學最新發現,我們有必要對「第一次大分工」的提法作出精確化,也對摩爾根提出的野蠻時代、文明起源理論,作出必要的修改與補充:
文明起源時代的歷史起點和最初原點,是新石器時代起點上的第一次大分工,從根本上說首先是農業起源,再加上從農業起源派生出來的畜牧業起源、家畜起源,從原始的採集、漁獵經濟中分化出來,人類定居、剩餘勞動增加、其他文明質前提的確立、文明要素的萌生,全部建立在農業起源這個基點上。如果說整個文明大廈全都建立在剩餘勞動這個物質基礎之上的話,那麼最初的剩餘勞動,文明的第一塊奠基石,必然首先產生在農業起源之中。這正是馬克思唯物史觀的必然邏輯,也是經過考古學發現證實的科學事實。柴爾德所謂「新石器革命」,本質上首先是農業起源革命。
農業起源必然有一個重要的歷史伴生物,也就是文明起源的第二大物質前提——新石器技術革命。為了農業起源中刀耕火種、割穗收獲、研磨加工的需要,距今一萬年至八千年間逐漸創造出新石器農具群。新石器的本質特徵,按照西方長期流傳的傳統說法,就是從打制石器走向磨製石器,更科學地說是走向切、鑽、琢、磨四大工藝綜合運用於農用石器的深加工,由此引出工具上的大革命,生產力上的大革命,也為文明起源過程事先鋪墊下第二塊物質技術的奠基石。
確立了「農業起源——新石器起源」在文明起源中應有的物質前提地位之後,陶器的發明創造也就有了應有的歷史前提,又有了應有的歷史地位。由於農業起源加上新石器,造成了生產力的大變革、大發展,由生產方式的變革必然引出生活方式的變革:穀物產量大大增加,貯存糧食的器皿需要增加了,必需有較多的糧食貯存,才能度過冬季,貯備災荒,飼養牲畜;農業起源之後,定居生活開始了,對於各種容器的需要增加了;隨著農業起源、新石器起源,人們勞動實踐活動、社會交往活動范圍都擴大了,與自然水源的距離也拉大了,如何用人工容器保持人工水源,成了人類生存發展的生命線;隨著農業起源、畜牧起源、新石器起源過程的展開,人們迫切要求發展熟食,從石烹時代發展到陶烹時代,出現了陶釜、陶灶、陶鼎、陶鍋等一系列陶制炊具群。
迄今為止,考古學、歷史學,從西方到東方,大多數是把這個階段排除在文明起源時代之外的,最多上溯到銅器、城市、文字起源。這里提出的新主張,是把「農業——新石器——陶器」這三大物質前提的奠定,作為文明起源時代第一階段。

文明起源時代第二階段——三大文明要素生成期:「銅器—城市—文字」的多元發生。
「文明起源三大要素發生期」這個新概念,綜合了摩爾根「野蠻時代中級階段論」與恩格斯「第二次大分工」這兩個概念的合理內核,又綜合了世界考古學、中國考古學最新成果,力爭有所創新。
摩爾根《古代社會》已經提出了這樣一種閃光思想,即把文明起源過程,區分為兩個相互銜接而又相互區別的歷史階段——「文明要素發生時期」和「真正進入文明狀態」。
關於文明要素有哪些的問題,摩爾根的回答看來是初步區分了兩個層次:「基本要素」與「諸多要素」。應當聲明的是,他本人並沒有使用這樣明確區分的兩個不同概念,但從《古代社會》全書看來,卻蘊涵著這種區分的基本思想。
第一章《人類文化的幾個發展階段》,趨向於從宏觀世界歷史高度,談到野蠻時代文明起源過程中先後生成的五大要素:制陶術——動物馴養——農業種植業——房屋建築——冶鐵術。後來他還說:「文明的一切要素,包括文字在內。」
而第三章《人類發展速度的比例》,則接近於用追溯法,列舉了野蠻時代三個階段上文明起源過程中的諸多要素發生過程:野蠻社會初級階段文明起源過程中的10個要素——中級階段的20個要素——高級階段的近20個要素。[2](P28,274,32,31)後來馬克思晚年在做摩爾根《古代社會》一書摘要時,基本肯定了「文明要素」這個提法。在《古代社會》一書第二編第八章《希臘人的氏族》中,把私有財產制度作為推進文明起源的新要素:「財產已經成為逐漸改造希臘制度而為政治社會開辟途徑的新要素,這個要素既是政治社會的基礎,也是它的主要動力。完成這樣一個根本的變革,不管從現代的眼光來看是多麼簡單明了,在當時卻是一件艱巨的任務」[2](P218)。馬克思在摘要中用自己的話概括了這段論述,並傾向於肯定文明「新要素」這個提法:「私有制是新的要素,經過延續了若干世紀的在氏族基礎上建立國家的嘗試以後,這種要素逐漸改造希臘的制度並為上述變化(即向政治社會或國家過渡)作好了准備。」[3](P164)
恩格斯《家庭、私有制和國家的起源》一書,沒有專門論及文明要素問題,但在《雅典國家的產生》這一章中,也用了「新社會要素」這個提法;同時,他把國家稱為「文明社會的概括」,與「文明起源要素」形成鮮明對照。
由此看來,把整個文明起源過程,除了前面的物質前提奠基期之外,還可進一步區分為「文明要素發生期」與「文明整體形成期」兩個階段,是有理論根據的,也有歷史淵源。現代考古學的最新發現,也有助於證實這種區分。
這里需要進一步解決的問題是:究竟哪些屬於文明起源過程中產生的諸多要素?哪些屬於有全局意義的基本要素?
我們不妨仿照「化學元素周期表」那樣,列出一系列前人探索的「文明起源要素表」。
摩爾根先後列出了近50個文明起源要素,在「文明起源諸多要素」的基礎上,他當年看重突出的「六個基本要素」是:(1)陶器;(2)畜牧業;(3)農業種植業;(4)房屋建築術;(5)冶鐵術;(6)文字。
馬克思的摘要、恩格斯《家庭、私有制和國家的起源》,對於摩爾根提及的文明起源諸多要素,特別是有重大意義的六個基本要素,大都作過肯定性概述。恩格斯在論及文明形成前夕的野蠻時代高級階段時,特別突出了兩大要素的關鍵作用:一是鐵器;二是文字。他有一個十分簡明的概括:「從鐵礦石的冶煉開始,並由於文字的發明及其應用於文獻記錄而過渡到文明時代。」而在「文明起源諸多要素」這個層面上,他曾歷數古希臘文明起源中的十來種要素:鐵器、風箱、手磨、快輪制陶、榨油、釀酒、車輪、建築術、城市、荷馬史詩與全部神話。[1](P22,23)
20世紀世界著名的史前考古學家柴爾德,1936年用英文發表了影響頗廣的《人類創造了自己》一書。他把人類文明起源的主要軌跡,總結歸納為距今一萬年至五千年間,先後發生的三次大革命:新石器時代革命——城市革命——人類知識上的革命。柴爾德關於頭二個革命的學術觀點,多為世人關注,而關於後一個革命的論述,則較少為人論及,而對於我們清點「文明起源要素」的工作,卻具有不可忽視的啟迪作用。該書最後兩章,認為構成文明形成重要因素的人類知識上的革命,主要要素是公元前5000年—前3000年間,即城市革命之前2000年間,有16項影響人類歷史走向文明的重要發明創新:
(1)使用運河和溝渠的人工灌溉法;(2)犁耕;(3)牲畜動力;(4)帆船;(5)輪車;(6)果園種植;(7)發酵作用;(8)銅的冶煉與使用;(9)房屋建築用磚;(10)拱門;(11)在陶器表層上釉;(12)印章;(13)太陽歷;(14)文字;(15)記數法;(16)青銅。
而城市革命之後的2000年間,即公元前2600年—前600年間,他又補充了四項影響人類文明過程的四項重大發明創造:(1)十進位法;(2)經濟實用的冶鐵術;(3)字母文字;(4)城市供水系統。[4](P217)
面向21世紀世界考古與中國考古最新發現,對於前人探索足跡作出比較研究,並且努力做出理論創新,我們或許可以引出以下幾個重要結論:
文明起源是一個長達五千年的漫長歷史過程,除去頭兩三千年是「農業——新石器——陶器」這文明三大物質前提奠基期之外,還有兩三千年時間,即距今7500年—5000年之間的兩三千年歷史長河;
這兩三千年時間,是在物質基礎初步奠定前提下,文明直接起源的歷史過程;
文明直接起源過程之所以拉得這么長,是因為文明起源是諸多要素、多元發生,逐漸萌發、不斷生成的復雜歷史進程,而不是一下子或一次性的生成過程;
在文明起源過程中,在「物質奠基——文明形成」這兩大階段之間,專門分出一個「文明要素生成期」是完全必要的;
文明要素又有必要區分為兩個層次;銅器是經濟基礎上首要文明要素;城市是社會交往上的首要文明要素;文字是精神文化上的首要文明要素;其他方面還有層次稍低的諸多文明要素。

文明起源第三階段——文明總體標志國家形成期。
文明是一個有機整體,而不是各種要素、各種片斷的簡單羅列、機械相加。
文明起源過程中,要素與總體、漸變與質變、起源與形成、諸多要素與文明整體的關系問題,是一個難度甚高的重大問題。
對於文明起源與形成的總體標志問題,從19世紀到20世紀,進行了持續不斷的探索與爭論,有以下四種學術觀點特別值得注意:
第一,文字主要標志論。這個觀點流行最為普遍,較有代表性的首推摩爾根1877年的《古代社會》一書,另外還有大體同時的泰勒的《原始文化》、《人類學:人類與文明研究導論》等論著。
第二,城市革命重要標志論。這種觀點的主要代表者是20世紀英國著名考古學家柴爾德,1950年他專門發表了專題論文《城市革命》,論證了城市形成是文明降生的決定性標志,並列舉了城市革命的十項標准。
第三,社會秩序主要標志論。美國著名歷史學家愛德華·伯恩斯(Edward McnallBurns)等四人編寫的《世界文明史》,該書提出城市是文明的表徵,社會秩序是文明的內在本質規定:「探討城市的起源實際上與探討文明的起源是一樣的。文明可定義為人類組織的這樣一個階段,其行政機構、社會機構和經濟機構已發展到足以處理(不論如何不完善)一個復雜社會中與秩序、安全和效能有關的問題。」[5](P38)美國學者維爾·杜倫(Will Durant)在《東方的文明》一書開頭,就從社會秩序角度對文明作出定義:「文明是社會秩序,它促進文化創造。文明包含四大要素:經濟支持、政治組織、道德傳統以及知識和藝術的追求。」[6](P3)
第四,國家主要標志論。這個觀點是由馬克思進行理論奠基,恩格斯1884年在《家庭、私有制和國家的起源》一書中明確提出的。馬克思、恩格斯以三次社會大分工為文明起源主線,而最後的總體標志則是國家的形成。「國家是文明社會的概括」,這個提法是恩格斯1884年提出的,而基本思想都淵源於馬克思1843年《黑格爾<法哲學>批判》手稿,1857年—1858年寫成的《資本論》第一手稿。
下面我們對上述四種文明起源總體標志論做出比較研究,試比較它們的得失曲直。
文字不失為文明起源的重要表徵,但由於文字形成是一個至少長達3000年的歷史過程,作為文明形成標志,看似明確,實則難以准確把握。人們在常識中,傾向於這種認識,因而自然而然把文明史說成是「有文字記載的歷史」,而把在此之前的歷史稱為「史前史」或「史前時期」。從摩爾根、泰勒,到馬克思、恩格斯,都首肯過這種較為公認的說法。
然而細致推敲起來,象形文字產生在公元前4000年前後,字母文字產生在公元前1000年前後,二者相距二三千年,究竟把哪一個作為文明形成標志,卻是不十分明確的。摩爾根寫作《古代社會》那個時代,由於考古發現有限,這個界限分得不明確,因而常把二者相提並論,都作為文明時代形成首要標志,認為文明社會「這一階段始於標音字母的使用和文獻記載的出現」,並且申明「刻在石頭上的象形文字可以視為與標音字母相等的標准」。恩格斯也採用了類似的說法。可是,現代考古發現已經把文字形成史的基本輪廓大體澄清了:
公元前4000年,甚至更早一些,東西方都有原始形態的象形文字起源;
公元前3500年—前1000年東西方古典文字逐步構成體系,初步走向成熟;
公元前1500年—前1000年,從腓尼基到古希臘,形成了字母文字,中國則走向部首文字。由此可見,抽象文字、字母文字的產生,是一個至少長達近3000年的歷史進程,上溯到原始象形符號、刻畫符號,更是長達7000年以上的漫長歷史過程,把如此漫長的文字形成過程,作為文明形成的總體標志,今天看來很難說是優化選擇。
20世紀中後期,對柴爾德的城市革命主要標志論,也有人提出質疑。質疑集中在兩個方面:有人認為柴爾德的理論觀點主要立足於兩河流域,而古埃及在相當長時間里曾是灌區文明,在一定程度上曾是文明在先,城市在後;而還有人認為兩河流域、古希臘、中美洲,則有一段歷史,有文明起源,有文明個別要素,卻未達到文明時代的整體要求。
「社會秩序主要標志論」,注意到社會關系的總體性是合理的,但社會秩序比較抽象,比較一般,沒有找到一個明確標志社會秩序總體尺度。這個尺度,不是國家又是什麼呢?
相比之下,唯物史觀的「國家形成總體標志論」,更經得住考古實踐的歷史檢驗,更富有總體性與確定性,可以作為文明起源期的制高點和文明形成期的出發點。
國家形成也是一個更易於把握的具有確定性的歷史過程,便於在考古學、歷史學上精確把握。
文明起源過程,好比五千年初步建成人類文明大廈:
第一階段,是距今一萬年開始的頭二三千年,文明大廈的物質奠基期;
第二階段,是距今七八千年開始的二三千年,文明大廈的要素發生期;
第三階段,是距今五千年前後的國家形成期,文明大廈的總體形成期。
中日考古最新發現,還提出了更新的問題:湖南道縣玉蟾岩發現了近1.5萬年前的人工栽培稻和陶片;江西萬年仙人洞、廣西桂林廟岩先後發現了近1.5萬年前的陶片;日本也先後發現了1.5—1.2萬年前的陶片。
中國與東亞文明起源時代的最初歷史起點,有可能再向前上溯五千年,達到一萬五千年前。這個中國特色的新問題,尚待從考古發現與理論概括兩方面的統一中進一步探索。

Ⅸ 關於生物起源於海洋

在地球上所有生物中,人只是成千上萬個物種中的一個,他們卻進化得可以發明工具,隨意殺戮著其他物種。隨著文明的進步,人類的捕獵技巧越來越高超,卻使得物種滅絕的速度越來越快。然而,相對於深海來說,人類卻顯得特別的無知。生態學家們認為,正是人類的"無知"挽救了深海生物的性命。

海洋是生命的誕生和孕育之地,生物的進化歷程表明,地球上的生物起源於海洋。海洋不但占據了地球71%的表面積,而且提供了99%的生物可棲息的地方。海洋不但是海洋生物的庇護所,而且為人類文明的進步發揮著重要作用。海洋不但提供給人類食物,而且主宰著地球的氣候變化和物質循環,是地球生態鏈中重要的一環。然而,人類卻不珍惜海洋,從古至今就有不少人認為海洋的包容性很強,而把海洋作為垃圾場和"排污罐",靠近陸地的淺海海域已經被人類糟蹋得不成樣子了。

目前,地球上發現了34個動物門,其中有33個動物門可以生活在海洋中,海洋中有13個門的動物可以移居陸地,只有15個動物門只能生活在海洋中。可見,海洋是保護生物多樣性的好地方。地球大約是在46億年前誕生的。在地球誕生後的40億年時間里,地球上的生命,包括植物和動物,幾乎沒留下任何實質性的痕跡。然而,從距今6700萬年起,生物的種類開始增多。在距今500萬至1000萬年的這段短短的時間里,卻產生了生命的大爆發。科學家從發掘出來的化石推測,現今世界上所有的動物門都在這一時期同時出現,而且之後再沒有產生新的門。這些新的動物門都是在海洋中產生的,科學家認為生命大爆發是與地球構造與氣候的變化有直接關系,當時大陸的漂移導致了海洋的分割,氣候的變化導致了各個氣候帶的產生,這些都為生物多樣性的大爆發提供了條件。

從500萬年前起,地球上的動物門不再增多,海洋中的生物種類卻還在不斷進化並逐步增多。然而,隨著人類對海洋開發的腳步加快,海洋動物的數量和種類都開始減少。目前,除開發較晚的印度洋的生物種類還在增多外,其他大洋的海洋生物種類開始減少。破壞海洋生物多樣性的主要因素有3個,一是對海洋生物的過度捕撈,二是海洋運輸、資源開發和污染對海洋生物棲息地的破壞,三是人類對地球環境的破壞導致了全球氣候變暖,從而影響了海洋生物的生存。

生態學家們認為,好在人類對深海還很無知,不然海洋物種的命運就該和陸地生物差不多了。人類的科技雖然相當發達,他們到深海的能力卻很弱,甚至低於到月球的能力。人類到外太空可以製造抵抗失重的航天飛行器,可以給飛行器充入氧氣供飛行員使用。然而,人類卻沒有辦法對付大得嚇人的深海壓力。然而,不少深海生物卻可以怡然自得地生活在這些高壓區,讓人類自愧不如。

在海洋里,每下潛10米深,水壓就增加一個大氣壓,過高的水壓會對人體造成生理影響,某些情況下超出人體的耐受范圍,還會引起病理性損傷。而且人在水中不能像在大氣中一樣自由呼吸,水壓、低溫、黑暗、水流、涌浪、水下生物傷害,以及各種潛水疾病的威脅等不利因素,都不同程度地限制了人在水下行動的自由。因此,並不是任何人都可以背上潛水裝備無止境地下潛到海底。目前世界上直接下潛到海中的最大深度紀錄是501米。越往海洋深處就越黑暗,一般在海面700米以下就是黑暗一片了,此處難以找到植物了,然而,海洋深處還是有豐富的有機質,所以深海里還是有著形形色色的動物,不少動物為了適應深海環境而變得特別奇特。世界上深度超過6000米的海溝有30多處,其中的20多處位於太平洋洋底。目前,各種載人潛艇的下潛深度一般也不會超過1000米,只有無人探測車能達到6000米以下的深海里進行科學考察。

科學家們還會繼續對深海作科學研究,以便提出一些合理的開發海洋的方案,並提出更好的保護海洋的建議。另一方面,生態學家卻希望讓人類繼續保持這種對海洋的"無知"狀態,不要去驚動維持地球長久可持續發展的海洋生態,他們希望看到海洋生物種類能夠重新出現增長的趨勢。

Ⅹ 水中含有肉眼不可見的微生物,但是有時候有的水中也可出現肉眼可見的游浮微生物,這是為什麼

菌落是由許多真菌啊、細菌啊集結在一起形成的肉眼可見的種群或群落.所以,一般,單個的「微生物」是不可見的.

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