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怎么去产生游生物

发布时间:2022-11-02 05:38:39

Ⅰ 河流上游的浮游生物怎么来的

那些浮游生物是不会回到河流上游的。
是上游不断的产生,来补充的。

Ⅱ 生物是怎样形成的

1. 对生命起源的早期猜想
从人类文明早期到十七世纪,自然发生学说一直占据着人们的主流思想——即认为生命物质是由无生命物质转化的结果。就连极富盛名的大物理学家牛顿也认为,植物是由逐渐变弱了的慧星尾巴形成的。后来,Louis Pasteur通过巧妙的鹅颈瓶实验证明了生物,即使是最简单的细菌,都不能从无生命的物质中自发产生,生命只能来自生命。1870年,Thomas Henry Huxley提出了生源说:“生命始终来自先前已经存在的生命。”
然而,如果说生命来自于已存在的生命,那这个已存在的生命又从何而来呢?关于生命起源的问题——这个在自然发生论者看来不是问题的问题——生源说却无法解决,所以生源说者经常会无赖地说:“生命是宇宙生来就固有的,你要问我生命从哪里来的,你首先给我回答一个问题,宇宙怎么起源的?物质怎么来的?你给我回答了物质是怎么来的,生命我就可以说是从哪儿来的。”因此,生源说其实是一个不可知论。
如果稍作比较,不难发现进化论与生源说其实面临着同样的难题——如果说高级生命是从低级的生命进化而来的,那么是否存在最低级的生命形态?它又是如何产生的?达尔文巧妙地避开了对生命起源的讨论才使得它不至于落入不可知论的泥淖,却让后世学者为他这不负责任的行为买单,经过几代人的努力,最终形成了一套初步的不尽完整的理论——化学进化论。
2. 化学进化论
化学进化论是被广大学者普遍接受的生命起源假说。这一假说认为,地球上的生命是在地球温度逐步下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的。
原始大气的主要成分有甲烷、氨、水蒸气、氢等,此外还有硫化氢和氢氰酸。这些气体在大自然不断产生的宇宙射线、紫外线、闪电等的作用下,就可能自然合成氨基酸、核苷酸、单糖等一系列比较简单的有机小分子物质。后来,地球的温度进一步降低,这些有机小分子物质又随着雨水,流经湖泊和河流,最后汇集在原始海洋中。
关于这方面的推测,已经得到了科学实验的证实。1935年,美国学者S.L.Miller等人,设计了一套密闭装置。他们将装置内的空气抽出,然后模拟原始地球上的大气成分,通入甲烷、氨、氢、水蒸气等气体,并模拟原始地球条件下的闪电,连续进行火花放电,最后,在U型管内检验出有氨基酸生成。
米勒实验证明了原始地球具备将无机物转化为有机物的条件,随后,原始地球条件下有机小分子如何进化到生物大分子便成为生命起源研究中新的实验课题。1958年,美国人S.W.Fox模拟原始地球的条件,将一些氨基酸溶液混合后倒人160℃~200℃的热沙或粘土中,使水分蒸发、氨基酸浓缩,经过0.5小时至3小时后就产生一种琥珀色的透明物质,它具有蛋白质的部分特性,因此被称为类蛋白质。Fox等认为,在原始地球不断有火山爆发的条件下,火山喷出气体中的甲烷、氨气和水蒸气等可能在高温条件下合成氨基酸,而氨基酸又可能通过热聚合反应而缩合为多肽。此外,也有人用模拟实验得到类似核酸的物质多聚核苷酸。实验表明,在50℃~60℃时,只要有多聚膦酸酯的存在,单个的核苷酸就可以聚合为多聚核苷酸。这些实验证明了有机小分子可以在原始地球上合成生物大分子如蛋白质,核酸等。饱含这种有机物的海洋环境成为了孕育生命的摇篮,被称为“原始汤”。
然而,线索行至此却突然模糊起来。关于有高分子物质如何成为了生命,我查阅了大量资料,绝大多数都是敷衍地说:“……生物大分子经过漫长的演化……终于形成了生命,然后进化……”的确,从无生命到有生命,这是地质史上一次质的飞跃,也是研究生命起源的一道难以跨越的鸿沟,目前,人类还不能在实验室里重现这一过程,然而,现代生命科学的飞速发展也让我们看到了零星的曙光,下面我将展示这些资料,以求尽量给读者一个满意的答案。
3. “生命源于共同祖先”
区别非生物与生物主要有两大特征:1、新陈代谢,即能够与环境进行物质和能量交换以维持其生长、运动和繁殖等生命活动过程。2、繁殖,即能够进行无限次数的自我复制。只要满足这两个条件则可视之为生物。
《物种起源》中虽然没有讨论生命起源的问题,但达尔文还是忍不住说了一句:“生命起源于一个普遍具有高度保守性的遗传信息片段,在相当广的范围内,通过不断的复制和分化得以进化,地球上所有现存物种源于一个原始的共同祖先。”至于那个共同祖先是什么东西,达尔文没有说,也无法说明。
为了跨越无生命与有生命之间的那道鸿沟,我们就必须找到那个共同祖先——地球上最原始的生命体,它必须满足上述两个条件,而且比它低级的任何一种形态都不能全部满足这两个条件。对于这样的生命体,可以确定,它早已灭绝,现存的化石记录里也没有,甚至我们很难在脑海里将其构造出来,不过,我们可以通过某些具体的信息向其逼近。
根据当代生物进化论研究者的观点,地球上的所有生命都可以归结到三个生物类群的某一类中。这三个类群分别是真核生物(Eukaryotes)、细菌(Eubacterial)和古菌(Archaea)。最近研究表明,细菌、古菌与真核生物很有可能源于同一个祖先,它是一种30亿年或40亿年前漂浮在“原始汤”周围的“原胞”实体,这种实体被称为“露卡(LUCA)”,也就是“第一个基本的共同祖先(Last universal common ancestor)”之意。然而,它没有留下任何已知的化石,也没有其他物理线索可揭示其身份。
但我们还是有蛛丝马迹可寻的。首先,我们必须明白,作为一个祖先,“露卡”应该具备以下两个特征:1、年代最久远。2、结构最简单。其中“年代最久远”是为了确保它的祖先地位,而“结构最简单”是为了确保它能由生物大分子直接形成。这两个特征其实并不等价,在原始单细胞生物领域,并非越低级的生物结构越简单,真核生物不一定比原核生物来得要晚(关于这一点我会在第4节说明)。而且在原始地球,退化的现象相当流行,突变即使令生物失去了某些结构,在生存竞争并不激烈的当时,它仍能生存繁衍。这一结论似乎给我们寻找同时满足这两个条件的“露卡”带来困难。
虽难如此,科学家们还是通过基因组分析和实验室模拟生成等巧妙的方法,初步描绘出“露卡”的肖像。
4. 基因组图谱下的“露卡”肖像
基因是个好东西。通过构建基因组水平DNA、RNA 和蛋白质序列分析的技术平台,科学家们在生物分类、生物进化及生命起源等领域取得了杰出成就。
那么,从基因分析中得到的“露卡”肖像又是怎样的呢?
最早应用基因分析研究“露卡”的科学家是伊利诺斯大学分子生物学家Woese。20世纪60年代末,Woese发明了一种通过比较rRNA小节序列来测量物种间关系的方法。假设基因突变会随着时间的推移自然增长,两种物种的rRNA越是不同,它们分离的时间就越久。
Woese测定了200多种原核生物的16S rRNA 和真核生物的18S rRNA 的序列,发现在原核生物中实际上有第三种类型生物:古菌。尽管古菌与细菌在许多方面相似,但缺乏定义的肽脂糖,并且具有几个真核细胞的特性。自此后,科学家采用一种新的分类系统,将生物分为三个域:古菌、细菌和真核生物。那么,这三个域是以何种顺序进化而来?换句话说,“露卡”更像细菌,古菌,还是真核生物?鉴于当时条件,Woese并未解答。如今,这个问题是否已得到解决?
20世纪80年代,科学家对rRNA所进行的进一步比较表明,细菌是最古老的域。这与我们的常识相一致,因为原核生物无论从那方面看都比真核生物简单,甚至很多人认为细菌是通过融合、内共生、内吞作用、膜内陷等方式进化成真核生物的。并不是所有人都同意这一观点,法国巴黎大学的帕特里克•福特勒教授就是其中一位主要反对者。福特勒教授指出,尽管真核生物更复杂,但它们也充斥着原始结构。例如,真核生物染色体包括成串线状DNA,这需要一种称为端粒的分子来保护其末梢在复制过程中不受损坏,而细菌染色体是环状,所以不需要端粒来保护。
至于为什么细菌在基因分析中表现得更古老,福特勒教授解释说,基因分析方法本身存在一个重大缺陷:没有将不同域的突变的不同速度考虑进去。与真核生物相比,细菌圆滑,在制造蛋白质方面效率更高,它们可以在几秒钟内就启动蛋白质合成道路上的第一步,而同样的生物进程真核生物需要半个小时,所以,在同一时段内细菌基因的变异会比真核生物大得多,因此单从基因分析得到结果来看,细菌等一些进化速度更快的直系后代看上去比实际要“老成”,造成细菌比真核生物古老的假象。
由于原始生命突变的速度难以确定且与突变本身有关,这一重大缺陷便使得基因分析的说服力大大下降。而最近发现的另一个重大缺陷又使坚持基因分析法的科学家们不得不转变思维。
20世纪90年代,首批基因组排序计划宣告完成,这使得研究人员能列出所有生命形式共同的基因。但令人吃惊的是,“生命树”所有的基因数量结果却相当少。例如,最新一项研究对100个物种进行了比较,结果只发现60个基因是普遍存在的。这种分析揭示的仅仅是哪些基因是原始的,而与这些基因“落户”的物种没有关系。由此科学家们意识到,基因可能在不同的物种间进行转移。
基因平行转移是比较基因组序列得到的一个令人震惊的结果。这说明原始细胞的所有组成成分很容易通过基因平行转移的方式进行改变或取代,这或许是当时生命进化的主要动力,却为基因分析带来了更大的麻烦,基因的整合使生物的基因组变得杂乱无章,并且这种整合是随机的,基因组的特征便很难向我们表达它应该包含的信息。而我们要寻找的“露卡”位于这些原始生物的最低层,它的基因组早就被平行转移掺和得面目全非,直接追溯“露卡”的基因组无疑困难重重。
然而,随着细胞变得越来越复杂,这种平行转移将逐渐减少,一旦到达某种临界复杂程度,即细胞的各成分出现了高度的整合——称为达尔文式阈值(Darwinian threshold)——基因的平行转移将停止,基因组开始取决于遗传,具有不同特征的直系后代开始出现,这样一来基因分析便颇具参考价值。于是,科学家们只好转而研究达尔文阈值以上的生物的基因组,以此来推断“露卡”的基因组成。
在寻找“露卡”的过程中,研究古细菌的基因组非常重要,因为古细菌的生长环境更接近原始地球的状态。1996年,科学家们解析了从深海发现的古细菌物种詹氏甲烷球菌(Methanococcus jannaschii)的基因组全序列。这是第一个被分析的古细菌类生物的基因组,其主要的环状染色体共有150万对碱基,含大约1700个基因。通过比较基因组研究,研究者推断出“露卡”可能具备这样一些特征:蛋白质合成的装置最为发达,但尚未完全;RNA合成的功能要比蛋白质合成差一些;而DNA合成的机制则基本没有。此外,它具有较为发达的代谢途径,包括氨基酸和核苷酸代谢,以及辅酶的合成等。
然而1700个基因对于“露卡”这位祖先来说似乎是太多了,“露卡”的结构必须尽量简单以确保它能从无生命的形态直接演变而来。那么,还有没有更简单的模型?
生殖道支原体(Mycoplasma genitalium)是一种寄生细菌,它的基因组是目前已测定的物种基因组中最小的一个,仅有468个基因。科学家将它的基因组与另外一种细菌流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)的基因组序列进行了详细的比较,发现有240个生殖道支原体基因与流感嗜血杆菌基因存在垂直同源性。经过进一步研究,科学家们得出结论“露卡”至少需要大约250个基因。
5. “人工露卡”与多分子体系
“露卡”肖像的确定除了通过用计算手段比较基因组以外,另一个重要的途径是采用实验的手段。
其实上个世纪生物学界一直流行着一种寻找“最小基因组”的“游戏”,即找到那个包含最少基因却又能刚好维持生命体生命活动的基因组序列。这一过程一般是在实验室里完成,而所得到的那串基因组序列及其操控的生命体实际上反映了“露卡”的特征,所以我们可以把这些生命体称为“人工露卡”。
早在比较基因组方法出现之前,美国科学家M. Itaya就利用基因剔除方法,在细菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)基因组上随机敲除了79个基因,通过分析这些基因剔除品系是否存活来探讨最小基因组,从而得到了第一个“人工露卡”。另一位着名的科学家C. Venter也采用基因剔除的办法,对上一节所说的生殖道支原体的基因逐个进行敲除,并检查其存活情况,最终得出结论,生殖道支原体有可能只需要265到350个基因就可以生存。
这个结果与比较基因组方法得到结果惊人地相似。Venter得到的“人工露卡”也许能很好地描述“露卡”的特征,通过对这一“人工露卡”形态与生活史的进一步研究,一张“露卡”的肖像隐约浮现在了我们眼前:
(1)含有250到350个基因,不含内含子
(2)一套基本上完整的DNA复制系统
(3)一套进行DNA重组和修复的系统
(4)一个几乎完整的转录、翻译系统
(5)一组具有4个RNA聚合酶亚单位的转录装置
(6)一组参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白
(7)一组蛋白质转运机器
(8)完整的无氧中间代谢途径
(9)一条辅酶合成途径
(10)一种将生命体与周围环境隔开的结构
这一套机制确保了生命体能够繁殖、表达、遗传、变异、进化以及代谢,这是对生命的基本要求,也是“露卡”最可能的模样。我们不妨吧这一机制称为“露卡机制”。
这也许很令人沮丧,因为“露卡”看起来也很复杂,我们很难想象生物大分子是如何形成这一机制的。那么,还有没有更简单的模型?
我们以上讨论的都是从已知物种出发由复杂向简单逼近“露卡”的追溯过程,那么,可不可以从生物大分子出发由简单向复杂逼近“露卡”呢?
1924年,前苏联生物学家A.I.Oparin在实验的基础上提出团聚体学说(Coacervate Theory),认为生物大分子蛋白质和核酸的溶液混合在一起时可以形成团聚体,这种多分子体系表现出一定的生命现象。奥巴林将明胶(蛋白质)溶液与阿拉伯胶(糖)溶液两种透明的溶液混合在一起,混合之后溶液变为混浊,显微镜下可以看到均匀的溶液中出现了小滴,即团聚体。用蛋白质、核酸、多糖、磷脂及多肽等溶液也能形成这样的团聚体。这种团聚体直径1—500微米,外围可形成膜一样的结构与周围的介质分隔开来,能稳定存在几个小时至几星期时间,并表现出简单的代谢、生长、增殖等生命现象。
20世纪60年代,美国人S.W.Fox提出了微球体学说(Microsphere Theory),强调了蛋白质在生命起源中的重要作用。他将于燥的氨基酸粉末混合加热后在水中形成了类蛋白微球体,并把它看成是原始细胞的模型。这种微球体直径较均一,在1—2微米之间,相当
图2 团聚体(右)与微球体(左)
Fig.2 Coacervate(right) and microsphere(left)
于细菌的大小。它表现出很多生命特征:其表面具有双层膜,能随着介质的渗透压变化而膨
胀或收缩;能吸收溶液中的类蛋白质而生长,并能像细菌那样进行繁殖;在电子显微镜下还
可以观察到它具有类似于细菌的超微结构。
这种团聚体或微球体统称为“多分子体系”,那么,多分子体系是否就是“露卡”呢?答案是否定的。多分子体系虽然能够进行简单的代谢、生长和增殖等生命活动,但是它与真正意义上的生命还是有本质的区别的,因为它没有完整的“露卡机制”,它不能完成核酸的复制、转录与翻译。也就是说,它虽然能简单地分裂形成多个个体,但却不能将其性状遗传下去,不能遗传倒没什么,但是不能遗传也就意味着不能进化,作为一种不能进化的“生物”,它完全没有资格拥有“祖先”这个称号。“露卡”与其本质的区别就在于它已经具备了这套机制,它能够进化。
多分子体系虽然还不能成为“露卡”,但它的发现还是有其意义的,它揭示了生物大分子之间能够相互作用形成具有生命活力的分子团,如果说“露卡”理论是从上往下逼近了达尔文所言的“共同祖先”,那么“多分子体系”理论则是从下往上向其逼近。好,我们的鸿沟变窄了,现在只剩下一个问题:“露卡机制”是如何产生的?
对于这一问题,我只能说,“露卡机制”的产生是一个谜,现代科学在这方面的研究收效甚微,不但如此,我们的科学越是发展,我们对DNA复制、转录和翻译的机制知道得越多,我们越是对它那高度的精确与智能百思不得其解。即使到目前,如果我们仍相信进化论,我们也只能说,它是多分子体系在“漫长的演化”中逐渐形成的。

Ⅲ 地球里的生物如何形成

地球的诞生,已有45-46亿年,但我们今天仅对它近6亿年来的这段历史了解得比较清楚。 为地球历史上发生的事情,主要是靠当时形成的岩层和所含的古生物化石记录下来的;地球上的生物虽然早在30几亿年前就已出现,但长期停滞在很低级的阶段,主要是些低等的菌藻植物,它们留下的化石,说明的情况不多,而且保存这些化石的岩层,又大多经过程度不同的变质,这就使地球这段早期历史更加不易了解。只是到了距今约6亿年前,较高级的生物大量出现了,并有大量未经变质的沉积岩层和动物化石保留下来,从而提供了许多比较可靠的材料。所以,现在关于地球的6亿年以来的这一段历史,阐述得比较详细和可信。这和人类历史的阐述有相似之处,无文字记载以前,人类历史是比较模糊和简略的,而有文字记载以后,人类历史才变得清楚和翔实。总之,无论地球历史还是人类历史,距今越远越模糊、越简略,距今越近越清楚、越翔实。
从地球诞生到6亿年前,这段时间在地球历史上被称为隐生宙,虽然延续的时间约有40亿年,但由于材料不足,未能划分出详细的历史发展阶段,一般只再分为太古代和元古代,而它们之间还无确定的界限,因此常统称为前古生代。
当地球上的生物从以低等植物为主演变为有壳的无脊椎动物占优势时,地球的历史从隐生宙(即前古生代)进入到显生宙。
生物继续从低级向高级演化,无脊椎动物让位给脊椎动物;脊椎动物中又不断有新的“强者”出现,从鱼类、两栖类、爬行类、哺乳类到我们人类,此衰彼兴,依次扮演着地球上的主角。
在古生代的早期,我国的北方和南方,都有很广阔的地区为海水所淹没。在海里,藻类仍在大量繁殖,但比它高级得多的生物已大量出现了,一种被称为三叶虫的动物统治了全世界的海洋,这时陆地上仍没有任何生物。
三叶虫是节肢动物的一种,全身分为头、胸、尾三节,又有一条凸起的中轴贯穿在头尾之间,横看竖看都可分出三个部分,在它的身上长有甲壳,起保护作用。三叶虫一般长约数厘米,这在当时是个儿大的动物,它们大多栖息在海底,也有少数钻到泥沙中居住或在水里漂游。
寒武纪后期,是三叶虫鼎盛的时期,到奥陶纪时,三叶虫的数量仍不少,但海中已出现了比它更厉害的动物。这种动物是一种软体动物,它有锥状的硬壳,在锥体开阔的一端,即它的头部,长有环状的触手,用它捕捉食物和爬行、游泳。它们的个儿大,一般长达几十厘米,行动迅速,口腔坚硬,因此三叶虫不是它们的对手,这些软体动物是章鱼、乌贼的远亲,但大部已绝灭了,只是在岩层中留下了它们的一些锥形硬壳变成的化石,这种化石被称作“角石”,而其中被称为“鹦鹉螺”的这一种,居然还见之于今天的海洋里。
在三叶虫之后,在地球上占统治地位的是属于脊椎动物的鱼类。早在奥陶纪的海洋中,一种外形似鱼,头部无上下颌骨,身上披有骨质甲片的“甲胄鱼”已经出现;到了志留纪晚期,真正的鱼类登场了。到了泥盆纪,鱼类进入繁殖盛期,一时地球上成了鱼类的世界。
从志留纪中期开始,全世界许多被海水淹没的地区,都发生了地壳升高为陆的变化;一些地区地壳比较平稳地大面积升高,海水慢慢地退却;还有一些地带,地壳剧烈地褶皱,逐渐形成绵亘的山脉,这就是所谓的造山运动。在志留纪晚期,我国南部和北欧等地,都有造山运动发生。到了泥盆纪,陆地的范围更为扩大,虽然其间也有海水漫上大陆的时候。
从海到陆的变化,促使原来在海里生活的生物向陆地上转移。志留纪晚期,在滨海地区的沼泽中,出现了一种极为原始的蕨类植物,这类植物的根、茎、叶都还没分化出现,光秃秃的,故被称为裸蕨,它们是首先登上陆地的植物。到了泥盆纪,陆地上的植物增多,而且大多有根有茎,枝叶茂盛。这些植物,仍以蕨类为主,不过它们可不象今天我们还可看到的那种矮小的草本植物的蕨类,而是多为高大的木本植物,特别是在进入石炭纪以后,这些植物更为茂盛。它们在许多地方组成了茂密的森林,树木的高度有达到40米的,茎的基部最粗的有3米。
这些树木由于各种原因被埋藏到地下,天长日久就变成了煤层。地球上的煤,在石炭纪时形成的最多,以后地球上的森林,再也没有达到那时的规模。紧接着石炭纪的二叠纪,陆上的植物仍很茂盛,并开始有松柏一类更高级的植物出现,这时形成的煤层也不少。
动物登上陆地比植物要晚,但在泥盆纪时也开始有了原始的两栖类。到了石炭、二叠纪时,地球上变成了两栖类的天下。
昆虫出现在陆地上,可能比两栖类还要早些,在石炭、二叠纪时已很发达,那时的昆虫有1,300种以上,其中有形体特别大的,翅膀就有70厘米长;这样大的昆虫,后来再没出现过。
在二叠纪末期,地球上的生物界来了一个大变革,三叶虫等多种生物都绝灭了,古生代宣告结束。
在石炭、二叠纪,地壳继续不断升降,一些地区时而为海、时而为陆;造山运动也多次发生。今天的各大陆,在那时也已粗具规模,不过是联成为一整块,后来逐渐分裂成几块,并各自移动了位置,经过了两亿多年,才演变成今天这个样子。
古生代结束,地球的历史进入中生代。
爬行动物统治地球,是中生代一大特征。那时的爬行动物,大都躯体庞大,形象恐怖,人们使用了传说中的“龙”来称呼它们。一时在陆地上爬的有恐龙,在海里游的有鱼龙、蛇颈龙,在天上飞的有飞龙、翼龙,地球上成了“龙的世界”。
恐龙之所以是给人们印象特别突出的一类爬行动物,这是因为大多数恐龙的躯体巨大,有的体长20_30米,体重40_50吨。其实恐龙也并非都那样大,也有小的。不过,那些小的被人们忽略了。一提到恐龙,人们就想到那些巨大的可怕的形象。
在中生代末期,恐龙和其他许多种“龙”都绝灭了,有人认为可能还有极个别的孑遗,但至今尚未找到。总之,在中生代末期,生物又来了一次大变革,而这也就成了划分中生代和新生代的一个重要依据。
出现在中生代晚期的强烈的地壳运动,可能是恐龙等绝灭的一个重要原因。这场规模很大的地壳运动,使地球上出现许多高山,气候变冷,植物随之也发生了很大的变化,原来有利于恐龙生存的环境改变了,而它们又没有应变能力,只好走上了绝灭的道路。近年来又有人提出,巨大的陨石撞击地球所产生的影响,可能才是实恐龙绝灭的主要原因,讲的也颇有道理。
不过中生代晚期发生的强烈的地壳运动,是确定无疑的,这轮运动对我国当时的大片土地影响很大,今天我国的地形大势,就是在那时打下的基础。
进入新生代,强烈的地壳运动继续发生,特别是在3,000多万年前,长期为水淹没、堆积有巨厚沉积物的现今喜马拉雅山一带,逐渐升起成为“世界屋脊”,这新一轮造山运动,被称为喜马拉雅运动,它在我国其他地区也有表现,一些地区升高成为高原山岳,一些地区又沉降成为平原洼地,造成地形起伏的巨大变化。
在爬行动物退位后,代之而起的是哺乳类动物,还有鸟类。一些四足有蹄、以吃植物为生的兽类繁殖起来,食肉类动物因有了食料也随之发展起来了;地球上的生物,渐渐演变成为今天的状况,人类登上地球这个舞台的条件成熟了,地球的历史也随之进入了一个崭新的时代。
地球在不停地转动,随着它的转动,时间在前进,几十亿年过去了,这才具备了适于人类发生和发展的条件。人类成为地球的主人,地球的历史开始了一个新纪元。
究竟人类是多少年前在地球上出现的,至今还说不出一个肯定的数字,但进入第四纪后,人类才开始发展起来,这是毫无疑问的。
早在3,000多万年前,地球上就已出现了一种高级的哺乳动物古猿。这些古猿本来在森林中生活,成天在树上攀援,但是由于环境变化,有一部分古猿下了地,而且学会直立行走,手脚分化,视野变得开阔,头脑也发达焉,终于能够制造工具和说话,进化成了人,这种转变现在一般都认为是在第四纪完成的。
第四纪时,几次出现了世界范围的气温降低,造成一些地区终年为冰雪所封冻,冰川掩盖的陆地面积,最大时曾达5,200万平方千米,比现在要大3倍多。
由于大量的水被冻结在冰川里,海洋里的水量减少,海面降低,今天不少被海水淹没的地方,当时都露出在海面上,亚洲美洲之间的白令海峡,曾是连接两大洲的“陆桥”。
气候变冷,生物的生存和发展受到影响,一些地区的森林减少直至消失;原来温暖潮湿的丛林变成了干冷的草原,在这个变化过程中,有些生物因不能适应环境的改变,所以绝灭了;也有些生物为了适应环境则改变了自己的形体和习性。一部分古猿下地生活,看来也是受到环境变化的影响。
人类的祖先为了得到赖以生存和发展的条件,经过难以想象的艰苦历程,终于克服了环境改变带来的困难,走出了一条从只能适应环境到自发改造环境的新路。
在云南省元谋,找到了150_180万年前的猿人化石,同时发现了少量石器和用火的痕迹。约在50万年前,生活在今天的击口店一带的猿人,更已能造出大批石器和骨器,留下了许多用火的遗迹。到几万年前,那时人的形象便和今天的人接近了。
除了人以外,任何其他生物对自然界的影响都是无目的的,只有人才使自己的行为成为有意识的活动。人的有目的的改造环境的作用将愈来愈显现出巨大的威力。
人类的时代同地球历史上的“朝代”相比,只能说是刚刚开始。人类在地球上出现的时间很短,人类具有现在这样强大的力量,为时更晚。
没有得到科学技术武装的人,在大自然面前是软弱无力的。而近代科学技术和大工业的兴起,不过200多年。如果把地球比做千岁老人,那么人仅仅是在不到半小时以前才获得了从知 识转化来的巨大力量。 科学技术的发展,使从前需要许多人花费很长时间才能做到的事情,现在只需要少许人花费较短时间就能完成。最初出现的蒸气机,顶得上几匹马干活,面现代的火箭发动机,则顶得上1,000亿匹马干活。
如果仅把人力作为一种自然力和其他自然力相比,那末人力是微小的。但是,只要人掌握科学技术便能驾驭自然力,并使之为人类造福。移山填海,上天入地,现在都已不是神话而是现实了。
三叶虫在地球上持续生存了3亿多年,人类地地球上生存的时间,还不及它的百分之一,实在是年轻得很;我们的地球,还有太阳,都仍处在活动力很强的时期,象现在这样运转、发光、发热,还可以保持好多亿年。因此,人类有充足的时间在这个舞台上大显身手,给地球的历史写下新的光辉的篇章,并进而到地球以外的空间或星球去开拓新世界。

Ⅳ 生命是怎么样形成的。起初的单细胞生物是怎么形成和出现的

生命何时、何处、特别是怎样起源的问题,是现代自然科学尚未完全解决的重大问题,是人们关注和争论的焦点。历史上对这个问题也存在着多种臆测和假说,并有很多争议。随着认识的不断深入和各种不同的证据的发现,人们对生命起源的问题有了更深入的研究,下面介绍几种着名的假说,以备教学时参考。

1.自然发生说

自然发生说是19世纪前广泛流行的理论,这种学说认为,生命是从无生命物质自然发生的。如,我国古代认为的“腐草化为萤”(即萤火虫是从腐草堆中产生的),腐肉生蛆等。在西方,亚里士多德(公元前384—公元前322)就是一个自然发生论者。有的人还通过“实验”证明,将谷粒、破旧衬衫塞入瓶中,静置于暗处,21天后就会产生老鼠,并且让他惊讶的是,这种“自然”发生的老鼠竟和常见的老鼠完全相同。

18世纪时,意大利生物学家斯巴兰让尼(1729—1799)发现,将肉汤置于烧瓶中加热,沸腾后让其冷却,如果将烧瓶开口放置,肉汤中很快就繁殖生长出许多微生物;但如果在瓶口加上一个棉塞,再进行同样的实验,肉汤中就没有微生物繁殖。斯巴兰让尼认为,肉汤中的小生物来自空气,而不是自然发生的。斯巴兰让尼的实验为科学家进一步否定“自然发生论”奠定了坚实的基础。

1860年,法国微生物学家巴斯德设计了一个简单但令人信服的实验,彻底否定了自然发生说(详见《义务教育课程标准实验教科书生物学八年级上册》)。

2.化学起源说

化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说。这一假说认为,地球上的生命是在地球温度逐步下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的。

化学起源说将生命的起源分为四个阶段。

第一个阶段,从无机小分子生成有机小分子的阶段,即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的,这一过程教材中已有叙述,这里不再重复。需要着重指出的是米勒的模拟实验。在这个实验中,一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋,其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”。米勒先给烧瓶加热,使水蒸汽在管中循环,接着他通过两个电极放电产生电火花,模拟原始天空的闪电,以激发密封装置中的不同气体发生化学反应,而球型空间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成液体,又流回底部的烧瓶,即模拟降雨的过程。经过一周持续不断的实验和循环之后。米勒分析其化学成分时发现,其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物,同时还形成了氰氢酸,而氰氢酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位。米勒的实验试图向人们证实,生命起源的第一步,从无机小分子物质形成有机小分子物质,在原始地球的条件下是完全可能实现的。

第二个阶段,从有机小分子物质生成生物大分子物质。这一过程是在原始海洋中发生的,即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质,经过长期积累,相互作用,在适当条件下(如黏土的吸附作用),通过缩合作用或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。

第三个阶段,从生物大分子物质组成多分子体系。这一过程是怎样形成的呢?前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说,他通过实验表明,将蛋白质、多肽、核酸和多糖等放在合适的溶液中,它们能自动地浓缩聚集为分散的球状小滴,这些小滴就是团聚体。奥巴林等人认为,团聚体可以表现出合成、分解、生长、生殖等生命现象(图7)。例如,团聚体具有类似于膜那样的边界,其内部的化学特征显着地区别于外部的溶液环境。团聚体能从外部溶液中吸入某些分子作为反应物,还能在酶的催化作用下发生特定的生化反应,反应的产物也能从团聚体中释放出去。另外,有的学者还提出了微球体和脂球体等其他的一些假说,以解释有机高分子物质形成多分子体系的过程。图7团聚体简单代谢示意图第四个阶段,有机多分子体系演变为原始生命。这一阶段是在原始的海洋中形成的,是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段。目前,人们还不能在实验室里验证这一过程。

3.宇生说

这一假说认为,地球上最早的生命或构成生命的有机物,来自于其他宇宙星球或星际尘埃。持这种假说的学者认为,某些微生物孢子可以附着在星际尘埃颗粒上而落入地球,从而使地球有了初始的生命。但我们知道,宇宙空间的物理条件,如紫外线等各种高能射线以及温度等条件对生命都是致命的,而且,即使有这些生命,在它们随着陨石穿越大气层到达地球的过程中,也会因温度太高而被杀死。因此,像微生物孢子这一水平的生命形态看来是不大可能从天外飞来的。但是,一些学者认为,一些构成生命的有机物完全有可能来自宇宙空间。1969年9月28日,科学家发现,坠落在澳大利亚麦启逊镇的一颗炭质陨石中就含有18种氨基酸,其中6种是构成生物的蛋白质分子所必须的。科学研究表明,一些有机分子如氨基酸、嘌呤、嘧啶等分子可以在星际尘埃的表面产生,这些有机分子可能由彗星或其陨石带到地球上,并在地球上演变为原始的生命。

4.热泉生态系统

生命的起源可能与热泉生态系统有关,这是20世纪70年代以来,部分学者提出的观点。20世纪70年代末,科学家在东太平洋的加拉帕戈斯群岛附近发现了几处深海热泉,在这些热泉里生活着众多的生物,包括管栖蠕虫、蛤类和细菌等兴旺发达的生物群落。这些生物群落生活在一个高温(热泉喷口附近的温度达到300 ℃以上)、高压、缺氧、偏酸和无光的环境中。首先是这些化能自养型细菌利用热泉喷出的硫化物(如H2S)所得到的能量去还原CO2而制造有机物,然后其他动物以这些细菌为食物而维持生活。迄今科学家已发现数十个这样的深海热泉生态系统,它们一般位于地球两个板块结合处形成的水下洋嵴附近。

热泉生态系统之所以与生命的起源相联系,主要基于以下的事实:

(1)现今所发现的古细菌,大多都生活在高温、缺氧、含硫和偏酸的环境中,这种环境与热泉喷口附近的环境极其相似;

(2)热泉喷口附近不仅温度非常高,而且又有大量的硫化物、CH4、H2和CO2等,与地球形成时的早期环境相似。

由此,部分学者认为,热泉喷口附近的环境不仅可以为生命的出现以及其后的生命延续提供所需的能量和物质,而且还可以避免地外物体撞击地球时所造成的有害影响,因此热泉生态系统是孕育生命的理想场所。但另一些学者认为,生命可能是从地球表面产生,随后就蔓延到深海热泉喷口周围。以后的撞击毁灭了地球表面所有的生命,只有隐藏在深海喷口附近的生物得以保存下来并繁衍后代。因此,这些喷口附近的生物虽然不是地球上最早出现的,但却是现存所有生物的共同祖先。

神秘的生命起源

从古至今,有很多说法来解释生命起源的问题。如西方的创世说,中国的盘古开天地说等。但直到十九世纪,伴随着达尔文《物种起源》一书的问世,生物科学发生了前所未有的大变革,同时也为人类揭示生命起源这一千古之谜带来了一丝曙光,这就是现代的化学进化论。生命起源的化学进化论首先在1953年首先得到了一位美国的学者米勒的证实,米勒描述的生命起源的事件应该是什么样子的呢?那就是在早期,地球上因为它含有大量的还原性的原始大气圈,比如说甲烷、氨气、水、氢气,还有原始的海洋,当早期地球上闪电作用把这些气体聚合成多种氨基酸,而这多种氨基酸,在常温常压下,它可能在局部浓缩,再进一步演化成蛋白质和其他的多糖类、以及高分子脂类,在一定的时候有可能孕发成生命,这就是米勒描述的生命进化的过程。

地球上的生命也许就产生在距今38亿年到40亿年之间,但是我们应该清醒的明白,我们距离揭开生命起源这一亘古之谜,还有一段遥远的科学历程。从无机物到有机物,到有机化合物到有机生命体的演化,同时还具有很多的偶然性,并不是有这种环境,有这种形成条件,它就能产生生命。有人曾经比喻说,这些无机物好像一个垃圾堆里面什么都有,塑料、塑料瓶子、铁,废弃金属、油,而生命,一个单细胞,就像一辆精美的奔驰车,在一阵台风过后,这些垃圾组装成了一个奔驰车。因此我们可以想象,这个生命起源的过程是非常非常地艰难。因此,也许我们在这个蓝色的星球,是生命的惟一的乐园,因此请保护我们的地球,珍惜地球上的生命,我们不能奢望地球上第二次的生命起源。

生命起源是一个亘古未解之谜,地球上的生命产生于何时何地?是怎样产生的?千百年来,人们在破解这一谜底之时,遇到了不少陷阱,同时也见到了前所未有的光明。在两千五百年前的春秋时代,老子在《道德经》里写到,道生一,一生二,二生三,三生万物。用现在的话说,就是地球上的生命是由少到多,慢慢演化而来。它们有一个共同的祖先,这个祖先就是一,而这个一是由天地而生,用今天的话说,可能就是由无机界所形成。

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。

在中世纪的西方,《圣经》上描绘的上帝,在七天之内造就万物之说,也是非常流行。今天看来,生命起源并不像这些古老传说,或神话描绘的那样,但表明了人类长期以来,对生命起源之谜倾注了极大地热情和关注。但生命起源应该是怎样发生的?科学又是怎样对这一千古之谜进行探索的?我们已经取得了哪些进展?还有哪些问题没有解决?

首先,生命起源之说,第一个谜是生命的时间,起源的时间问题。在中世纪的西方,人们对《圣经》的上帝造人的故事是深信不疑的,在1650年,一位爱尔兰大主教根据圣经上所描述的,计算出上帝创世的确切时间是公元前4004年,而另一位牧师甚至把创世时间更加精确地计算到公元前4004年10月23号上午九点钟。也就是说,生命起源距今的话,是六千年前,这当然不是真的,而真的是什么呢?真的就是用科学的回答,科学是怎么回答这个生命起源的时间呢?那就是说用化石,是保存在岩石中的化石来回答。我们知道,生物死亡后,它们的遗迹在适当的条件下,就保存在岩石之中,我们把它们称作化石。地质历史中形成的岩层,就像一部编年史书,地球生物的演化历史,就深深埋藏在这些岩石之中,年代越久远的生物化石,就保存在岩层的最底层。

迄今为止,我们发现了最古老的生物化石是来自澳大利亚西部,距今约三十五亿年前的岩石,这些化石类似于现在的蓝藻,它是一些原始的生命,是肉眼看不见的。它的大小只有几个微米,到几十个微米,因此我们可以说,生命起源它不晚于三十五亿年。同时我们知道地球的形成年龄大约在46亿年前,有这两个数据我们就可以看到生命起源的年龄,大致可以界定在46亿年到35亿年之间。今天,随着科学的发展,地质学家认为,在地球形成的早期,地球受到了大量的小行星和陨石的撞击,它是不适合生命的生存。与其说当时地球上有生命,还不如说它在毁灭生命,因此地球上生命起源的时间,它不早于40亿年。另外,在格陵兰的38.5亿年的岩石中发现了碳,这个碳的话,我们知道,碳分两种,一个无机碳,一个有机碳。另外,这个碳的话,它有重碳和轻碳之分,因此我们可以根据这个碳之中的轻碳和重碳之比,就来可以推测这些碳的来源。科学家根据碳的同位素分析,推测这些碳它是有机碳,是来源于生物体。也就是说,这样我们把生命起源的时间大大缩短了,也就是在距今40亿年到38亿年之间,自从地球上生命起源之后,一直到现在45亿年,就是生生不息的生命演化史。

好,首先我们现在已经有了生命起源的时间概念,是距今40亿年到38亿年之间。那生命是怎样起源的?它在什么地方起源的?这样我们不得不回顾一些有关生命起源的假说。

第一个是创世说,在《旧约全书》的第一章写到,上帝在七天之内创造了世间之万物,在中世纪的西方大家普遍接受这个观念,可以说一直到现在,这种观念还被很多人接受,当然这也不是真的。第二个呢,是自生论,比如说希腊人认为,昆虫生于土壤,春天万象更新,种子从泥土里萌发,昆虫从去年留下的卵壳中破壳而出。但这不是生命的起源,而是生命的延续,可以说这个自生论,现在已经被彻底抛弃了。与这个类似的说法,还有比如说埃及人认为生命来自于尼罗河,在中国古代也有腐草生萤之说。

第三个有关生命起源的假说,就是有生源论,这个在19世纪的西方也相当地流行,有生源论认为,生命是宇宙生来就固有的,你要问我生命从哪里来的,你首先给我回答一个问题,宇宙怎么起源的?物质怎么来的?你给我回答了物质是怎么来的,生命我就可以说是从哪儿来的,其实这是一个不可知论。在20世纪的后半叶,有生源论逐渐发展到现在的宇宙胚种论,直到现在,有许多科学家认为,生命必须的酶,像蛋白质,和遗传物质的形成,需要数亿年的时间,在地球早期并没有可以完成这些过程的充足时间段。因为它就两亿年,因此他们认为生命一定是以孢子或者其他生命的形式,从宇宙的某个地方来到了地球,这种观念也是有一定的依据的。

二十世纪四十年代以来,人类用天体物理的手段,在地球之外探测了近百种有机分子,像甲醛,氨基酸等等。其中两种天体可以与地球上的生命有关,它可能给地球带来生命或者有机分子,一个是彗星,一个是陨石。我们知道这两颗天体里边它含有大量的有机分子,比如我们把一些彗星称为脏雪球。它们不仅含有固态的水,还有氨基酸,铁类,乙醇、嘌呤、嘧啶等有机化合物,生命有可能在彗星上产生而带到地球上。或者在彗星和陨石撞击地球时,由这些有机分子经过一系列的合成而产生新的生命。当然这种胚种论也存在着不同的观念,它有两种致命的弱点,一个是生命是否能在宇宙中进行长期的迁移?还能不能够存活?我们知道天体之间的距离是以光年为计算的,天体之间交流可能需要成千上万年,从一个星球到了另外一个星球。那在这种真空里面,暴露在这种大量的宇宙射线之中,活的生命它是不是在千万年中还能够继续萌发呢?这是一个最大的问题,第二个从无机分子到有机化合物的过程,这种过程,比如说彗星上我们看到有机小分子形成,在地球上也能够形成,这是不用置疑的。

1859年,伴随着达尔文《物种起源》一书的问世,生物科学发生了前所未有的大变革,同时也为人类揭示生命起源这一千古之谜带来了一丝曙光,这就是现代的化学进化论。生命起源的化学进化论首先在1953年首先得到了一位美国的学者米勒的证实,既然你说地球早期温度都是比较高,又充满了很多还原性气体,还有水,那么我就把这些气体,把水放在一个瓶子里面,看看它是不能产生生命,或者产生有机化合物。米勒在1953年把氨气、氢气,还有水、一氧化碳放在一个密封的瓶子里面,在瓶子里面两头插上金属棒,完了通上电源,通过这个类似于闪电的作用,确实在几天之后产生了大量的氨基酸。那么就是说在地球上面,在闪电下,在常温下,也能成为无机分子,合成有机分子。我们知道,你氨基酸的话,是组成蛋白质的最重要的物质,可以说,组成生命起源最重要的物质。因此,米勒描述的生命起源的事件应该是什么样子的呢?那就是在早期,地球上因为它含有大量的还原性的原始大气圈,比如说甲烷、氨气、有水、有氢气,还有原始的海洋,当早期地球上闪电作用把这些气体聚合成多种氨基酸,而这多种氨基酸,在常温常压下,它可能在局部浓缩,再进一步演化成蛋白质,蛋白质和其他的多糖类,以及高分子脂类,在一定的时候有可能孕发成生命,这就是米勒描述的生命进化的过程。

但是这种温暖水池说,也遇到一些问题,其中有两个问题,第一个问题是现在地质学家认为,地球早期大气圈它并不是含有大量的还原性气体,它是含有大量的二氧化碳和氮气,比米勒的这个气体多一些惰性。在闪电的情况下,你并不能形成大量的氨基酸。第二个,温暖的水池在地球早期并不能长期形成,为什么呢?因为当时地球早期,刚才说过它有大量的陨石、流星,还加上地球本身的放射性,温度很高,你这个温暖水池一旦生命产生了,一个陨星过来,温度在瞬间之内可能达到上千度、甚至几千度,生命已经绝灭了,只能再来一次生命的起源。但是我们现在就这么想,现今的地球上是不是有温度比较高,还有还原性气体,还有生物存在呢?那么,有两件工作可以说具有划时代的意义,一个是1967年美国学者布莱克,在黄石公园的热泉中发现了大量嗜热生物,我们知道蛋白质一般的话超过六十度,就会凝固的,煮鸡蛋六十度七十度以上鸡蛋就熟了,但是生物,是不是在六十度以上还能够生活呢?在以前是不敢想的。

第二个就是1977年克里斯,他在太平洋底的热泉中,同样也发现了大量的嗜热微生物,这个温度它要更高,它可能达到二百到三网络。它压力呢,也有二百到三百个大气压,它的环境是什么样子呢?它确实有大量的还原气体,有硫化氢、有甲烷、有氢气、还有一氧化碳,这个环境确实非常类似于四十亿年前早期地球的环境,那么生命起源它是不是就在这个时候产生的呢?这是我们现在看到的情况,但是化石中有没有在火山喷口或者是热泉中发现的微生物呢?确实有,我们在这方面,我们在化石方面也取得了非常重要的进展,比如说在2000年,罗斯玛森,澳大利亚的一个科学家,他在澳大利亚距今大概32亿年左右的火山沉积里面发现了大量的保存完好的丝状体。这说明在32亿年前,生命在热泉的附近已经大量生存,那么这是现在最新的,最流行的,也可以说迄今为止最科学的有关生命起源的假说,就是生命起源于热泉,或者海底热泉,俗称“黑烟囱”的附近。

海底热泉和陆地上的热泉它们都有很多共同的特点。第一个它温度高。第二个它含有大量的还原性气体,除了二氧化碳以外,还有一氧化碳、氢气、氨气还有硫化氢。第三个特点就是它们都含有大量的生物,比如说蓝藻、光合细菌、硫细菌,特别是一类古细菌,在高温下异常地繁盛,它在超过一网络的时候大量繁盛,而离开了这样的环境,比如温度一降下来,它马上就进行休眠,而且并不能正常的生活,那么这些生物是不是就代表了最早的,最原始的,地球生命起源的时候,这种原始的生命形式呢?

第一个早期地球温度都很高,产生的最早生命形式,应该是一些能适应高温的生物,而热泉中,生物恰恰就是嗜热的微生物。第二个,热泉的环境与早期的地球环境有很多类似之处,比如说它有高温,还有大量的还原性气体、一氧化碳、氢气、氨气,还有硫化氢等等。第三个,在高温的热水环境的话,它是有利于小分子的有机化合物脱水,聚合成有机高分子,比如说现在我们用有机小分子氨基酸合成蛋白质的话,它就是在热水中,通过这个热聚合反应,脱水以后形成这样的高分子,特别是在这种热水口附近的话,形成了黄铁矿,俗称“愚人金”。它是由硫和铁组成的,在它的表面的话,它非常有利于高分子的合成,因为这个硫化铁表面是一个非常好的一个天然的催化剂。第四个有利的证据是热泉口向外层海水之间它有一个温度,和水化学鉴别的梯度,这个梯度的话,也是有利于各种化学的连续反映,我们知道热泉口它喷出来的时候,它的温度可能到达二网络到三网络,特别是在海底洋中脊附近,而海水的温度的话,这种海底的温度一般在0到4度,这样的话,从三网络,一直到四网络,它有一个温度梯度,这种温度梯度的话,对有机化合物合成的话,可以说存在一个连续的反映。第五个也是最重要的一点,就是现在热泉中的生物的话,它确实是生物演化速度的最根部的类型,也就是说它的基因是最古老的类型。

现代生物学家,他通过生物分子学的研究,他把热泉中的一些嗜热古细菌,跟现在的普通细菌进行了基因的对比,发现它们基因的相同点,不超过60%。那么就是说这些古细菌它们含有非常多的古老的基因,也就是说,它们很有可能就是生命起源时候的这种类型。应该说,生命起源我们研究生命起源它最好的证据,还是在地球上,40亿年到38亿年间的岩石和化石所包含的信息。但是,经过40亿年的变化,地球已经面目全非,现在的地球即使你有40亿年到38亿年的岩石,它也进入了大量的变种,信息也几乎全无。

因此我们把目光不要局限在只是在地球上,如果说生命是宇宙之中一个普遍的现象的话,除了地球之外的其他天体上,是否也有类似于地球早期的这样的环境呢?如果有的话,也许能为研究生命起源打开新的窗户,我们第一个目标是什么地方呢?不是火星是月球,现在地质学家认为,月球是40亿年前,一颗大的行星撞击地球,而从地球上迸发出去。形成了当今的月球,这个时间正好是40亿年,如果地球上有生命起源的话,我们在月球上看看,那不就是解决这个问题了吗。在中国的古代神话中有嫦娥奔月的这个说法,月球上有月桂、有月兔,还有浪漫的爱情故事,但是二十世纪六十年代到七十年代,随着前苏联和美国的宇航员登陆的成功,这个神话彻底破灭了,月球其实是一个没有生命,没有水,没有氧气,不适合生命生存的荒漠的星体。

那么我们第二个目标是什么呢?第二个目标是火星,因为火星也许在40亿年以前,有着跟地球类似的经历,火星的物质成分跟地球非常近似,它的轨道也跟地球非常近似,那么火星上是不是有生命呢?我们到火星上去干什么呢?我们寻找生命起源,要从哪几点入手呢?一般来说是三点,第一个在火星上寻找是不是有活的生命?如果有活的生命,那好了。那生命的话,可能真是在宇宙中起源的,或者地球上的生物也许来自火星,或者来自其他的彗星。第二个我们寻找液态水,因为我们知道,水是万物之源,水是生命之源。现在地球上我们所理解的生命形式是离不开水的,所以寻找液态水也是非常重要的一个指标。第三个寻找与生命有关的化合物,如果我们现在没有活的生物的话,过去有没有呢?过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这些岩石之中呢?所以我们到火星上寻找生命,抱着三个目的。

1957年美国的海盗号航天器发回到地球的信息时,火星上没有生命,没有液态水的存在,它是一个荒芜干渴的红色的星球。但是人类并没有气馁,20世纪90年代,美国宇航局加大了对火星的探测力度,通过火星探测者号、火星拓荒者号航天器和哈博望远镜得到的图片,和其他的有关天体物理的信息资料显示,火星上过去很可能有过液态水的存在。一些航天资料显示,火星上有类似于像我们发生大洪水山前的冲积扇的构造,还有水、河道、像地球上干涸的河床的河道,还有水侵蚀岩石的痕迹。另外还有非常特别的一点,在火星的两极,发现了类似于地球上冻土解冻的情况,这是我们的航天资料。

但是我们如果有仪器,带上仪器带上人,在火星上去进行探索,或者获得一块石头,进行分析一下,这些事情不是一目了然了吗?所以在1999年初,美国呢,发射了一个火星极地着陆器,它带着了精密的分析仪器,准备在火星的极地进行仔细地研究。但是非常不幸,在1999年底,本指望这些仪器能够得到有关火星上是否有水的直接的信息的话,但就在进入火星的大气层中,跟地球上失去了联系。

那么我们对火星的研究,那就束手无策了吗?现在至少在现阶段并不是,我们有来自火星上的陨石,非常幸运,在1984年,人们在南极的冰盖上面,发现了一颗陨石,这个陨石拿回来以后呢,对它进行它的元素和做气体化学分析,发现这个陨石呢,它的气体它的同位素,跟火星上非常类似。所以他们认为这个陨石是来自火星,这个陨石是在一万年前,掉在冰盖上,南极的冰盖上。

通过这个陨石的放射性同位素�

Ⅳ 生物是如何产生的,智慧是如何产生的

首先我个人认为否定教科书中雷电和水等产生生命的说法,生命是一种相当复杂的结构,就人类科学发展到现在连最简单的细胞都制造不出来更别提自然巧合创造生命,就像你在沙漠中捡到手表一定不会相信这是一个巧合,经过上亿年时间演化出来的,生命的产生仍是未解的,承认人类的无知并没有什么不妥,毕竟科学开始飞速发展不过几百年,单把这种漏洞百出的理论写进书中误导一代又一代的人是极不负责的,像这种带有偏见和无知色彩的东西教科书有很多,就是马哲讲不要用一元论和二元论的思想看世界,但却只承认唯物的绝对正确性,大力批判其他思想,而作为一个没有很强明辨的学生学习后很可能带着偏见一辈子,片面批判五行论,而中医恰恰就是基于五行论发展的,批判佛教唯心主义,让大多数人一辈子都很抵触佛学的智慧,关于生物智慧的问题,唯物主义讲只有人类拥有意识,其他动物的一切行为皆是本能行为,明显是闭门造车,关于动物的认识,人类还很肤浅,而马ke锶非生物学家就凭借想象得到这个结论显然没有说服力,我个人认为动物是有智慧的,只是相对于人智慧较低,养过猫狗的都能切身感受,关于达尔文的进化论,我个人认为之所以他的学说漏洞百出却仍有市场,是因为当时西方的环境是宗教统治社会,强调神创造了人,而达尔文的理论打破的这一观点,把人从宗教统治的牢笼解放出来,达尔文的进化论改成进化假说可能更合理一些,我个人觉得进化论只能是部分合理,进化只是相对进化,量变而非质变,原始人可能进化成现代人,但猿猴进化成人还有待考证,关于生命从有机物变成单细胞生物再变成各种生物只能是假说,得不到任何论证,单就DNA的双螺旋结构就已经够复杂的,我觉得人类认知是有边界的,有些东西是不可知的,存有敬畏心并没有错误,就想人创造智能机器人,如果不告诉他,他很难想明白自己是怎么来的,生物或许再更高级的生命看来可能就像我们创造游戏里的世界一样,像这种书中错误的观点有很多,对于带有偏见的思想一定要用怀疑的眼光去思考

Ⅵ 从海边买的咸水水母咋养,吃的浮游生物怎么得我们附近没有水族馆,没法买,

是什么水母买的地方应该会告诉你养殖方法 首先要有个够大的缸要有过滤 近海边就用新鲜海水了 是内陆路上时间长了4-5个小时还没换大缸可能已经开始退化了 加氧可以恢复一点 勾兑海水晶要注意看说明比例是多少

Ⅶ 怎样产生浮游生物

地球有了水(别问我水是怎么来的)
闪电产生了氨基酸;然后形成了单细胞生物
单细胞生物进化成了多细胞
多细胞产生了植物,又产生了动物

Ⅷ 产生生物的必要条件及生物起源

人类文明起源时代的5000年历史长河,可以说先后经历三次大的波澜,大体划分为三个历史阶段:文明起源三大物质前提奠基期——文明起源三大要素生成期——文明总体标志国家形成期。

“文明起源三段论”的观点,理论渊源是摩尔根的“野蛮时代三段论”,特别是恩格斯文明起源论中的“三次大分工理论”;在综合这两个思想源头基础上,我们认真汲取了20世纪世界考古学、中国考古学的最新成果,试图做出“文明起源过程三阶段”的理论创新。
摩尔根《古代社会》中的“野蛮时代三段论”,大体上相当于他所提出的“文明起源三段论”。他采用三分法,来看待整个人类历史,提出整个世界历史的三个阶段:蒙昧时代——野蛮时代——文明时代。
在这个“大三段论”中包括两个“小三段论”。比较低级的原始社会是蒙昧时代,又包括三个阶段:原始人类产生的初级阶段——开始学会人工取火的中级阶段——使用弓箭进行狩猎活动的高级阶段。这个时代,相当于人类历史早期阶段,通称旧石器时代,几乎占据了人类历史长河绝大部分,下限就是距今一万年前。
比较高级的原始社会是野蛮时代,距今一万年到五千年间,前后是大约五千年时间。这个时代也分为三个阶段,先后有五大创新:制陶术的发明导致野蛮时代初级阶段开始——野蛮时代中级阶段有三大发明,畜养动物、灌溉农业、房屋建筑——野蛮时代高级阶段以冶铁技术的发明创造为标志。
这里讲的野蛮时代三阶段,大体相当于文明起源三阶段。现代考古发现基本上肯定了摩尔根的基本思路,也提出了一系列需要重新思索的重大问题。一个特别重要的核心问题就是:
文明起源时代的历史起点究竟是什么?
由马克思奠基、恩格斯完成的《家庭、私有制和国家的起源》一书,在吸收、改进摩尔根等前人成果基础上,提出了“三次社会大分工理论”,相当于唯物史观的“文明起源三段论”。
在接近尾声并且富于总结性的最后一章《野蛮时代和文明时代》开头,恩格斯提出了自己探讨野蛮时代、文明起源的新思路与哲学理论上的新基础:“我们已经根据希腊人、罗马人和德意志人这三大实例,探讨了氏族制度的解体。最后,我们来研究一下那些在野蛮时代高级阶段已经破坏了氏族社会组织,而随着文明时代的到来又把它完全消灭的一般经济条件。在这里,马克思的《资本论》对我们来说是和摩尔根的着作同样必要的。”[1](P158)
在野蛮时代最初的低级阶段,“游牧部落从其余的野蛮人群中分离出来——这是第一次社会大分工”,“这就第一次使经常的交换成为可能”。
在野蛮时代转为发达的高级阶段,“发生了第二次大分工:手工业和农业分离了”,“随着生产分为农业和手工业这两大主要部门,便出现了直接以交换为目的生产,即商品生产;随之而来的是贸易,不仅有部落内部和部落边界的贸易,而且海外贸易也有了”[1](P160)。
在文明时代门槛上的第三次大分工,“文明时代巩固并加强了所有这些已经发生的各次分工,特别是通过加剧城市和乡村的对立(或者是像古代那样,城市在经济上统治乡村,或者是像中世纪那样,乡村在经济上统治城市)而使之巩固和加强,此处它又加上了一个第三次的、它所特有的、有决定意义的重要分工:它创造了一个不从事生产而只从事产品交换的阶级——商人。在此以前,阶级形成的一切萌芽,还都只是与生产相联系的;它们把从事生产的人分成了领导者和执行者,或者分成了规模较大的和较小的生产者。这里首次出现一个阶级,它根本不参与生产,但完全夺取了生产的领导权,并在经济上使生产者服从自己;它成了每两个生产者之间的不可缺少的中间人,并对他们双方都进行剥削。”[1](P163-166)
从摩尔根到马克思、恩格斯的文明起源论,甚至具体到“文明起源三阶段论”的基本思想,都包涵着至今仍有生机活力的闪光思想。但是,我们今天不能停留在他们的个别结论上面,我们要学习借鉴的首先是唯物史观的活的方法,循着他们开辟的道路继续前进,对于世界考古学、中国考古学的最新成果做出全新的理论概括,提出现代水平的“文明起源三阶段论”。

文明起源时代第一阶段——三大物质前提奠基期:农业起源革命——新石器革命——陶器革命。
“文明起源第一阶段的三大物质前提奠基期”,这是个新概念,综合了摩尔根“野蛮时代初级阶段论”,汲取了恩格斯“第一次社会大分工理论”的科学因素,又扬弃了个别过时结论,立足20世纪考古发现最新成果,力图作出理论上的综合创新。
20世纪考古发现充分肯定了从摩尔根到马克思、恩格斯探索文明起源论的奠基开创之功,在此前提下也提出了一系列新的问题,其中在文明起源历史起点问题上就提出了五点质疑:文明起源时代的最初起点究竟是制陶业还是农业?
农业最初起源是在西半球还是东半球的亚非欧大陆?
最早的农业是水作农业还是天然旱作农业?
东半球亚非欧大陆是畜牧业起源在先,还是农业起源在先?
第一次社会大分工的本质内容,究竟是从野蛮部落中分化出游牧部落,还是农业部落?
这五个问题不是机械罗列关系,其中最本质、最核心、最深层的一个问题是:文明起源时代的历史起点和逻辑起点究竟是什么,是制陶业、畜牧业,还是农业起源?
摩尔根“野蛮时代初级阶段起点论”,首先着重强调了制陶术发明的发端作用:“低级野蛮社会始于制陶术的发明。”不过,看来他自己当时也已意识到,这是一个值得探讨的重大问题:“我们以制陶术的发明或制陶业的流行作为划分蒙昧社会同野蛮社会的界线,这样做固然不免有武断之嫌,但从多方面考虑,最确当的分界标准大概还无过于此。蒙昧社会同野蛮社会这两种状态显然有别,这是久已公认的,不过,以前不曾提出过某种进步现象作为由前一种社会进入后一种社会的标志。”后来他仍感到理由不够充分,并一再做出解释:“对于人类文化顺序相承的诸阶段的起点,我们选择了陶器的使用作为其中的一个分界标志,其意义不像饲养动物、使用铁器和发明标音字母那么鲜明,因而对于这一抉择需要加以解释。人类必定先有村居生活,并且,简单的技术必定先已达到相当进步的水平,然后才会制造陶器。”[2](P11,10,12)那么,究竟是什么产业兴起,才造成了“村居生活”呢?这里离真理只差一步!
这里反映出一个深层重大的理论问题:对于文明起源时代起点的犹疑不决,偏重陶器技术,对于农业起源在文明起源物质前提中的决定意义认识不足,也没有注意到与农业起源直接相关的新石器革命。这个理论缺陷的产生,有一个理论根源,就是摩尔根在考察社会发展时有一个六项式:生存技术——政治——语言——家庭——居住方式——财产。其缺憾在于,他从比较表层的生存技术、生活资料出发,而没有更加深入注意到生活资料的生产实践、生产资料、劳动工具,妨碍了他把“农业起源——新石器革命”,提到野蛮时代——文明起源时代的出发点上去。
在这里,我们需要一方面坚持发展唯物史观的文明起源论基本方法,另一方面根据20世纪考古学的新实践,对于恩格斯的个别提法作出修正与发展。从“三次社会大分工”的角度,来探究国家起源、文明起源的深层经济根源,唯物史观的这条基本思路是完全正确的。然而,关于“第一次大分工”的提法却值得推敲:“游牧部落从其余的野蛮人群中分离出来——这是第一次社会大分工”。问题在于,为什么这里只提畜牧业,而不提农业呢?恩格斯下文中摆出了当时掌握的考古学事实:“园圃种植业大概是亚洲的低级阶段野蛮人所不知道的,但它在那里作为田野耕作的先驱而出现不迟于中级阶段。在图兰平原的气候条件下,漫长而严寒的冬季,没有饲料储备,游牧生活是不可能的;因此,牧草栽培和谷物种植,在这里就成了必要条件。黑海以北的草原,也是如此。但谷物一旦作为家畜饲料而种植,它很快也成了人类的食物。”[1](P160-161)然而,由于这样的表述,就产生出一个逻辑上的矛盾,当下面讲到第二次大分工是“手工业与农业分离”时,并没有农业起源在先的前提,没有明确回答农业何时分化出来的问题。
20世纪考古发现修正了这里的提法与判断,证实了北非与亚洲,包括西亚两河流域、东亚大陆的中国,同属于世界农业起源中心。在距今1万年前后的新石器时代早期,文明起源时代的历史起点上,农业起源是多元化、多中心的,最主要的农业起源中心是四个,四种主要粮食作物分别创造出来:
大麦、小麦——首先起源在西亚两河流域以北的新月形地带的山前台地上,而后首先传播在北非的古埃及;
稻米——首先起源在华南广西、长江中游、下游地区;
粟子——首先起源在华北平原与太行交界的山前台地上;
玉米——首先起源在中美洲。
西亚两河流域的考古发现还表明,在这个西方文明发源中心,是农业起源在先,陶器起源在后,在陶器于距今八九千年前起源的时代以前,还有一二千年的“无陶新石器时代”,或叫“前陶新石器时代”。
根据这些考古发现,尤其是农业考古学最新发现,我们有必要对“第一次大分工”的提法作出精确化,也对摩尔根提出的野蛮时代、文明起源理论,作出必要的修改与补充:
文明起源时代的历史起点和最初原点,是新石器时代起点上的第一次大分工,从根本上说首先是农业起源,再加上从农业起源派生出来的畜牧业起源、家畜起源,从原始的采集、渔猎经济中分化出来,人类定居、剩余劳动增加、其他文明质前提的确立、文明要素的萌生,全部建立在农业起源这个基点上。如果说整个文明大厦全都建立在剩余劳动这个物质基础之上的话,那么最初的剩余劳动,文明的第一块奠基石,必然首先产生在农业起源之中。这正是马克思唯物史观的必然逻辑,也是经过考古学发现证实的科学事实。柴尔德所谓“新石器革命”,本质上首先是农业起源革命。
农业起源必然有一个重要的历史伴生物,也就是文明起源的第二大物质前提——新石器技术革命。为了农业起源中刀耕火种、割穗收获、研磨加工的需要,距今一万年至八千年间逐渐创造出新石器农具群。新石器的本质特征,按照西方长期流传的传统说法,就是从打制石器走向磨制石器,更科学地说是走向切、钻、琢、磨四大工艺综合运用于农用石器的深加工,由此引出工具上的大革命,生产力上的大革命,也为文明起源过程事先铺垫下第二块物质技术的奠基石。
确立了“农业起源——新石器起源”在文明起源中应有的物质前提地位之后,陶器的发明创造也就有了应有的历史前提,又有了应有的历史地位。由于农业起源加上新石器,造成了生产力的大变革、大发展,由生产方式的变革必然引出生活方式的变革:谷物产量大大增加,贮存粮食的器皿需要增加了,必需有较多的粮食贮存,才能度过冬季,贮备灾荒,饲养牲畜;农业起源之后,定居生活开始了,对于各种容器的需要增加了;随着农业起源、新石器起源,人们劳动实践活动、社会交往活动范围都扩大了,与自然水源的距离也拉大了,如何用人工容器保持人工水源,成了人类生存发展的生命线;随着农业起源、畜牧起源、新石器起源过程的展开,人们迫切要求发展熟食,从石烹时代发展到陶烹时代,出现了陶釜、陶灶、陶鼎、陶锅等一系列陶制炊具群。
迄今为止,考古学、历史学,从西方到东方,大多数是把这个阶段排除在文明起源时代之外的,最多上溯到铜器、城市、文字起源。这里提出的新主张,是把“农业——新石器——陶器”这三大物质前提的奠定,作为文明起源时代第一阶段。

文明起源时代第二阶段——三大文明要素生成期:“铜器—城市—文字”的多元发生。
“文明起源三大要素发生期”这个新概念,综合了摩尔根“野蛮时代中级阶段论”与恩格斯“第二次大分工”这两个概念的合理内核,又综合了世界考古学、中国考古学最新成果,力争有所创新。
摩尔根《古代社会》已经提出了这样一种闪光思想,即把文明起源过程,区分为两个相互衔接而又相互区别的历史阶段——“文明要素发生时期”和“真正进入文明状态”。
关于文明要素有哪些的问题,摩尔根的回答看来是初步区分了两个层次:“基本要素”与“诸多要素”。应当声明的是,他本人并没有使用这样明确区分的两个不同概念,但从《古代社会》全书看来,却蕴涵着这种区分的基本思想。
第一章《人类文化的几个发展阶段》,趋向于从宏观世界历史高度,谈到野蛮时代文明起源过程中先后生成的五大要素:制陶术——动物驯养——农业种植业——房屋建筑——冶铁术。后来他还说:“文明的一切要素,包括文字在内。”
而第三章《人类发展速度的比例》,则接近于用追溯法,列举了野蛮时代三个阶段上文明起源过程中的诸多要素发生过程:野蛮社会初级阶段文明起源过程中的10个要素——中级阶段的20个要素——高级阶段的近20个要素。[2](P28,274,32,31)后来马克思晚年在做摩尔根《古代社会》一书摘要时,基本肯定了“文明要素”这个提法。在《古代社会》一书第二编第八章《希腊人的氏族》中,把私有财产制度作为推进文明起源的新要素:“财产已经成为逐渐改造希腊制度而为政治社会开辟途径的新要素,这个要素既是政治社会的基础,也是它的主要动力。完成这样一个根本的变革,不管从现代的眼光来看是多么简单明了,在当时却是一件艰巨的任务”[2](P218)。马克思在摘要中用自己的话概括了这段论述,并倾向于肯定文明“新要素”这个提法:“私有制是新的要素,经过延续了若干世纪的在氏族基础上建立国家的尝试以后,这种要素逐渐改造希腊的制度并为上述变化(即向政治社会或国家过渡)作好了准备。”[3](P164)
恩格斯《家庭、私有制和国家的起源》一书,没有专门论及文明要素问题,但在《雅典国家的产生》这一章中,也用了“新社会要素”这个提法;同时,他把国家称为“文明社会的概括”,与“文明起源要素”形成鲜明对照。
由此看来,把整个文明起源过程,除了前面的物质前提奠基期之外,还可进一步区分为“文明要素发生期”与“文明整体形成期”两个阶段,是有理论根据的,也有历史渊源。现代考古学的最新发现,也有助于证实这种区分。
这里需要进一步解决的问题是:究竟哪些属于文明起源过程中产生的诸多要素?哪些属于有全局意义的基本要素?
我们不妨仿照“化学元素周期表”那样,列出一系列前人探索的“文明起源要素表”。
摩尔根先后列出了近50个文明起源要素,在“文明起源诸多要素”的基础上,他当年看重突出的“六个基本要素”是:(1)陶器;(2)畜牧业;(3)农业种植业;(4)房屋建筑术;(5)冶铁术;(6)文字。
马克思的摘要、恩格斯《家庭、私有制和国家的起源》,对于摩尔根提及的文明起源诸多要素,特别是有重大意义的六个基本要素,大都作过肯定性概述。恩格斯在论及文明形成前夕的野蛮时代高级阶段时,特别突出了两大要素的关键作用:一是铁器;二是文字。他有一个十分简明的概括:“从铁矿石的冶炼开始,并由于文字的发明及其应用于文献记录而过渡到文明时代。”而在“文明起源诸多要素”这个层面上,他曾历数古希腊文明起源中的十来种要素:铁器、风箱、手磨、快轮制陶、榨油、酿酒、车轮、建筑术、城市、荷马史诗与全部神话。[1](P22,23)
20世纪世界着名的史前考古学家柴尔德,1936年用英文发表了影响颇广的《人类创造了自己》一书。他把人类文明起源的主要轨迹,总结归纳为距今一万年至五千年间,先后发生的三次大革命:新石器时代革命——城市革命——人类知识上的革命。柴尔德关于头二个革命的学术观点,多为世人关注,而关于后一个革命的论述,则较少为人论及,而对于我们清点“文明起源要素”的工作,却具有不可忽视的启迪作用。该书最后两章,认为构成文明形成重要因素的人类知识上的革命,主要要素是公元前5000年—前3000年间,即城市革命之前2000年间,有16项影响人类历史走向文明的重要发明创新:
(1)使用运河和沟渠的人工灌溉法;(2)犁耕;(3)牲畜动力;(4)帆船;(5)轮车;(6)果园种植;(7)发酵作用;(8)铜的冶炼与使用;(9)房屋建筑用砖;(10)拱门;(11)在陶器表层上釉;(12)印章;(13)太阳历;(14)文字;(15)记数法;(16)青铜。
而城市革命之后的2000年间,即公元前2600年—前600年间,他又补充了四项影响人类文明过程的四项重大发明创造:(1)十进位法;(2)经济实用的冶铁术;(3)字母文字;(4)城市供水系统。[4](P217)
面向21世纪世界考古与中国考古最新发现,对于前人探索足迹作出比较研究,并且努力做出理论创新,我们或许可以引出以下几个重要结论:
文明起源是一个长达五千年的漫长历史过程,除去头两三千年是“农业——新石器——陶器”这文明三大物质前提奠基期之外,还有两三千年时间,即距今7500年—5000年之间的两三千年历史长河;
这两三千年时间,是在物质基础初步奠定前提下,文明直接起源的历史过程;
文明直接起源过程之所以拉得这么长,是因为文明起源是诸多要素、多元发生,逐渐萌发、不断生成的复杂历史进程,而不是一下子或一次性的生成过程;
在文明起源过程中,在“物质奠基——文明形成”这两大阶段之间,专门分出一个“文明要素生成期”是完全必要的;
文明要素又有必要区分为两个层次;铜器是经济基础上首要文明要素;城市是社会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;其他方面还有层次稍低的诸多文明要素。

文明起源第三阶段——文明总体标志国家形成期。
文明是一个有机整体,而不是各种要素、各种片断的简单罗列、机械相加。
文明起源过程中,要素与总体、渐变与质变、起源与形成、诸多要素与文明整体的关系问题,是一个难度甚高的重大问题。
对于文明起源与形成的总体标志问题,从19世纪到20世纪,进行了持续不断的探索与争论,有以下四种学术观点特别值得注意:
第一,文字主要标志论。这个观点流行最为普遍,较有代表性的首推摩尔根1877年的《古代社会》一书,另外还有大体同时的泰勒的《原始文化》、《人类学:人类与文明研究导论》等论着。
第二,城市革命重要标志论。这种观点的主要代表者是20世纪英国着名考古学家柴尔德,1950年他专门发表了专题论文《城市革命》,论证了城市形成是文明降生的决定性标志,并列举了城市革命的十项标准。
第三,社会秩序主要标志论。美国着名历史学家爱德华·伯恩斯(Edward McnallBurns)等四人编写的《世界文明史》,该书提出城市是文明的表征,社会秩序是文明的内在本质规定:“探讨城市的起源实际上与探讨文明的起源是一样的。文明可定义为人类组织的这样一个阶段,其行政机构、社会机构和经济机构已发展到足以处理(不论如何不完善)一个复杂社会中与秩序、安全和效能有关的问题。”[5](P38)美国学者维尔·杜伦(Will Durant)在《东方的文明》一书开头,就从社会秩序角度对文明作出定义:“文明是社会秩序,它促进文化创造。文明包含四大要素:经济支持、政治组织、道德传统以及知识和艺术的追求。”[6](P3)
第四,国家主要标志论。这个观点是由马克思进行理论奠基,恩格斯1884年在《家庭、私有制和国家的起源》一书中明确提出的。马克思、恩格斯以三次社会大分工为文明起源主线,而最后的总体标志则是国家的形成。“国家是文明社会的概括”,这个提法是恩格斯1884年提出的,而基本思想都渊源于马克思1843年《黑格尔<法哲学>批判》手稿,1857年—1858年写成的《资本论》第一手稿。
下面我们对上述四种文明起源总体标志论做出比较研究,试比较它们的得失曲直。
文字不失为文明起源的重要表征,但由于文字形成是一个至少长达3000年的历史过程,作为文明形成标志,看似明确,实则难以准确把握。人们在常识中,倾向于这种认识,因而自然而然把文明史说成是“有文字记载的历史”,而把在此之前的历史称为“史前史”或“史前时期”。从摩尔根、泰勒,到马克思、恩格斯,都首肯过这种较为公认的说法。
然而细致推敲起来,象形文字产生在公元前4000年前后,字母文字产生在公元前1000年前后,二者相距二三千年,究竟把哪一个作为文明形成标志,却是不十分明确的。摩尔根写作《古代社会》那个时代,由于考古发现有限,这个界限分得不明确,因而常把二者相提并论,都作为文明时代形成首要标志,认为文明社会“这一阶段始于标音字母的使用和文献记载的出现”,并且申明“刻在石头上的象形文字可以视为与标音字母相等的标准”。恩格斯也采用了类似的说法。可是,现代考古发现已经把文字形成史的基本轮廓大体澄清了:
公元前4000年,甚至更早一些,东西方都有原始形态的象形文字起源;
公元前3500年—前1000年东西方古典文字逐步构成体系,初步走向成熟;
公元前1500年—前1000年,从腓尼基到古希腊,形成了字母文字,中国则走向部首文字。由此可见,抽象文字、字母文字的产生,是一个至少长达近3000年的历史进程,上溯到原始象形符号、刻画符号,更是长达7000年以上的漫长历史过程,把如此漫长的文字形成过程,作为文明形成的总体标志,今天看来很难说是优化选择。
20世纪中后期,对柴尔德的城市革命主要标志论,也有人提出质疑。质疑集中在两个方面:有人认为柴尔德的理论观点主要立足于两河流域,而古埃及在相当长时间里曾是灌区文明,在一定程度上曾是文明在先,城市在后;而还有人认为两河流域、古希腊、中美洲,则有一段历史,有文明起源,有文明个别要素,却未达到文明时代的整体要求。
“社会秩序主要标志论”,注意到社会关系的总体性是合理的,但社会秩序比较抽象,比较一般,没有找到一个明确标志社会秩序总体尺度。这个尺度,不是国家又是什么呢?
相比之下,唯物史观的“国家形成总体标志论”,更经得住考古实践的历史检验,更富有总体性与确定性,可以作为文明起源期的制高点和文明形成期的出发点。
国家形成也是一个更易于把握的具有确定性的历史过程,便于在考古学、历史学上精确把握。
文明起源过程,好比五千年初步建成人类文明大厦:
第一阶段,是距今一万年开始的头二三千年,文明大厦的物质奠基期;
第二阶段,是距今七八千年开始的二三千年,文明大厦的要素发生期;
第三阶段,是距今五千年前后的国家形成期,文明大厦的总体形成期。
中日考古最新发现,还提出了更新的问题:湖南道县玉蟾岩发现了近1.5万年前的人工栽培稻和陶片;江西万年仙人洞、广西桂林庙岩先后发现了近1.5万年前的陶片;日本也先后发现了1.5—1.2万年前的陶片。
中国与东亚文明起源时代的最初历史起点,有可能再向前上溯五千年,达到一万五千年前。这个中国特色的新问题,尚待从考古发现与理论概括两方面的统一中进一步探索。

Ⅸ 关于生物起源于海洋

在地球上所有生物中,人只是成千上万个物种中的一个,他们却进化得可以发明工具,随意杀戮着其他物种。随着文明的进步,人类的捕猎技巧越来越高超,却使得物种灭绝的速度越来越快。然而,相对于深海来说,人类却显得特别的无知。生态学家们认为,正是人类的"无知"挽救了深海生物的性命。

海洋是生命的诞生和孕育之地,生物的进化历程表明,地球上的生物起源于海洋。海洋不但占据了地球71%的表面积,而且提供了99%的生物可栖息的地方。海洋不但是海洋生物的庇护所,而且为人类文明的进步发挥着重要作用。海洋不但提供给人类食物,而且主宰着地球的气候变化和物质循环,是地球生态链中重要的一环。然而,人类却不珍惜海洋,从古至今就有不少人认为海洋的包容性很强,而把海洋作为垃圾场和"排污罐",靠近陆地的浅海海域已经被人类糟蹋得不成样子了。

目前,地球上发现了34个动物门,其中有33个动物门可以生活在海洋中,海洋中有13个门的动物可以移居陆地,只有15个动物门只能生活在海洋中。可见,海洋是保护生物多样性的好地方。地球大约是在46亿年前诞生的。在地球诞生后的40亿年时间里,地球上的生命,包括植物和动物,几乎没留下任何实质性的痕迹。然而,从距今6700万年起,生物的种类开始增多。在距今500万至1000万年的这段短短的时间里,却产生了生命的大爆发。科学家从发掘出来的化石推测,现今世界上所有的动物门都在这一时期同时出现,而且之后再没有产生新的门。这些新的动物门都是在海洋中产生的,科学家认为生命大爆发是与地球构造与气候的变化有直接关系,当时大陆的漂移导致了海洋的分割,气候的变化导致了各个气候带的产生,这些都为生物多样性的大爆发提供了条件。

从500万年前起,地球上的动物门不再增多,海洋中的生物种类却还在不断进化并逐步增多。然而,随着人类对海洋开发的脚步加快,海洋动物的数量和种类都开始减少。目前,除开发较晚的印度洋的生物种类还在增多外,其他大洋的海洋生物种类开始减少。破坏海洋生物多样性的主要因素有3个,一是对海洋生物的过度捕捞,二是海洋运输、资源开发和污染对海洋生物栖息地的破坏,三是人类对地球环境的破坏导致了全球气候变暖,从而影响了海洋生物的生存。

生态学家们认为,好在人类对深海还很无知,不然海洋物种的命运就该和陆地生物差不多了。人类的科技虽然相当发达,他们到深海的能力却很弱,甚至低于到月球的能力。人类到外太空可以制造抵抗失重的航天飞行器,可以给飞行器充入氧气供飞行员使用。然而,人类却没有办法对付大得吓人的深海压力。然而,不少深海生物却可以怡然自得地生活在这些高压区,让人类自愧不如。

在海洋里,每下潜10米深,水压就增加一个大气压,过高的水压会对人体造成生理影响,某些情况下超出人体的耐受范围,还会引起病理性损伤。而且人在水中不能像在大气中一样自由呼吸,水压、低温、黑暗、水流、涌浪、水下生物伤害,以及各种潜水疾病的威胁等不利因素,都不同程度地限制了人在水下行动的自由。因此,并不是任何人都可以背上潜水装备无止境地下潜到海底。目前世界上直接下潜到海中的最大深度纪录是501米。越往海洋深处就越黑暗,一般在海面700米以下就是黑暗一片了,此处难以找到植物了,然而,海洋深处还是有丰富的有机质,所以深海里还是有着形形色色的动物,不少动物为了适应深海环境而变得特别奇特。世界上深度超过6000米的海沟有30多处,其中的20多处位于太平洋洋底。目前,各种载人潜艇的下潜深度一般也不会超过1000米,只有无人探测车能达到6000米以下的深海里进行科学考察。

科学家们还会继续对深海作科学研究,以便提出一些合理的开发海洋的方案,并提出更好的保护海洋的建议。另一方面,生态学家却希望让人类继续保持这种对海洋的"无知"状态,不要去惊动维持地球长久可持续发展的海洋生态,他们希望看到海洋生物种类能够重新出现增长的趋势。

Ⅹ 水中含有肉眼不可见的微生物,但是有时候有的水中也可出现肉眼可见的游浮微生物,这是为什么

菌落是由许多真菌啊、细菌啊集结在一起形成的肉眼可见的种群或群落.所以,一般,单个的“微生物”是不可见的.

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