① 为什么生物会如此多种多样
为什么生物会如此多种多样
因为环境多种多样
说到基因,正是由于环境多样,生物为了适应不同环境,才会进化,改变基因,所以根本原因是环境多样性
② 为什么世界上有这么多物种
地球上的物种本来是很单一化的,物种不多。随着时间推移,因为世界各地的环境都有所改变,造成环境多样性,原来的物种为了生存,就必须适应它们各自赖以生存的环境,从而使物种向不同方向进化。这样就造成了物种的多样性。
从食物链的角度说:物种的多样性,使得各食物链组成食物网,有利于物种生存的稳定性。
③ 为什么世界上有各种动物呢
这要从生命的起源谈起,也就是人类的起源说起,一样一样的
生命--人类的起源
自古以来,人类起源的问题就一直困扰着人们。神话传说和宗教理论使人们一直认为是神造了人。随着科技的发展,人们不断认识和了解了更多的自然知识,达尔文的“进化论”逐渐被人们了解和接受,并已成为主流学说。但是,长期以来关于生命以及人的起源问题从未停止过争论。
下面摘录了几篇关于生命演化及生物多样性的文章,供大家参考。
丹麦科学家发现地球上最早的生命形式:丹麦哥本哈根地质博物馆米尼.罗森在格陵兰西部发现了37亿年前由浮游生物留下的痕迹。这一发现表明地球上最早的生命形式可能起源于37亿年以前,从而使生命的起源又向前推进了一步。
罗森研究了37亿年前岩石中碳的两种同位素,他们发现,远古岩石中两种碳的同位素的含量与现代岩石相似。这说明岩石里含有浮游生物排泄的废物和它本身的遗骸。《北京经济报》99.2.4
科学家分析格陵兰岩石发现 38.5亿年前地球上就有生命法新社洛杉矾11月4日电 在格陵兰发现的岩石表明,至少38.5亿年以前地球上就存在生命,这比以前人们认为的早4亿年。
l1月号《自然》杂志说,在格陵兰西南的阿基利亚岛发现的岩石在洛杉矾加利福尼亚大学进行了分析,结果证明了上述结论。
参加分析研究的科学家来自加利福尼亚大学圣迭戈斯克里普斯海洋学院、洛杉矶加利福尼亚大学地球和太空系、国立澳大利亚大学和英国牛津布鲁克斯大学.
斯克里普斯海洋学院的斯蒂芬?莫伊日什说:“我们的证据雄辩地证明,至少在38.5亿年以前地球上就存在生命,而这还不是最后的结论.我们很可能发现生命存在的时间还要早。”
岩石中的碳化物在洛杉矾加利福尼亚大学用离子微探针进行了分析,这种仪器使科学家能知道样品确切的成份。
莫伊日什说.发现的生命的形式也许是一种简单的微组织,但是,由于高温和压力的破坏,它实际的形状和性质不能确定。
在此以前有关生命存在的证据是洛杉矾加利福尼亚大学的古生物学家威廉?舍普夫提供的,那种像细菌一样的化石表明在34.6亿年前地球上存在生物。参考消息 96.11.9
地球生命可能来自外星瑞典的科学家前天公布,宇航员从地球带到火星去的两种细菌,在回到地球后仍然生存,这意味火星生命可以来到地球。
斯德哥尔摩皇家科技研究中心的米列伊科夫斯基及其他科学家在美国亚特兰大的一个会议上解释,由于这两种顽强的细菌能抵受高速、辐射及高温,因此经历“全程”后仍能生存。
一些科学家还表示,由于火星先于地球冷却,可能会比地球早一步形成生命。如果火星上真有微生物,当火星受到冲击后,依附在脱落的火星表层上的微生物,便能避开火星的引力,运行到地球或其他行星上。如果微生物能抵受太空上的辐射,便有可能安全降落地球上繁衍发展。
寒武纪生命大爆发之谜
中国新闻社昆明4月17日消息:最近,根据在贵州瓮安发现的数以万计的动物胚胎和成体化石,我国科学家提出:寒武纪生命大爆发前四千万年——5. 8亿年前动物就已分化,出现了许多“长不大的动物”,从而初步破解了长期困惑世界古生物界的寒武纪生命大爆发之谜。
专家指出,这一发现使包括人类在内的动物起源和动物多样性历史前推到5.8亿年前,当时的瓮安动物群犹如寒武纪大爆发的一支序曲,奏响了动物多样性之歌。
距今5.4到5.3亿年的寒武纪,由于许多动物爆发式地出现,地球骤然热闹起来,这就是寒武纪大爆发。寒武纪前的动物化石则少之又少。由于化石记录缺乏,生命大爆发的原因至今是个谜。大爆发前的世界是什么样?当时究竟发生了什么……一系列疑惑牵动着无数古生物学家的心。
据新华社报道,1998年,中国科学院南京地质古生物所陈均远研究员等人在贵州瓮安发现了5. 8亿年前、迄今已知最早的多细胞海绵及其胚胎化石,震惊了世界。
除海绵化石外,科学家还首次发现大量两胚层动物胚胎化石。两侧对称是生命进化史上的一次跳跃。从原始的辐射对称到两侧对称,动物才有头尾和神经,也因此向复杂化方向发展,才可能演化出人等高级动物。这些瓮安两侧对称动物,成为迄今世界最早的两侧对称动物。(完)
温泉里喷出了生命吗地球上的生命是怎样开始的?它是一下子从洋流中波浪起伏的浅潮中产生的还是由沸腾的深海火山喷泉带来的?这个大问题一直使科学家们困惑不解。
最近,在一艘名为“朱的斯的抉择”的钻探船上进行考察的来自9个国家的25位科学家已经偶然发现了能够揭开这一大谜团的重要线索。这次活动对加拿大温哥华岛以西240公里处的海底进行了探测,他们在海底通过钻探取出岩心,对矿物和生物资源的贮藏进行了分析。但这次钻探重新碰开了地下热液的裂口。高达290摄氏度的热水一下于就从里面喷了出来。
海底的天然温泉引赵了科学家们的兴趣,因为通过这个渠道可以研究在新的洋底表面层发现的铁、铜、锌、锰等金属矿藏的形成。更为重要的是,这些矿藏似乎与地质构造的形成甚至可能与生命本身的起源有关。在地质构造形成的过程中,大陆扳块在极长的时期内漂移碰撞。
这些板块的运动使地壳产生了裂缝。如果这些裂缝出现在海底,海水就会渗透进去。当海水遇到炙热的火山岩石后,它会变得非常热、然后再携带—些矿物质通过热液口返回到海洋中。经过亿万年的地质构造和沉积的过程,这些矿藏最终被理在了下面。
如果是这样的话,新发现的裂口就可以为揭开那一古老的谜团提供一些线索。由于热液存在的时间有限,那么生物有机体如何能有足够的时间在这种热量中进行演变呢?如果没有足够的时间,它们会从一个裂口换到另一个裂口吗?
华盛顿大学的微生物学家梅拉妮?萨米特认为,温哥华的那些裂口可能会提供一些答案。她说:“我们现在可以从头开始,看看这些地方是如何被生物占领的,这是第一次能有机会观察—个新的热液裂口和在这种环境下迅速生长的动物群落是如何随着时间发展变化的。”
一些科学小组将利用一部水下机器人对裂口处的地质、化学和生物情况进行研究,他们还在附近安装了一些设备对温度和压力的变化进行监测。这些数据将存在水下计算机里,等几年之后进行下一次探索时再把它打开。 《中国海洋报》97.1.1O文/英杉
为什么地球上的生物只有两性英国科学家认为,地球上的生物之所以只有雄雌两性,是因为大约20亿年前我们的祖先曾经遭受到细菌的感染。
地球上存在无数种生命形式,为什么多数物种只有雄雌两性?多少年来,这个问题一直困扰着世界各地的科学家。
蘑菇育多达36OOO种性别,—种被称做粘菌的奇异生物大约有13种性别,但是这些生物只是地球生物分为雄雌两性这个几乎普遍适用的规律罕见的例外。这种现象提出了一个进化方面的神秘的问题,如果地球生物有10O种性别,并且可以与其中任何一种物种交配,那么地球生物在其周围的环境中找到伴侣的几率将达到99%。
如果说看起来生物只有两性使物种的生存变得困难而不是更容易的话,那么为什么地球上的生物只有两性呢?赫斯特认为,这完全要归因于地球生物是如何通过遗传获得—组特定的,被称为线粒体的基因。
与细胞核或细胞中心部分携带的基因(不同,线粒体脱氧核糖核酸(DNA)可以迅速进行自我复制。
看起来以前好像有过某种细菌,线粒体就源于这些细菌。线粒体进行自由复制的能力是它们的细菌祖先遗留下来的。
因为线粒体DNA可以快速复制,如果99%的地球生物可以与任何同种生物交配的话,线粒体出现的任何突变都可能迅速扩散开来。如果这种突变是有害的,那么突变引起的后果可能是灾难性的。对于地球上其他的物种来说。寻找一个配偶可能有些困难,但是从进化的角度来说,这种生殖也有益处,可以减少突变。《大众科技报》2OOO.2.17文/方留民
在南极冰湖底寻找生命英国、美国和俄罗斯等国正准备对南极洲最大的冰下湖泊—— “东湖”进行联合探测。科学家计划用两年时间凿透“东湖”表面原达4000米的冰层,以研究冰封数百万年的湖水中是否有不为人知的生命形式存在。
据报道,探测“东湖”所用的冰层钻探机由美国航空航天局研制,类似的装置将来很可能用于在木星卫星上寻找生命。
科学家们已经在木卫二上发现下厚厚的冰层,并猜测冰层下可能有生命存在,美国航空航天局表示,“东湖”探测计划提供了一次很好的测试未来木卫二冰层钻探考察设备的机会。
参与该项目的科学家表示,“东湖”湖水中很可能存在活的低级牛命形式。目前,考察小组在覆盖“东湖”表面的巨大冰层上进行了几十米的试钻探,结果发现了一些未曾见过的微生物。科学家们指出,“东湖”湖底是地球上最为封闭的水生环境,形成时间至少在200万年之前,其中可能存存的原始生命形式与地球上其他生命的演化是完全割裂的,这将为研究地球生命的起源提供新线索。
另外,如果能够在“东湖”中找到生物,就证明了生命可能在完全新闭的环境中历经数百万年而不灭,这也将成为科学家们判断木卫二等其他星球的冰层下是否可能有生命存在的重要依据. 《中国科协报》98.4.26
进化论不值得相信吕应钟教授我在 1977 年 12 就发表过〈为何要相信进化论?〉一文,坚决相信进化论是错的。廿多年来仍然如此观点,在我出版的《宇宙科学与生命哲学》一书中,也对达尔文的进化论提出极科学的批判。
1998 年 6 月 6 日《民生报》编译赖慧芸报导法国生物学家雷米夏文最近发表了〈达尔文主义:一个神话的破灭〉,提出达尔文的进化论发表已经 100 多年了,科学家非但无法继续发扬这个理论,还开始怀疑这个理论的真实性。让我这位长久以来反对进化论的人大为振奋。夏文说〈创世纪〉理论告诉我们,一切都是上帝所造的,但是上帝从此不再创造,我们也无从得知这个理论是否正确,达尔文理论最大的功劳是启动了科学对生命起源的研究,一百多年来,我们对生命、对世界有了更深的了解,却无法证实达尔文理论的真伪。
譬如生活在深海中的章鱼和乌贼。其生活环境中一片漆黑,这里大部份的鱼类也都盲目,却生活得很自如;但是章鱼和乌贼的眼部构造,为何又和人类的眼睛雷同?启人疑窦的是,在漆黑的环境里,拥有一双亮眼有什么作用?而且生活环境相同,为什么会产生两种完全不同的适应法呢?可见为了顺应环境所强调的“适者生存”理论,并不一定成立。
又如寄生在羊肝中的肝吸虫,母虫每次产 1500 万个卵左右,卵会随着粪便排出,这时必须有一种蜗牛爬过,卵附着上蜗牛,经由蜗牛移生于植物上,再由羊只吃下植物,回到羊肝中繁殖。在此过程中,1500 万个卵大约有十多个卵能存活,这种繁殖过程简直太荒谬,早该在物竞天择中被淘汰,但是肝吸虫几百万年来.都是用相同的方法繁殖。
生活在澳洲树上的树獭,行动非常缓慢,排泄时必须爬到地上来,这个举动非常可笑,虽然它在土地上的排泄有助于增加树木的养份,但是由于它行动缓慢,地面上的捕食者很容易得逞。为了排泄,冒生命危险,也太不合理了。还有很多动、植物的繁殖、生存过程,很类似这样不合理的情况,按照物竞天择的说法,早就灭迹了,但是它们比人类在世间的时间还久远,而且许多动、植物的结构在百万年间都没有重大改变。“物竞天择,适者生存”的原则,就如同上帝造物一样,也只是一个我们无法证明的神话。
此外,依据达尔文的演化理论,生物由简单演化到复杂的过程中,中间应还有许多阶段,但是根据化石的研究,这一演变过程的脉络至今仍无法建立起来。现在有很多的物理学家、生物学家开始认为,宇宙有一个目的、有一个方向。他并没有提出上帝的说法,他说的是电脑中使用的“程式”,一个简单的程式,常会有出人意料的发展。尤其是当电脑有了内部的逻辑之后,常会出现设计人意想之外的反应,我们的世界可能也早已有这样的“程式”。
我相信到下个世纪,就会证明进化论的谬误的,不过目前我说此话,会有不少自认为科学的学界人士会反对我,但我要说“时间会证明我是对的”!
生命科学新发现地球诞生时己有生命 澳大利亚科学家发现了地球在27亿年前已有原始生命形式的证据,研究人员说,他们这次研究所发现的分子化石,是被保存下来的世界上最早的生物分子。这一发现把生命证据前推到地球刚诞生之时。
世界上最早的花 南京地质古生物研究所研究员孙革等中国科学家最近在辽宁北票地区发现1.45亿年前的被子植物--辽宁古果,它被认为是迄今为止有确切证据的世界上最早的花。被子植物是植物界最繁盛的类群,人类吃的米麦,穿的棉麻,赏的梅兰都属此类。
植物有共同祖先 12国科学家组成的国际联合科研小组研究认为,所有陆生植物的共同祖先是4.5亿年前在淡水中的一种针尖大小的原始植物,正是这种植物的进化和演变才有了如今地球上约50万种的绿色植物。研究还指出,蘑菇从植物演化角度看与其是植物,还不如说更接近动物。
疲劳是一种病毒 莫斯科儿科医学研究所生物学博士瓦莲京娜?瓦西里耶夫娜通过长期研究发现,人体疲劳综合症是一种类似信息病毒所导致的疾病,这种病毒载有破坏人体组织的负面信息,对人体具有侵略性,能破坏体内的化学反应,损害细胞壁。
好胆固醇基因 经过40年的研究,科学家终于发现了控制人体里“好胆固醇”即高密度胆固醇的基因ABC1。没有“好胆固醇”,攻击人体心脏和阻塞血管的“胆固醇”及其他脂肪的含量就会无限制地增加。这一发现有助于科学家找到治疗一些最常见心脏病的方法。
四种人类新基因 东方肝胆外科医院王红阳等人在国际上首次克隆鉴定了四种人类新基因PCP—1、DBP —1、SIRP家族和FL6,还初步阐明了部分基因特性、信号传导途径及基本生物学功能,确定了上述基因与肿瘤、特别是肝癌的相关性。(摘自《上海科技报》)
科学家在深海发现第三类生物
(这种原始生物可能是早期生命形式)[美联社华盛顿8月23日电] 解开了生活在洋底近沸点水中的微生物密码的科学家说, 这种微生物是生物第三大分支的一员——这类生物包括生活在其它任何生物都无法生存的地方的微生物。在今天出版的《科学》杂志上发表的一篇研究报告中,一批研究人员说, 他们解开了一种被称之为扬氏甲烷球菌(Methanococcus Jannaschii)的微生物的1700 个基因密码,并确定,它是被称之为原始生物类的一员。
基因组研究所的J.克雷格.文特尔说, “这是一种与我们知道的生物非常不同的生物形式。这种微生物中三分之二的基因是科学和生物界所不熟悉的。 ”文特尔是撰写这份报告的高级科学家。他说,报告表明, 这种微生物是同生命的其它两个基本分支——细菌和包括植物、动物和人类在内的真核细胞类——不同的一类中的一员。
细胞结构是这些生物形式之间的主要区别。真核细胞类的细胞有核结构,而细菌没有。
文特而说,原始生物有另外两种生命形式的某些特征, 但是它在功能和生活方式上有根本的区别。
作为生命第三分支而存在的原始生物,首先是设在厄巴纳的伊利诺伊大学的卡尔. 沃伊斯和拉尔夫.S.沃尔夫于1977年提出的。
他们的结论受到了人们的怀疑,只是到最近随着人们在任何一类生命都无法生存的地方发现了越来越多的奇异的新生命的形式,他们的结论才为人们所接受。
有些科学家曾认为,这种原始生物可能是生命最早的形式,他们还说,它可能是其它星球最可能存在的生命形式。文特尔说,它在进化树上的确切位置现在仍无法肯定。
扬氏产甲烷球菌生活在太平洋底2623 米水深的一座火山口的边沿上, 它要求的温度为85摄氏度——稍底于沸点。而且要求的压力必须是每平方厘米260公斤。
这种微生物和大多数细菌及全部植物、动物和人类不同,它的生活不受阳光直接或间接的影响,而且不以有机碳作为食物源。这种微生物靠火山口排放出的二氧化碳、氮和氢为生,释放甲烷(天然气)。
为了研究这种微生物,沃伊斯和他在伊利偌伊大学的同事建造了一个钢瓮, 给这种微生物保持高压和高温,并把具有爆炸性的甲烷排放掉。
文特尔说,“单单是使这种微生物在实验室中活着就是相当大的难题。”伊利偌尔大学的研究人员从这些微生物中抽取了脱氧核糖核酸(DNA), 接着文特尔小组解开了1700个基因结构的密码。约翰斯.霍普金斯大学的研究人员也参加了这些研究工作。
约有五百种原始生物现在已被确认,文特尔说,另外还可能有一百万种。 这种生命形式被认为在地球上产生大约30%的生物量,其中大部分在南极。(参考消息96.8.28)
地下3000米处有活细菌美科学家新发现 新华社今日上午专电美国田纳西州橡树岭国家实验室的科学家在弗吉尼亚州和科罗拉州地下3000多米深处发现活的细菌,这些活的细菌被命名为“地狱杆菌”。
据美科研人员提供的消息,这些活的生物体是在90摄氏度高温、巨大的压力和缺氧的条件下得以生存的.它们以铁为食,生命活动的废物是极微小的磁体。它们大约是从恐龙灭绝时就生活在地球深处,几乎从未繁殖和未遇到其他任何生命形式,其生命过程非常缓慢。
新的活的生物体的发现将在更大的程度上吸引美国航空航天局的科学家寻找地外文明,这是因为:既然在地下3000米深处的极端条件下有生物存在,那么在火星、木星、土星等星球上的极端条件下也就不排除有某种生命形式存在的可能。 (摘自杨子晚报97.9.8)
科学家发现世界上最耐热的蠕虫新华社伦敦2月8日电科学家在太平洋底最新发现的一种庞培虫,终日生活在温度高达80摄氏度的环境中而无恙。它因此成为迄今发现的蠕虫中新的耐热“冠军”。
美国特拉华大学的卡里博士在最新一期《自然》杂志上介绍说,庞培虫通常长6、7厘米,生活在与洋底泉口相连的管形通道中。这些泉口受海底火山影响一直处于高温状态。
卡里及其同事们乘坐潜水装置深入洋底,将温度计放人庞培虫居住的通道进行了测量。结果表明,庞培虫身体所处的管形通道内温度为80摄氏度,而其头部伸出通道之外,其周围温度为20摄氏度。
研究人员对庞培虫何以能承受如此高温而感到迷惑不解。他们发现,庞培虫身体被一种活的细菌包围,他们猜测这种细菌可能发挥了某种隔热作用。细菌中存在很多耐热品种,一些细菌可忍受 l13镊氏度的高温。 淮阴日报 98.2.10
发现地层深处生命现象湖北省留美学者刘实博士在黑暗、幽深的地底下,是否存在着生命现象?湖北省留美学者刘文博士刚刚取得的一项新发现,对这个科学问题作出了肯定回答。他与研究小组的伙伴们通过一系列科学实验,从来自地层深处几千米的岩石样本中发现了一种不为人知的“嗜高温铁还原菌”。刘实认为,这种细菌可能在地球生命起源初期就巳出现。
美国专家认为刘的这一发现将为人类探测火星生命现象提供帮助。
(摘自3月3O口《湖北日报》)
科学家解释深海底部细菌生存之谜按传统的论断,深海底部热泉中不大可能存在生命现象,但近十几年科学家却在那里发现了大量微生物。英国和挪威科学家最近作出解释,认为它们是靠死亡的海洋生物生存的。
英国布里斯托尔大学和挪威卑尔根大学的科学家组成的国际研究小组在英国《自然》杂志上发表报告说,他们发现海洋生物死亡后会沉向海底,在海底形成富含有机物的沉积物,这些有机物会分解形成乙酸盐,而乙酸盐能为微生物提供碳等必要元素,以供细菌维持生存。
科学家解释说,生物生存需要形成生命的物质和维持其生存的能量。对于深海微生物来说,其物质基础是由死亡的海洋生物残骸提供的,其能量来源则是热泉等提供的热量和蕴含在海洋生物残骸中的能量。研究人员说.这种生存形式与通常的生命现象迥异,生命现象远比人们原先想象的顽强,生存方式也丰富得多,因而他们推测火星等星球上的环境可能会产生命命现象。
淮海日报 97.8.10
美科学家发现新的海底生物美国科学家最近在墨西哥湾发现一种寄生在海底固体天然气上的海洋蠕虫类生物。据认为,这一发现对研究如何开发海底天然气资源很有帮助。
来自宾夕法尼亚州立大学的海洋生物学家查理斯.菲舍尔等4人7月份驾驶潜艇对墨西哥湾海底进行探测,他们在离新奥尔良南150海里、600米深的海底处发现了这种生物。由于这种生物寄生在冻结的天然气积冰丘上,他们称之为“冰虫”。“冰虫”呈扁平状,粉红色,长2.5厘米到5厘米,身体两边有12条长1毫米左右的腿,腿上长满了细须。
天然气积冰丘表面与冰差不多,是由水和天然气在海底高压和低温的环境下形成的透明固体,主要由甲烷组成。这种透明固体易燃、易爆、毒性很大。科学家们旱就认为积冰丘上可能有人类尚未发现的微生物,但并没有想到,这种剧毒的环境中竟然还生存着“冰虫”这种动物。
“冰虫”的发现对于研究海底水合物的形成和开发利用将产生一定影响。《中国专利报》97.9.15
地球上新发现的生命1980年,探险科学家在大海深处的热泉喷口发现了大量的微生物,其显着的特点是:依靠洋底裂隙中不断上升的热液携带的化学能维持生命。以后,发现这些微生物的分布还较为广泛。因此,科学家把它们定为地球上的第三大生命域。
人们又惊异地发现,离陆地的数百米至千米深处也存在着生命,且数量巨大,从而构成了地球上的第四天生命域。1992年,瑞典在寻找深部油气时,于3900一4200米地下深处的流体样品中,发现并培养出好几种厌氧、喜温的发酵型细菌。之后,又在世界不同地区的许多地方都证实了地下深部微生物的存在。
专家们证实,这些微生物具有丰富多样和新陈代谢的特征,其中有些是无法在地表培养出来的。这类生命的一个重要特点,就是生活在高温高压环境下,据实际观测,其最高温度高达110C,它们厌氧,不依赖于太阳光和地表能源,而主要靠深部流体携带的化学能生活。
美国一些宇宙学专家认为,此种生命形态可能在宇宙中许多星体中都存在,而地球上的这些中命形态只不过是整个生命形态的一个分支。因此,人们可以想象在其它星球中寻找 “外星生命”是完全可以成为现实的。 《湖北科技报》99.1.1文/侯俭
④ 为什么地球上有多种多样的生物
这是随着世界环境的不断改变,导致原有的物种不断变异进化,从而适应环境,维持生存,地球是一个庞大的生态系统,生物的多样性不是由于某一单一原因造成的,而是众多因素共同作用的结果。
就像达尔文进化论指出的:物竞天择,适者生存,也就是说,物种间的竞争是自然选择的因素,适合环境的物种才能生存。
⑤ 为什么生物会如此多种多样
生物的进化。 是生物不断改造环境,同时也为了不断适应环境的结果。其中的各种突变因素。如,灾难。都是进化必须的过程之一 在生物的长期演化过程中,遗传物质的改变(或突变)是产生遗传多样性的根本原因。遗传物质的突变主要有两种类型,即染色体数目和结构的变化以及基因位点内部核苷酸的变化。前者称为染色体的畸变,后者称为基因突变(或点突变)。此外,基因重组也可以导致生物产生遗传变异。 从原有的物种中形成一个新的物种,称为物种形成。对于新的物种形成的机制有不同的假说,但基因突变、自然选择是两个基本的过程。在物种形成过程中,地理隔离和生殖隔离起了十分关键的作用
⑥ 为什么地球上会有这么多的生物
神秘的生命起源
在 们居住的这个美丽的浅蓝色星球上,繁衍生息着十几万种微生物,30多万种植物和100多万种动物,那么人们不禁要问,如此丰富多样的生物最初是从哪里来的呢?
科学家研究发现,今天 们地球上的生物,无论大小,都是由细胞组成的,细胞里与生命活动有关的主要是一些结构复杂的生物分子,这些生物分子是怎样起源的呢?故事得从地球的诞生讲起。
那是在大约50亿年前,宇宙中一团弥漫的缓缓转动的气体尘埃云形成了原始太阳系。到了47亿年前,原始太阳系里一些气体尘埃云又凝聚形成了最初的地球。刚刚诞生的地球十分寒冷、荒凉,没有结构复杂的物质,当然也不会有生命。生命是随着原始大气的诞生开始孕育的。
在早期太阳系里,一些处于原始状态的天体频繁和幼小的地球相撞,这一方面增大了地球体积,另一方面运动的能量转化为热能贮存在了地球内部。撞击不断地发生,地球内部蓄积了大量热能。地球的平均温度高达摄氏几千度,内部的金属和矿物变成了融融的炽热岩浆。岩浆在地球内部剧烈运动着,不时冲出地球表面形成火山爆发。在原始地球上,火山爆发十分频繁。随着火山爆发,地球内 部一些气体被源源不断地释放出来,形成了原始大气。不过,这时的地球上仍然没有生物分子。
在以后的岁月里,由于日积月累,原始大气中的水蒸气越来越多,地球表面温度开始降低。当降低到水的沸点以下时,水蒸气就化作倾盆大雨降落到了地面上。倾盆大雨不分昼夜地下着,形成了最初的海洋,这为生命的诞生准备了摇篮。
那时地球表面的温度仍然很高,到了大约36亿年前,海水的温度已降为80℃左右,然而在此之前,原始生命就已悄悄孕育了。
生命的诞生与原始大气十分有缘。据推测,原始大气的主要成份是一氧化碳、二氧化碳、甲烷、水蒸气、氨气。这些简单的气体分子要想成为生物分子,就必须变得足够复杂。合成复杂物质是需要消耗能量的。
值得庆幸的是,在原始地球上有各种形式的能量可供利用。首先,原始大气没有臭氧层,阳光中的紫外线可以毫无顾忌地进入大气,这为地球带来了能量。其次,原始大气中会出现闪电,闪电是一种能量释放现象。再次,原始地球上火山活动频繁,火山喷发可以释放大量热量。
简单的气体分子在吸收了能量之后,它们会变得异常地活泼,进而产生化学反应,形成复杂的(生命)物质。美国的科学家米勒是第一位模拟原始地球的大气的条件,成功地合成出复杂(生命)物质的科学家。
第二集 生命怎样诞生
米勒设计了一套玻璃仪器装置。球形的玻璃容器里模拟的是原始地球的大气,主要有氢气、甲烷和氨气。在实验过程中,需要把烧瓶里的水煮沸,这模拟的是原始海洋里的蒸发现象。球形的电火花室里外接有高频线圈,使电极可以连续火花放电,这模拟的是原始地球大气中的放电现象。放电进行了一周,让米勒惊喜的是,实验中产生了多种氨基酸。
氨基酸和核苷酸是动植物体内普遍存在和最最重要的两种生物小分子,它们是建造生命大厦的砖块和石头。
由不是生物体基本结构单元的无机小分子演变为生物小分子,这无疑是生命进化过程中至关重要的一步,但是呢,由于生物小分子毕竟过于简单,只有它们演变成更为复杂的生物大分子之后,才能导致生命的诞生。
在原始地球上,自然合成的氨基酸和核苷酸随雨水汇集到湖泊海洋里。矿物粘土把这些生物小分子吸附到自己周围,在铜、锌、钠、镁等金属离子催化下,许多氨基酸分子通过脱去水分子而连接在一起,形成更为复杂的分子,也就是蛋白质分子。同样,许多核苷酸分子可以通过脱去水分子而连接在一起,形成更为复杂的分子,也就是核酸分子。
核酸是生物的遗传物质,生物体生长、繁殖、行为和新陈代谢的信息就包含在核酸分子里核苷酸的排列顺序中,可以说,每一种核苷酸排列顺序都是一篇记录着生命信息的文章,书写的文字就是核苷酸。核酸是生命的信息分子,对于生命是绝对重要的。然而核酸的功能却是通过蛋白质来实现的,就连核酸本身的复制都需要蛋白质参与。
原始地球的湖泊海洋里出现了核酸和蛋白质以后,也许有人认为生命从此就诞生了,因为自然界中一些病毒就是由核酸和蛋白质组成的,而类病毒就更是简单得可怜,只是一个核酸分子,这个核酸分子能侵入植物细胞并使植物得病,马铃薯纺锤状块茎病就是这种类病毒感染的结果。
病毒和类病毒只能在活细胞内生存繁殖,至于是不是一种生命形式,目前还存在争议。
生物为了适应环境,在进化过程中,它必须从简单到复杂、从低级到高级这样一个过程当中进行演化,而一个简单的分子,在传宗接代过程中是无能为力把其它物质聚集在自己周围的,它必须形成具有一定结构的复杂形态的实体。
在原始海洋里,随着时间推移,自然合成的生物大分子浓度越来越高,最终形成了具有一定形态结构的分子实体,并进一步进化为最原始的生命。
第三集 遗传物质的进化
众所周知,核酸是当今地球上所有生物的遗传物质,它携带着生命信息,又能自 复制。核酸有两种:一种是核糖核酸,又叫rna,在rna病毒和类病毒中,rna携带着全部生命信息;另一种是脱氧核糖核酸,又叫dna,它是目前绝大多数生物的遗传物质。
种种迹象表明,原始地球上首先出现的复杂分子可能是rna,为什么这样说呢?
首先,rna分子比较简单,只有一条链,dna分子却很复杂,有两条链,按照进化规律,简单的分子总是最先出现。其次,dna分子自 复制时离不开酶,酶的本质是蛋白质,在原始地球上,在蛋白质没有产生以前,dna分子是无法完成自 复制的,然而有些rna分子本身就有酶的活性,在原始地球条件下,即使没有蛋白质,rna也可以完成自 复制。
在生命起源中,rna先发生的学说能够被科学界更多的学者所接受,但是要想真正地证明rna是最早发生的遗传物质,还存在很多的问题,最大的问题是,要想在模拟原始的条件下合成rna非常困难。
长期以来,人们总以为只有核酸才是遗传物质,近年来生物学家发现,疯牛病、疯羊病的病原体是朊病毒,朊病毒的本质是蛋白质,可以自 复制,这启发人们,蛋白质也可以作为遗传物质。
其实,和核酸一样,蛋白质的分子结构十分规则,而且也有螺旋结构。科学家长期研究后发现,蛋白质完全具备遗传物质的条件,能够贮藏、复制和传递生命信息。
们知道,蛋白质是由氨基酸组成的,通过氨基酸和氨基酸配对,可以把遗传信息传递给下一代。
通过实验,刘次全研究员提出了氨基酸的配对模型,并且在此基础上,绘出了一张很有特色的遗传密码表。
在原始地球上,最早能够进行自 复制的分子可能是蛋白质,那时的蛋白质既能贮存或传递遗传信息,又能执行特定的生物学功能。
对于原始生命来说,蛋白质的这种性质是十分经济的,后来随着生命进化,蛋白质贮存或传递遗传信息的功能交给了rna,然而rna不够稳定,随着生命继续进化,又出现了dna,dna是后来才出现的遗传物质。
dna作为遗传物质的好处是:第一,dna的某些部位与rna相比,少了氧原子,氧原子是非常活泼的,这样dna更加稳定,能够更好地保存生命信息,第二, rna是单链,如果受到损伤,生命的信息势必丢失,dna则是双链,一条链发生损伤后,可以根据另一条链进行修复,生命信息不易丢失。
因而,今天地球上的生命选择了dna作为遗传物质,这也是生物在自然界中长期进化的结果
⑦ 世界上为什么有很多的生物呢
地球上最原始的生物实际上就是RNA,这比任何原核细胞拉,真核细胞拉都要早, 总而言之来之于地球当时环境中的化学反应. 地球生命的形成 在40亿年前的地球水环境中,原子组合成分子,形成新的四力平衡体,而且地球在形成过程中,已聚合了极多的星际有机分子,这些分子组合成大分子,利用彼此的引力场和反引力场来寻找合适的组合对象.大分子、分子、原子三间也是依靠彼此形成的力场来寻找合适的组合对象,形成新的复杂四力平衡体,其中引力场起到远距吸引作用(5-20个原子直径),这也就限制了大分子在大范围获得所需的组合对象,因此大分子彼此组合成一种能移动的组织形式,即最原始的海洋微生物.能移动的大分子团主要采用定向释放电磁力的方法,逐渐发展成能在水中游动的原始组织,因此它们能获得大量所需的食物(四力平衡体),并在体内积存了一些分子,这些分子在原始微生物母体力场导引下,组合成与母体相似的新微生物,这些原始微生物实质上就是一些复杂大分子团形成的四力平衡体,这也是生物基因复制的雏形. 这些大分子团还不是现代意义上的蛋白质与核酸的聚合体,只是多种氨基酸、核苷、磷酸、碳水化合物及其它一些有机小分子的无序聚合体,当核苷和磷酸组成成核苷酸,并逐渐形成核苷酸链,这些核苷酸链形成的力场就对周边的氨基酸形成力场束缚作用,进而组装出肽链.或者先由多种氨基酸组合成肽链所形成的力场对周边的核苷酸形成力场束缚作用,进而组装出核苷酸链,随着形成的肽链和核苷酸链越来越长,分子量越来越大,最终形成核酸和蛋白,核酸与蛋白的形成是彼此相互作用的产物,是同时产生的. 笔者认为,如果融合奥巴林的团聚体理论、福克斯的类蛋白微球理论和赵玉芬的“核酸与蛋白共同起源”理论,就能较清楚解释地球有机生命的起源. 上述“大分子团”就相当于团聚体或类蛋白微球,只不过其中有机物成分更复杂一些,除了多种氨基酸外,还有构成核苷酸链的组件(核苷、磷酸)及一些如碳水化合物之类的有机分子. 有机生命的产生过程大致分为三步:先是原始地球简单的无机化合物形成原始的有机物质(碳氢化合物及其最简单的衍生物),二是在第一步基础上,逐渐发展为复杂的有机化合物(糖、核苷酸、氨基酸)和它们的聚合物多糖、核酸和蛋白质,以及其它有机物质,三是随着地球上自然条件的演变,上述物质进行复杂的相互作用,最后产生具有新陈代谢特征、能生长、繁殖、遗传、变异的原始的有机生物. 在各种“类太阳系”的类地行星上,其拥有的碳、氢、氧、氮、硫、磷等有机生物演化必需的化学元素都是相同的,地球有机生物的演化模式在其它类地行星上也适用,那些外星有机生物必然经历从RNA到DNA,从单细胞到多细胞的演化过程.因为在36—40亿年前的地球上,各种有机生物进化繁演模式之间进行着激烈地竞争,最终是最具适应力的RNA繁演模式胜出,这种模式从单一的源扩展到全球,其它有机生物繁演模式被淘汰.也就是说,地球上最初的有机生物繁演模式是最佳的,这种模式可以推广到宇宙中其它类地行星上;当然,核苷酸和氨基酸的种类可能有所不同,而且由于类地行星环境各有不同,有机生物此后的演化之路是大相径庭的,特别是在DNA的基因编码与蛋白质种类上是丰富多彩、千奇百怪的. 各种生物DNA中都有很多不表达的、似乎无用的基因,但生物的进化是非常注意节约的,在生物体最重要的部位(DNA)却有如此多的无用之物,这是不合常理的.笔者认为,这些“无用基因”实际上是“备用基因”-+,这些都是生物经过35亿年进化的结晶,它伴随着生物经历了无数风雨(如生存环境、食物来源的变化),这是生物的最大财富,正是这些“备用基因”使生物具有极强的适应力,保留这些旧的基因编码比重新建立要快速得多,使生物具有更强的适应力,也许当地球某些区域极度干旱时,某些哺乳动物会重新演化出爬行动物的抗旱鳞片,也许在未来的水世界中,某些陆地动物会重新演化出鳃.在人类新生儿中,会出现一些反祖现象,如多毛、长尾巴,这是因为在胚胎的基因复制过程中出错,将某段“备用基因”表达出来. 生物进化的原动力就是为了维持自身的复杂四力平衡,不断地从外界获取所需的四力平衡体(能量、营养).在竞争中,大分子团比小分子团有竞争力,因为前者的力场强,单细胞生物又比大分子团有竞争力,多细胞生物比单细胞生物有竞争力;能先敌发现的生物更有竞争力,因此进化出眼睛,有锋利牙齿或爪子的生物更有竞争力,体积大的生物更有竞争力,因为他们在搏斗中产生的电磁力大.随体积增大,它们发展出一种通讯机制,使体内的大小分子团能充分协同,因此进化出神经系统和原始的脑;能学会捕食技巧的生物更有竞争力,因此进化出更大容量的脑.复杂的竞争环境促成生物进化. 地球生物圈就是几百亿种四力平衡体互相竞争、互相协同的统一体.地球微生物之所以进化出植物和动物两大类不同的四力平衡体,是因植物和动物夺取的是不同类型的小四力平衡体,两者是互补的,即食草动物夺取的是植物的四力平衡体,食肉动物夺取的是食草动物的四力平衡体,而微生物夺取的是植物、动物的四力平衡体,植物则吸收经微生物分解后的四力平衡体,这就构成一种循环,三者都有生存的空间.动物、植物、微生物实质上就是一种聚合了几万――几亿亿个大分子团的“集成四力平衡体”,这种联合的目的就是为了更好地夺取外界的四力平衡体,这是生物进化的原动力.生物体就象一种联合作战的分子集团军,各种分子各司其职,部分分子聚合成接收可见光的眼睛,用于寻找有用的四力平衡体(食物),部分分子聚合成能定向释放电磁力的肌肉,用于捕获食物,部分分子聚合成神经细胞,用于联络机体内各种协同作战的分子兵团(组织、器官),部分分子聚合成消化系统,将捕获的各种“集成四力平衡体”(动物、植物),分解成可供体内分子使用的小分子(氨基酸、糖等).生物体获得的各种四力平衡体也由各种分子合理分配. 在行星上只要有液态水存在,加上碳、氮、磷等元素,就能形成有机分子,并进一步聚合成最原始的生物,而宇宙大部分恒星的最终产物正是上述化学元素,星际中飞舞着极多的生命种子—“有机分子”,另外一小部分大质量恒星最终产生的是金属类重元素,也是生物进化所必需,宇宙及生命的演化是经过设计的,这就是宇宙程序. 宇宙就是一种超级的信息处理交换系统,在运行奇子级、引力子级、粒子级、原子级、分子级、生物级程序的过程中,各种信息编码(引力子、反引力子、粒子、原子、分子)进行着非常频繁的交换和处理,在协同和自组织中演化出纷纭复杂的宇宙万物,生物体可说是这种信息处理交换系统的一种小集成,它们频繁地输入宇宙中的各种粒子、原子、分子、引力子、反引力子,经复杂处理后,转换成对自身有用的信息编码(如各种生化反应),获得有用能量,维持生物级程序的运行,并将无用的编码通过各种渠道排泄出来(肺、皮肤、排泄口).生物进化是生物基因程序通过与外界的粒子级、原子级、分子级、引力子级程序的信息交换来实现的,当自然环境发生变化,即上述宇宙程序的协同运行环境发生变化,生物基因程序通过接收上述程序的信息编码(粒子、原子、分子、引力子、反引力子),使部分生物基因发生变异,修改生物基因程序,以适应新的自然环境,即新的宇宙程序协同运行环境,形成生物的进化. 自然界中的自组织、协同现象,本质上就是众多四力平衡体从竞争(混沌)中逐渐建立秩序的过程. 自然界的有些混沌现象是因地球引力场使地球自转,而使地球上的流体(如水、空气)呈现螺旋形运动.分子、原子、粒子世界出现的混沌现象是因微观物质中的各种引力场和反引力场的相互干扰造成的. 经济学、社会学领域的混沌现象,是因地球上的每一种物质如动物(人)、植物、微生物、矿物、水、空气都是四力平衡体,这种混沌现象与生物体内的混沌现象是类同的,将人比作生物体内的每种分子,将城镇比作细胞、器官、组织,将道路比如血管,将政府比作中枢神经系统,将地球的自然资源比作生物体所需的能量和营养,差别在于每个人都拥有独立思考的大脑,而生物体内的分子却没有,所以社会的运行不及生物体有序.
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⑧ 世界上为什么有这么多种类的动物
我们是由几十亿年前一个草履虫似的单细胞生物进化而来的一开始 这只是一个小的单细胞生物 但是它的基因不稳定 可能会变成很多的不一样的东西 可能会从无氧呼吸变成了有氧呼吸 可能从单细胞变异成了多细胞他们大多数被淘汰 只有这些极少的变异碰巧能与环境相适应 这样的状态被保留下来 然后在进行变异 就这样 经历了几十亿年 各种变异的差异越来越大 就形成了不同的生物
⑨ 为什么世界上有这么多种类的生物
生命起源是当代的重大科学课题,然而却又是至今依旧了解甚少的最基本的生物学问题。关于生命的起源,历史上曾经有过种种假说:如“神创说”(认为生命是由上帝或神创造的)、“自然发生说”(认为生命,尤其是简单生命是由无生命物质自然发生的)等。这些假说多出于臆测,已被人们所否定。从近年召开的国际生命起源学术会议提出的研究论文看,当代关于生命起源的假说可归结为两大类:一是“化学进化说”,一是“宇宙胚种说”。
化学进化说主张,生命起源于原始地球条件下从无机到有机,由简单到复杂的一系列化学进化过程。宇宙胚种说则认为,地球上最初的生命是来自地球以外的宇宙空间,只是后来才在地球让发展了起来。
化学进化说
核酸和蛋白质等生物分子是生命的物质基础,生命的起源关键就在于这些生命物质的起源,即在没有生命的原始地球上,由于自然的原因,非生命物质通过化学作用,产生出多种有机物和生物分子。因此,生命起源问题首先是原始有机物的起源与早期演化。化学进化的作用是造就一类化学材料,这些化学材料构成氨基酸,糖等通用的“结构单元”,核酸和蛋白质等生命物质就来自这结“结构单元”的组合。 1922年,生物化学家奥巴林第一个提出了一种可以验证的假说,认为原始地球上的某些无机物,在来自闪电,太阳光的能量的作用下,变成了第一批有机分子。时隔31年之后的1953年,美国化学家米勒首次实验证了奥巴林的这一假说。他模似原始地球上的大气成分,用氢、甲烷、氨和水蒸气等,通过加热和火花放电,合成了有机分子氨基酸。继米勒之后,许多通过模拟原始地球条件的实验。又合成出了其他组成生命体的重要的生物分子,如嘌呤、嘧定、核糖、脱氧核糖、核苷、核苷酸、脂肪酸、卟啉和脂质等。1965年和1981年,我国又在世界上首次人工合成胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸。蛋白质和核酸的形成是由无生命到有生命的转折点。上述两种生物分子的人工合成成功,开始了通过人工合成生命物质去研究生命起源的新时代。一般说来,生命的化学进化过程包括四个阶段:从无机小分子生成有机小分子;从有机小分子形成有机大分子;从有机大分子组成能自我维持稳定和发展的多分子体系;从多分子体系演变为原始生命。
宇宙胚种说
过去和现在,已经提出了许多属于宇宙胚种说的假说,如在1993年7月的第十次生命起源国际会议上,有人提出,“造成化学反应并导致生命产生的有机物,毫无颖问是与地球碰撞的彗星带来的”,还有人推断,是同地球碰撞在其中一颗彗星带着一个“生命的胚胎”,穿过宇宙,将其留在了刚刚诞生的地球之上,从而有了地球生命。几年前一位空间物理学家和一位天体物理学家也把地球生命的起源解释为:地球生命之源可能来自40亿年前坠入海洋的一颗或数颗彗星,他们也认为是彗星提供了地球生命诞生需要的原材料(他们将之谓“类生命生物”).。尽管有科学家对此类假说持强烈的反对意见(他们认为:“彗星是带来了某些物质,但它们不是决定性的,生命所必需的物质在地球上已经存在 ”)。尽管诸如此类的观点仍是一些尚需进一步证明的问题,但通过对陨石、彗星、星际尘云以及其他行星上的有机分子的探索与研究。了解那些有机分子形成与发展的规律,并将其与地球上的有机分子进行比较,都将为地球上生命起源的研究提供更多的资料。
研究生命起源的意义
研究生命起源是要弄清几十亿年生命诞生的历史,然而其意义远不止追根溯源,还在于可以了解生命与环境,整体与部分、结构与功能、微观与宏观、个体发育与系统发育以主物质和能量与信息之间的辩让关系,可以进一步阐明遗传变异,生长分化、复制繁殖、新陈代谢、运动感应和调节控制等生命活动的机制,从而认识和阐明生命的本质,以实现人类控制和改造生命的目标。
⑩ 为什么地球上有多种多样的生物
为什么地球上有多种多样的生物
陆地和海洋中存在着无数的植物、动物和微生物。他们使这个世界变的完美:将阳光转化为能量,供给其它生物,并使碳和氮在无机和有机两种形式之间转化,改变着地球的景观。
在一些地方和一些群落中,存在着成百上千的物种,然而在其它地方和群落中,只有很少的物种存在。例如,比起高纬度地区,热带是一个物种的天堂。生物学家试图阐明这其中的原因。环境和生物的相互作用,生物之间的关系在增加或者降低生物多样性方面起了关键作用。人类的干扰,捕食者-猎物之间的关系和其它的食物链上的关系也起到了一定作用。但是,这些因素和其它的力量到底如何共同作用形成了多样性?这至今是个迷。
这是一个挑战,因为我们缺少最基本的数据。例如,我们至今不知道地球上到底存在多少植物和动物。研究者甚至还不能开始预测微生物的种类和数目。研究进化的科学家也缺少一个标准的时间尺度,因为进化的发生会从几天持续到几百万年。而且,同一个物种内的变化会跟两个相近物种之间的变化几乎相同。我们也不清楚什么样的基因变化会导致一个新物种的产生,基因对物种形成的真正影响到底是什么。
揭示多样性形成的原因需要全面的跨学科的合作,包括古生物学的提示,实地的考察,实验室的工作,基因组的比较和有效的数据分析。一些大的项目,比如联合国千年计划和世界范围内海洋微生物基因的鉴定,将增加基础的数据,但这些是远远不够的。预测一个物种如何分裂成两个物种的模型将会有一定的帮助。一个研究基因在发育进化中作用的新学科——“进化发育生物学”(evolutionary developmental biology,evo-devo)出现。所有的这些努力,在阐明生命的历史上仍有一段很远的路要走。
古生物学家已经在跟踪许多物种过去一千年内分布和聚集方面取得了一些成果。他们发现,地理分布在物种形成中起了重要作用。进一步的研究将继续揭示大范围的物种分布模式,这或许将对阐明大灭绝的原因和研究这些灾难对新物种的进化的作用带来希望。
通过对植物和动物的实地考察,研究者已经知道生境(habitat)能够以加速或减慢物种形成的方式影响表型和行为——尤其是性选择。进化生物学家也发现物种形成过程会中断,例如,当分离的种群重新结合时,基因组会被匀质化(否则就会分化)。分子水平的力量,例如低的突变速率或者减数分裂的驱动 ——这些情况下特定的等位基因更可能从亲代传到子代——影响了物种形成的速率。
在一些情况下,一个生态系统内的多样性会发生变化:生态系统的边缘的物种多样性有时比中部更低。
对不同的生物群体,这些因素如何以不同的方式相互作用?进化生物学家的研究才刚刚开始。任务是严峻的:阐明多样性形成的原因对理解地球上正在发生的物种灭绝的本质和找到缓解的手段有非常重要的作用。