生物怎么灭绝的就是怎么起源的

⑴ 深度长文：地球上出现的五次生物大灭绝，到底是什么原因造成的

首先来一点复古的风格，先问是不是，再问为什么

地球上明显不止有五次物种大灭绝。次数应该更多，有人估计高达20次。

那么我们经常听到的五次大灭绝理论是怎么来的呢？这种说法源自于1982年3月19日杰克·塞普斯基（Jack Sepkoski）和戴维·M ·劳普（David M. Raup）发表在science上的研究报告。他们对 已知事件 做了统计，确定了 寒武纪物种大爆发之后 的五次物种大灭绝。

好的，我们先来简单看一下地球地质演化 历史

地质演化 历史

五次生物大灭绝的说法认为第一次大灭绝发生在 奥陶纪末期 ，从上文的图表看起来像是发生在地质演化 历史 的后半段，实际上并不是这个样子的，奥陶纪末期的灭绝事件距今仅有4.5亿年而已，而地球 历史 有46亿年，2017年的新发现[2]表明生物最早出现在42.8-37.7亿年前左右。 五次物种灭绝这个说法准确来说应该表述为显生宙五次物种大灭绝。

事实上在1982年之后的地质研究中，科学家发现了化石证据之外的迹象，如不同地层中同位素含量的变化，并由此确认了古气候的变化。另外对生物地质沉积层的研究和一些天文学现象也让我们发现生命起源并不简单。

就像是人们至今为止搞不懂寒武纪物种大爆发的原因一样，人们现在依然搞不懂生命起源的具体路径。不过生命的活动还是给地球留下了印记，让我们可以一窥天机。

在附注2的文献中，英国科学家马修·S·多德(Mattew S.Dodd)等人在加拿大魁北克哈德逊湾一个叫做Nuvvuagittuq的地质构造中发现了一些微生物化石，他们在这些化石中找到了一些最早的生命证据。

疑似地球最早的生命

Nuvvuagittuq地质构造是在远古时代海底热泉喷出口周围形成的，这些喷口可以喷出铁和其他矿物质。地质学家认为Nuvvuagittuq的年龄是37.7亿年或者42.2亿年，也就是说它们可能最早出现在地球形成3.4亿年之后。多德及其同事发现岩石中存在细丝状的细菌，这些细菌体内含有铁化合物，与细丝状细菌相连的圆形块状物与现代细菌用来附着在岩石表面的微型锚颇为相像。这些岩石还含有可能是由细菌制造的多种有机碳。现代生活在热泉喷出口周围的细菌体如细丝，以铁化合物为食，会让沉积物内出现管状腔。这些特征也在上述岩石中发现。他们由此认为这是地球最古老的生命。

这是发表在权威科研杂志上最早的生命证据，也有学者（Frances Westall）对此持怀疑的态度，因为火山喷发形成化石很难有微生物能够幸存，而且本文发表的微生物好像个体有点过大。

不过有一个观点是学术界共同承认的，原始生命起源于海洋。

探讨生命起源是一个融合多个学科的事情，包括地质学、古生物学、地球生物学、天文生物学和地球科学等。某个学科在地质演化史中率先提出非常硬的数据通常会得到大家的认可，并以此为界限开展研究。

这一次地质学出马了，帮我们确认了氧气的地质演化 历史 。

2000年马里兰大学的Farquhar发表在science上对硫同位素的研究[3]指出，大约24.5亿年前，硫的同位素比例发生了变化。他采用新的同位素蒸馏方法确定了地球上游离氧产生的年代。

他的研究发现24.5亿年前的岩石经过反应之后包含S33同位素的反应产物异常多。这种非质量相关分馏（MIF）只有在无氧大气中进行太阳紫外辐射时才能够实现，MIF硫在此之后便消失不见了，于是科学家认为在24.5亿年的时候地球大气层开始出现了游离氧。

这帮我们认清了一个事实，那就是在24.5亿年的那个时刻，光合生物产生的氧气终于与海洋中的活泼化学物质（如铁和硫）完全反应，从而可以逃逸到大气当中。

在此之前，光合生物并不占据优势地位，光合生物在海洋中产生的氧气被海水中的各种活泼元素（主要是铁）反应掉，这也表现在沉积层中。在南非发现的带状铁锈沉积层（BIF）给了我们证据。

距今30亿年的铁锈沉积层，图中红色部分

于是，我们可以认识到， 这个时间点应该会发生一次物种大灭绝 。光合生物产生的氧气对之前已经存在的海底嗜热菌、厌氧菌、铁细菌、硫细菌和产甲烷菌造成了极大的危害，光合生物如蓝细菌等以废气的形式往外排放氧气，对于适应了无氧气环境的细菌来说，氧气对他们的生命活动是致命的，氧气并不是它们需要的生存物质，甚至还会夺走他们生存的必需元素。

正因为如此，开始自24.5亿年的大氧化事件也被称为氧气大灾变。可惜的是，目前很少有化石证据能帮我们完整展现这个灭绝过程，只有很少的化石证据能够证明蓝细菌的存在。不过科学家几乎都认为这个灾变可能会引起98%以上的生物物种灭绝。

2006年发表在geology上的一篇研究报告[4]中，阿德里安娜·杜特凯维奇（Adriana Dutkiewicz）等人对加拿大埃利奥特湖发现的含油流体包裹体进行了研究，发现在大氧化事件之前已经存在蓝细菌类似的生物，这为我们的猜想提供了地质证据。

远古蓝细菌

蓝细菌接手海洋之后，大气层中的游离氧开始增多，这产生了另外一个危害，那就是大气中的甲烷会减少，甲烷被光合生物产生的氧气反应成为了二氧化碳和水。同时也有证据表明海洋中产甲烷菌在生态竞争中败给蓝细菌。2009年8月份发表在nature上的研究报告[5]中，Kurt O. Konhauser等人研究了带状铁沉积层（BIF），他们发现原始海洋中镍元素含量是当今水体中镍含量的400倍。被称为产甲烷菌的微生物喜欢富含镍的水，它们会产生甲烷释放到大气中。甲烷可防止氧气积聚并为地球保温。科学家还发现，在27至24亿年前这段时间，海洋的镍元素整体丰度下降了50％。这对应着大氧化事件。镍的缺乏可能会杀死产甲烷菌，并留给光合生物释放氧气的机会。而甲烷在温室气体方面的贡献是二氧化碳的23倍，这可能直接导致了地质史上最长的冰期——休伦冰期的产生。

大冰期注定会造成物种灭绝，我们不知道这期间有物种灭绝的具体过程，然而冰期有极大的概率造成大范围物种灭绝。寒冷的生活环境对生物的发展是非常不利的，而且持续大概3亿（24-21亿年前）年的冰期会使得地球上物种难以忍受，很多物种难以为继会相机灭绝，然而我们还没发现可以证明这一点的化石证据。

今年8月份发表的一篇研究报告[6]通过对产自加拿大大氧化事件期间的硫酸盐矿石中三氧同位素的含量进行分析，发现其中三氧同位素含量非常低，由此他们认为大氧化事件期间地球初级生产力下降了80%。同时地质学认为此时的玄武岩风化埋藏了有机物，而硅酸盐风化消耗二氧化碳形成碳酸钙。这都导致了休伦冰期正式登场。

休伦冰期

我们有理由相信，绝大多数物种会逃到海底火山口或者被称做海底热源的地方避难，而这些地方也被认为是地球最初生命起源的地方。

悲剧的是，以上两个时期细菌化石或者说叠层石的发现并不广泛，而且现有化石也存在断代困难的问题。我们只能通过有限的证据和逻辑推理来推断那时候的生态环境。也有一部分原因是这些个体实在太小而且生活在海洋中，留下化石的机会并不多。

科学家认为休伦冰期3亿年间火山喷发产生的温室气体终于留住了足够的太阳辐射能量，地球开始解冻，进入了被地质学家称为无聊的十亿年（也被称做地球枯燥时代）阶段，也就是18亿年前—8亿年前的阶段，这个阶段地球环境、生物进化和岩石圈异乎寻常的稳定。

枯燥时代的地球氧气含量几乎没有变化，与今天相比含量很低，大概是现在10-100分之一。然而这期间却形成了臭氧层，臭氧层防护了太阳风的带电粒子和紫外线，保护了生物的 健康 生长也保证了遗传物质的稳定性。臭氧层为之后的寒武纪物种大爆发做了铺垫。

科学家认为此时的海洋中存在着绿色和紫色的光合细菌。科学家认为此时的海洋是紫色的[7]。 马里兰大学的微生物遗传学家Shil DasSarma认为在叶绿素出现之前存在一种叫做视黄醛的物质，视黄醛比较容易合成，能够吸收绿色光波所蕴含的大量能量，并反射红光和紫光，这使得海洋呈现出紫色。DasSarma认为盐杆菌（halobacteria）当时可能处于生态优势地位，吸收了大量蕴含更高能量的绿色光波，使得叶绿体植物只能使用能量密度更低的红蓝光波。

网络上的紫色海洋图片

同时着名的地质学家唐纳德•坎菲尔德（Donald Canfield）1998年在nature上发表了一份研究报告[8]，提出了一个重要的看法。远古时期的海洋与现今的海洋有很大差异，现今的海洋即使在深层也富含氧气。而远古海洋经常分层，较上层为含氧层，较下层的海洋含氧量极低，坎菲尔德指出，当深海变得完全无氧时，硫菌就会从沉积物中出来，接管海底。

硫菌的新陈代谢会制造废物硫化氢，使深海变得对氧基生物致命。缺氧的深海层与充满氧气的上层海水间以化学跃变层（chemocline）分隔，而化学跃变层很少距离海面超过200公尺。坎菲尔德认为远古海洋一直处于这个状态，这个理论被称作坎菲尔德海洋理论，也被称为海洋硫化（Euxinia）。现今这个状态只能在黑海见到。

坎菲尔德海洋示意图

那么看起来当时地球生物的生活状况是这个样子的，紫色和绿色的光合生物在缺氧和硫化的海洋中缓慢生长，甚至部分细菌可以利用太阳能把硫化氢还原为硫这种类光合作用机制来进行生活。

十亿年时间非常长，地质学家还是发现了一些红藻化石，这被认为是最早的真核生物。2017年3月发表的研究报告[9]认为化石证据显示16亿年前就已经出现了红藻

A标本总览 B细胞结构 C细胞内结构

红藻化石的发现可以侧面佐证当时的生态环境，这可能开启了植物的进化之路。而我个人认为，此时某些鞭毛菌与各种不同的单细胞藻类结合形成了鞭毛藻类似生物，然后开启了动物的进化之路。不过目前为止仍然没有化石证据来证实这种猜想。目前学界认为细胞器的产生应该是这种方式的结果。

化石证据还表明，大概13亿年前植物登陆形成了藻类和蓝细菌的结合体，也就是地衣。这种初期登陆的地衣为之后的植物登陆提供了初步的环境，更加高等一点的植物可能在7.5-8.5亿年前登陆[10]，并使得大气层中的游离氧增加。

植物的大量登陆使得地球光合总量极速飙升，也极大地增加了大气层中氧气的含量。这可能解释了困扰着达尔文的寒武纪物种大爆发的难题。

无聊十亿年这个阶段的化石证据并不多，我们不清楚这期间地球上的生态系统经历了怎样的变化，不过就现今地球生物的分布来看，有些细菌应该灭绝了，他们现今占据的生态位很小，如盐杆菌。

此时正如前文分析的那样，此时地球生物应该主要是细菌和简单的植物如地衣和藻类，然后又进过了一段时间的生物进化，直到5.41亿年前的寒武纪发生了物种大爆发，几乎产生了现今所有的动物“门”，寒武纪物种大爆发在地层中的化石证据如此明显，以致于困扰着非常多生物科学家，包括达尔文在内。

这种趋势我们可以从地球氧气地质演化史中看出来

氧气地质演化 历史 红绿线条为预估值的上下限

于是也就有了题目中提到的五次大灭绝，此时地球迈入了显生宙。植物的登陆使得地球环境变得更具有承载能力，生物进化在此刻迸发出巨大的力量，形成了各种大型动物，物种丰度的增加使得化石证据变得多彩多样。为我们研究古生物提供了良好的物质基础。

好，现在我们开始看一下附注1中提到的五次大灭绝。

显生宙五次物种大灭绝事件

物种灭绝的严重程度看蓝色柱子的高度即可

我们根据时间顺序来介绍

1、奥陶纪-志留纪（O-S）灭绝事件

发生在奥陶纪晚期或奥陶纪与志留纪过渡时期，约4.5—4.4亿年前。灭绝是全球性的，消灭了49–60％的海洋属和近85％的海洋物种，此时叶足动物门、腕足动物门、外肛动物门、头足类、三叶虫类、笔石类、滤食型浮游生物等动物大量减少。

可能的原因有如下几种

A、地球冰期——早古生代大冰期，又称安第斯-撒哈拉大冰期（Andean-Saharan）

这是目前最被广为接受的说法[11]，在4.2亿年前，有个叫做冈瓦纳大陆（南方大陆）的巨大板块移动到了南极。形成了冰盖，然后凝结了海水，而地球进入间冰期之后海水又被释放出来，海平面的上升和下降使得气候和生活环境发生了变化，由此很多物种灭绝。在北非晚奥陶纪岩层发现了相关的岩层，这些岩层来自当时的南极，这些岩层同时记录了五个冰川脉冲，这是有力的地质证据。

南方大陆与南极相连

B、伽马射线爆发（GRB）破坏了地球的臭氧层

2005年由NASA及堪萨斯大学的科学家发表在International Journal of Astrobiology的研究[12]认为可能是一颗极超新星释出的伽马射线暴引起的，其过程持续了十秒，严重破坏了臭氧层，使得太阳光中的紫外线到达地球，导致地面及近海面的大量生物死亡，从而破坏食物链。同时此过程可以使得地球降温，形成了冰川等不利气候环境。

由于本人教育背景的原因，我觉得这个想法脑洞很大，作者们明显也感觉到自己的数据不是很硬，他们同时表明这个现象至少贡献了部分破坏力。

GRB

C、火山活动和风化阻挡了全球碳循环

前文已经提及了，地质学家认为火山活动会消耗大气层中的二氧化碳，这与岩石风化会埋藏部分有机物阻止再次重新进入全球碳循环。简单来讲就是形成了化石燃料。

二氧化碳是温室气体，他们的减少有助于形成冰川期，使得物种灭绝。

D、金属中毒

在全球碳循环被阻碍之后，光合生物产生氧气的能力下降，海底沉积物中的金属元素逃逸，使得海洋中大多数生物灭绝。

2、泥盆纪晚期灭绝事件（Late D）

发生在3.76—3.6亿年前，分为Kellwasser事件和Hangenberg事件，这种长时间的灭绝事件让科学家们非常困惑。不过沉积记录表明，泥盆纪晚期环境发生了明显的变化，有证据表明在海洋底层水域中普遍缺氧。碳埋藏率猛增，底栖生物遭到破坏，特别是在热带地区和珊瑚礁群落中。这直接影响了生物生存并导致了灭绝事件的发生。造成这些变化的原因还有争议。

可能的原因有

A、外来物体（彗星或者小行星）撞击地球

这种说法提出于1969年，我个人认为是受当时冷战环境的影响。也因此带歪了研究方向，不同于恐龙灭绝那次他们找到了一个确切的陨石坑来佐证，这次没有找到确切的陨石坑。

被怀疑的Alamo impact 内华达州

B、植物进化影响全球碳循环，引发了晚古生代大冰期，又称卡鲁大冰期（Karoo Ice Age）

在泥盆纪，植物登陆之后进化出维管束结构，这使得植物的高度从30公分长高到30米。而更高的植物代表着更深和更庞大的根系，这进一步加快了土壤风化，使得土壤中的营养成分进入到海洋中造成了海洋的富营养化，然后爆发了藻华，这导致了海洋物种的下降并使得全球缺氧、气温下降，因此环境进一步恶化危及陆地生物。

同时陆生植物过快的生长使得当时大气层中二氧化碳含量快速下降，植物过快地生长也使得部分植物埋藏于地下成为化石燃料（石油），没办法重新进入碳循环。大气中二氧化碳含量由现今的15倍降低到现今的3倍，巴西北部（泥盆纪南极附近）的冰川沉积等证据表明，泥盆纪末期出现了广泛的冰川活动。而这种冰川活动引发了严重的物种灭绝事件。

全球碳圈

泥盆纪后期灭绝事件影响的海洋生物有腕足动物门、三叶虫、菊石目、牙形石纲、无颌总纲和所有的盾皮鱼纲生物。然而陆上植物与淡水生物则相对受到较小的影响。

3、二叠纪-三叠纪灭绝事件（P-Tr）

发生于二叠纪与三叠纪之间，距今大约2.5亿年。以消失的物种来计算，当时地球上70%的陆生脊椎动物，以及高达96%的海中生物消失，这次灭绝事件也造成昆虫的唯一一次大量灭绝。生态圈花了数百万年才完全恢复，比其他大型灭绝事件的恢复时间更长久。是五次灭绝事件中最严重的一次，同时也被称为迄今为止最严重的灭绝事件——如果按照比例来讲，我觉得大氧化事件造成的灭绝比例应该比这次还更高。

研究此次灭绝事件的学者非常多，也因此有了更多的猜测

A、行星或者陨石撞击地球

不得不吐槽一下，这种理论简直万金油，从不缺席。这次他们连个值得严重怀疑的陨石坑都没找到。先用南极洲的冲击石英层来佐证，后来显微结构证明那是火山活动的产物。后来他们找到几个地质年代不明的陨石坑，再次引发了严重质疑。后来他们决定借助艺术的力量，于是我们看到了一张陨石撞击海洋的图片。这样一来， 此种理论的拥趸既可以解释为什么找不到陨石坑（陨石入海留下的痕迹被后来的地球活动消磨掉），又可以解释陨石的确引发了物种大灭绝。

陨石撞击海洋

这个想法只有在恐龙灭绝那次找到了一些确切的地质证据，在此次事件中非常不可信。

B、火山爆发引发阳光遮蔽，破坏陆地生态系统后引发酸雨和全球变暖导致物种大灭绝

西伯利亚玄武岩

来自西伯利亚地区和中国四川峨眉山的玄武岩证据表明，在二叠纪末期发生了地球上最严重的火山喷发，尤其是西伯利亚地区的火山喷发含有20%的火山碎屑，火山喷发形成的尘埃云层和酸性气溶胶阻绝了阳光，使得陆地生态系统崩溃，降下的酸雨流入海洋引发了海洋生态系统崩溃。

这个过程产生的二氧化碳也使得全球变暖，这进一步破坏了生物的生存坏境。

这个说法也被质疑，人们怀疑这次火山喷发的威力不足以改变全球生态。

C、盘古大陆的形成使得近海生态系统崩溃

二叠纪末期形成的盘古大陆

东亚板块部分直到二叠纪末期才与盘古大陆聚合。盘古大陆的形成使得全球大部分的浅水区域消失，而浅水区域是海洋中最多生物栖息的地带。这可以解释为什么海洋生物会大量减少，但是陆地生物却并不太可能会因此受到影响，这一点与现实情况相抵触。

大家认为这个确定的地理现象应该不会引发如此严重的物种灭绝事件。

D、可燃冰的气化

可燃冰主要是甲烷水合物，科学家们发现当时的地层中碳13/碳12比例有波动的现象，同时有证据[13]表明，全球温度在赤道附近升高了约6 C，在较高纬度地区升高了更多。

而能引起温室效应的气体主要是甲烷和二氧化碳。全球变暖使得地球生态系统遭到了破坏，引发了惨烈的物种灭绝。

这个理论可以解释为什么全球变暖，但是想要大气中的甲烷快速消失却并不容易。

E、海洋缺氧硫化

这个有点像坎菲尔德海洋理论，地质证据表明二叠纪晚期海洋发生了缺氧，并且海底的硫化物逃逸出来，海水中产生的硫化氢排出到大气中，伤害全球生物系统和臭氧层，紫外线进一步伤害了全球生物，因此造成了物种大灭绝。二叠纪晚期的浅水区地层中发现了大量绿硫细菌存在的证据，可以佐证该猜想。

这种猜想的优点是可以解释植物的大规模灭绝，这种灭绝模式下会增加甲烷的含量，否则植物应该在二氧化碳含量高的环境中蓬勃发展。来自二叠纪末期的化石孢子进一步支持了这一理论，它们多数形态不正常，可能被紫外线照射过。

4、 三叠纪－侏罗纪灭绝事件（Tr–J）

大概发生在约2亿年前，这次灭绝事件的影响遍及陆地与海洋。在海洋生物中，有20%的科消失，包含着名的牙形石、许多大型伪鳄类、大部分兽孔目、以及许多大型两栖动物。三叠纪-侏罗纪灭绝事件使当时至少50%的物种消失。这次灭绝事件造成陆地上生态位空缺，使恐龙能成为侏罗纪的优势陆地动物。该灭绝事件发生于盘古大陆分裂前，经历时间短于一万年。这次灭绝事件造成了三叠纪恐龙与侏罗纪恐龙的明显差异。

该灭绝事件产生的可能原因有

A、地外来客，小行星或者彗星撞击地球

按照惯例，这次依然没有发现相应的陨石坑被发现，但是这个想法跟物种灭绝有不解之缘。每次物种灭绝总会有人坚持认为地球被撞击。几个被怀疑的陨石坑要么太小，要么年龄偏差太大。

B、火山持续喷发，导致了极端气候

大西洋中部岩浆省的大概位置

大西洋中部岩浆省（CAMP）是地球上最大的大火成岩省，占地大约11000000公里面积。CAMP火山喷发发生在约2.01亿年前，持续了约60万年。火山喷发释放出二氧化碳或二氧化硫和气溶胶，这将导致强烈的全球变暖（来自前者）或致冷（来自后者）。

这可能导致了地球环境剧变而导致了物种大灭绝。

C、自然演化过程导致的气候变化

欧洲的地质构造似乎表明，三叠纪晚期海平面下降，侏罗纪早期海平面上升。尽管有时下降的海平面有时被认为是造成海洋灭绝的罪魁祸首，但由于地质 历史 上许多海平面下降与灭绝的增加没有关联，因此证据尚无定论。但是，仍然有一些证据表明，海洋生物受到与海平面下降有关的次级过程的影响，例如氧合作用减少（由于循环不畅所致）或酸化增加。这些过程似乎没有遍及全球，但它们可以解释欧洲海洋动物群的局部灭绝。而这并不足以解释全球范围内的物种灭绝现象。

后来的研究指出，到三叠纪末期，干旱化趋势明显增加。尽管像格陵兰和澳大利亚这样的高纬度地区实际上变得湿润，但地质学证据表明，世界上大多数地区的气候变化更为剧烈。该证据包括碳酸盐和蒸发岩沉积物的增加（在干燥气候中最为丰富）和煤沉积物的减少（其主要形成于潮湿的环境）。此外，气候可能已经变得更加季节性，长期干旱被严重的季风中断。

但是这都不能完美解释物种灭绝。

5、白垩纪﹣古近纪灭绝事件（K-Pg）

发生在6600万年前，也被称为白垩纪﹣第三纪灭绝事件（简称K-T灭绝），俗称恐龙大灭绝。这次大灭绝中大型陆生脊椎动物几乎全数灭绝，只有鸟类和部分可以躲到水里或者穴居的生物幸存。陆地生态位因此几乎被情空，为哺乳类占据地球提供了条件。

尽管我一直在吐槽行星灭绝论，但是导致这次灭绝的原因普遍被认为是小行星撞击地球，科学家在地层交接处发现了大量的铱。

位于美国科罗拉多州的25号州际公路附近。红箭头处即为白垩纪－古近纪界线（因富含铱而着名）

科学家人为一颗直径10公里的行星碎片，在6,500万年前撞击了墨西哥尤卡坦半岛，形成希克苏鲁伯陨石坑。陨石撞击形成了遮天蔽日的尘埃和硫酸形成的气溶胶。这导致了陆地生物的光合作用受到阻碍，并且气溶胶以酸雨的形式降落到海洋导致海洋严重酸化。

艺术家描绘的行星撞击场景

但是依然还是有很多理论在挑战这个猜想，如海平面下降使得大陆架露出，海洋生物部分灭绝。而陆地上因为被子植物的进化使得恐龙缺少食物而导致了灭绝。

这就需要科学家进一步的研究了。

现在的研究并没有特别硬的数据使所有人信服。在现代科学里，我们对生态学这种宏观学科的了解并不透彻，即便是全球变暖这种简单问题也有极大的争议。如果生态学更进一步发展，我想我们能从更加系统的层面来探讨物种大灭绝。地球前期的进化我只是稍微提及了目前学界比较有共识的灭绝事件，更深入的探讨都没有涉及。不过我想显生宙之前的物种进化也是非常有意思的。经历的灭绝事件也不会少。

⑵ 生命的起源,生物的进化,生物的灭绝与环境的关系

遗传物质的变异是进化的内因，环境对遗传物质的变异起到诱发与筛选的作用，进化后的生物对环境又有反作用。

具体:
1 遗传物质的变异是进化的内因
自然界存在数亿种生物，它们形态各异，种类纷繁，生物的多样性，主要就是遗传物质不同造成的。同一物种遗传物质的相对稳定性保证了该物种的稳定性和连续性。而遗传物质的变异为生物进化提供了可能性。
1.1 基因突变和染色体畸变
中性学说在对生物大分子的量化分析后认为，基因随时会产生大量的中性突变。对于编码蛋白质的结构基因而言，当三联体密码中的 1 个核苷酸（尤其是第 3 位）发生置换往往不会使氨基酸类型发生改变。蛋白质的保守性替换又指出，即使改变了个别氨基酸残基，但该残基是在可变区域内这种变化也并不影响生命体的生存价值。此外，结构基因只是整体 DNA 序列中的小部分，还有大量不编码蛋白质的序列，如调节基因、重复序列、内含子、假基因和退化基因等。由此，木村资生（ Motto.Kimura ）等人结论生物进化在分子水平上起主导因素的是那些对生物生存即不有利，又无害的“中性”基因。但如何界定“绝对”的中性突变，仍然是一个复杂的问题。调节基因、内含子、重复基因、假基因等非编码蛋白质基因虽然不直接指导蛋白质的合成，但它们与各种环境因素相结合通过调节转录，翻译的过程来发挥作用。有研究表明：由猿到人的变化，主要是调节基因的变化，不是结构基因的变化 [1] 。许多实验证据也支持了 Gilbert 提出的关于内含子功能的假说，认为结构基因是通过内含子序列之间的重组，将外显子聚集在一起而产生的，即内含子是原初基因重新组合过程的残留物。此外，就目前人们的认识来看，内含子还具有影响基因的表达调控；调控 RNA 的剪接；编码特定的蛋白质；保护基因家族等功能 [2] 。同属于重复基因的 rRNA 和 tRNA 在蛋白质翻译中也具有各自的功能。假基因可通过接受邻近功能基因的片段或者由于功能基因移动而获得功能。假基因与功能基因之间发生外显子交换的例证已在小鼠 ψ a3 中有所发现 [3] 。一些单个核苷酸被置换后，也许不能改变氨基酸的类型，但它通过化学键对邻近核苷酸的作用是不容忽视的。它能改变邻近核苷酸的置换率。因此，我认为将一些基因突变定义为绝对中性是欠妥当的。
染色体畸变包括染色体结构和数目的变化，它与基因突变一样在进化中占有重要的位置。染色体畸变牵涉到 DNA 分子上较大范围内的变化，影响基因间的连锁和交换，改变基因表达的方式，产生生殖隔离机制，加速物种分化的过程等。
1.2 基因重组
病毒的进化很难用渐进突变累积来解释，病毒与宿主或其它病毒之间的基因重组引起的飞跃式突变起了很大的作用 [4] 。事实上，在微生物间由于转化、接合和转导引起的基因重组发生的频率比基因突变高达一万倍 [5] 。由此可见，基因重组是病毒及微生物进化的一种主要方式。对于高等生物来说通过食物摄入，有性生殖，微生物介导也能获得外源核酸，为基因重组提供必须的物质要素。张光明等人 [6] 提出微生物能有效介导基因重组，从原核生物到真核生物中广泛存在的转座作用可能是微生物介导的基因重组的一种重要方式。微生物先感染一种生物，携带上该种生物的遗传物质，再感染另一种生物，将所携带的遗传物质转移到另一种生物的基因组中。因为另一种生物本身已具有完善稳定的遗传机制，这种基因重组获得表达并固定下来的机率并不是很大，但不可否认基因重组在生物进化中起着重要作用。
2 环境对遗传物质变异的诱发与筛选作用
从生态学的角度来说，任何生物都生存在总体稳定又时时处于变化之中的生态环境中，与环境存在物质、能量、信息的交流。环境是生物进化的外因，它诱导遗传物质发生变异，又对其进行筛选，经过时间的积累达到生物的进化。这里指的环境包括生物环境和非生物环境，宏观环境和微观环境是指所有对研究主体有影响的外界因素。
2.1 环境诱发遗传物质变异
就化学环境而言，生物体从环境中摄入各种物质，经分解、吸收作用后，送入细胞中，这些物质中的某些化学成分与元素可能会与遗传物质的组成物发生反应，或使遗传物质的结构发生变化。某些化学物质直接作用于生物体的表面，也可能引起表面细胞的破坏，并使遗传物质发生变异。
物理环境能引起遗传物质变异的最主要因素是射线。生物生活在地球上，无时无刻不受宇宙射线和地球上的放射性物质发出的射线的照射。科学家作了统计，一个人一年平均受的射线照射在人体中可把大约十亿个分子的化学键打开。 DNA分子在人体中所占比例很小，计算结果，每年每人平均损伤约200个DNA分子 [7] 。若生物偶然接触到能量更大的射线则引起突变的机率更大。
现在，许多科学家利用遗传工程技术，将 DNA上的某些片段人为的进行改变，培育出有利于生产经济的新品种。进行了转基因改造的动植物及微生物若被推广，则为该种生物的进化提供了一定的物质可能性。新品种与近源野生种的杂交，有可能使人为改造过的基因片段得到传播，并且固定下来。这在植物中更为常见。也可以说这是人为环境对生物进化的影响。微生物介导的基因重组而使生物进化，则是自然的生物环境使遗传物质发生变化。
获得性状是否能遗传一直是生物进化研究中争论的焦点。如果获得性状可遗传，就可以进一步说明环境可引起遗传物质变异。生物学家已发现了不少获得性遗传的实例。例如，当用一种酶把枯草杆菌的细胞壁去除后，在特定的生长条件下，它们可以继续繁殖，后代也是无壁的，并且这种状态可以稳定地遗传下去，只有把它们放在另外的一种生长条件下，细胞壁才会重新生长出来 [8] 。逆转录酶的发现，也证实了获得性是有遗传可能性的。“生命环境均衡论”的学者们认为 :如果生活的环境条件改变了，生活也就发生改变，那么，动植物将采取适应其生活的性状，并且在这种性状永存的情况下，遗传因子也与之相应发生变化。但是必须经过地质时代这样漫长的时间单位。越来越多的证据证明获得性是可遗传的，但并不能认为获得性遗传是生物进化的主要方式。因为在环境条件未发生剧烈变化的很长时期，生物进化的脚步并没有完全停止。生物进化是许多因素共同作用的结果，归根到底都必须是遗传物质发生了改变，只有这样变异才能一代一代延续下去，。环境只能是进化的外因。
此外，有些科学家认为多数突变是自发的，完全随机的，这种看法不全面。 DNA链处于细胞中，它必然生活在细胞内环境中。氨基酸残基的脱落、置换、加入无不伴随着肽键的断裂，这就需要能量和物质的交流，这一系列变化都与细胞内环境密切相关。
2.2 环境对遗传物质的筛选
在分子水平上环境对遗传物质的自然选择是有建设性作用的 .DNA链上的某一位点是处在其它基因位点的包围之中的,如果这一位点发生了变异要受到此位点周围其它基因的约束和干预。此外还要受到细胞核内环境中各种化学物质和染色体上组蛋白（只有真核生物具有）与非组蛋白的调控。总之，在一个新基因型进化初期，将选取提高个体适合度的有利突变。日本的太田（Ohta,1979）说，在分子水平上自然选择的主要作用是保持一个分子的现有机能，使它免受有害突变的影响 [8] 。
当遗传物质的变异通过了分子水平的自然选择后，还要接受更高级别的检验。不管 DNA上的突变位点是直接指导蛋白质合成，还是间接调控、影响转录和翻译的过程，绝大多数遗传物质的变异终究体现在蛋白质的变化上。多肽链上一个或多个氨基酸残基的变化可能影响蛋白质的空间构象及功能。多肽链在折叠时追求能量最低原则，完全折叠后的肽链要使它的空间构象有利于其功能的更好发挥。如果氨基酸残基的改变引起了蛋白质功能的变化，那改变后的蛋白质所发挥的功能将使生物体能更好地适应环境，提高其生存能力。以上就包括了细胞水平的自然选择，及蛋白质在发挥功能时与其功能相关的组织、器官水平的自然选择。这些选择将对由遗传物质变异引起的蛋白质变化进行筛选。
当遗传物质的变异最终体现在表型的差异上时，环境的作用就类似于达尔文所提出的自然选择理论了。只是根据现代生物进化理论，自然选择对象不是个体，而是种群。自然选择的价值在于种群基因库中基因频率的变化状况。
前面提到过有些突变似乎是中性的，没有任何意义。但当环境条件改变时，很有可能这些突变就不再是“中性”的了 [9] 。这些储备突变在环境条件发生改变时才有机会表达。近年来一些实验表明，存在着以热休克蛋白 HSP90为代表的一些分子机制，能够在一定程度上隐藏基因突变造成的表型变化 [10] 。也就是说，环境可以选择一些突变，让其表达，而让另一些暂时隐藏起来。通过这些隐藏的后备突变，个体有更大的机会适应变化的环境。
3 生物进化后对环境的反作用
约在 27亿年前，出现了含有叶绿素，能进行光合作用，属于自养生活的原始藻类，如燧石藻、蓝绿藻等。这些藻类进行光合作用所释放的氧，进入大气后开始改变大气的成分 [11] 。大气中游离氧的出现和浓度不断增加，对于生物来讲有极重要的意义。生物的代谢方式开始发生根本改变，从厌氧生活发展到有氧生活。代谢方式的改变打打出进了生物的进化发展。约在10～15亿年前出现了单细胞真核植物，以后逐渐形成多细胞生物，并开始出现了有性生殖方式。由此可见，生物的进化对环境有着极强的反作用，引起环境发生改变。而改变了的环境条件对生物进化的方向又有指导意义。人类有极强的改造自然和利用自然的能力。人类对自然环境的影响比任何一种生物都大。

起源和灭绝也都是生物不适应环境,被环境所淘汰的结果.
其实它们和进化是一回事,只不过是结果不同.

希望对你有帮助.

⑶ 生物灭绝的原因是什么

生物灭绝的原因是：在数百数千光年内的的一颗衰老恒星的爆炸产生超新星，而导致一道巨大的伽马射线，在奥陶纪晚期，伽马射线强大的力量使得地球大气表面的臭氧层被破坏，而导致了致命紫外线长驱直入，使其海洋表面的浮游生物死亡，由于大饥荒加上致命的紫外线，导致大批量的生物死亡。

火山爆发喷出大量气体和火山尘埃进入大气层。火山灰团不仅会使动物窒息而死，还有可能遮蔽太阳，使全球气温降低。所以，火山活动也可能是二叠纪末期灭绝事件的原因之一，西伯利亚就曾经发现当时火山猛烈爆发所喷出的物质。

生物灭绝的标志：

生物大灭绝标志生物无论在生态系统中的地位如何，都逃不过劫难，而且还经常是很多不同的生物类群一起灭绝，却总有其它一些类群幸免于难，还有一些类群从此诞生或开始繁盛。

大规模的集群灭绝有一定的周期性，大约6200万年就会发生一次，但集群灭绝对动物的影响最大，而陆生植物的集群灭绝不像动物那样显着。

⑷ 恐龙的来历和灭绝的原因是什么

恐龙最早出现在约2亿4千万年前的三叠纪，灭亡于约6500万年前的白垩纪所发生的中生代末白垩纪生物大灭绝事件。恐龙最终灭绝于6300万年前的新生代古近记古新世。

恐龙的来历：

实际上，人类发现恐龙化石的历史由来已久。早在发现禽龙之前，欧洲人就已经知道地下埋藏有许多奇形怪状的巨大骨骼化石。
直到发现了禽龙并与鬣蜥进行了对比，科学界才初步确定这是一群类似于蜥蜴的早已灭绝的爬行动物。
1842年，英国古生物学家理乍得-欧文爵士（1804-1892）用拉丁文给它们创造了一个名称，这个拉丁文由两个词根组成，前面的词根意思就是“恐怖的”，后面的词根意思是“蜥蜴”。从此，“恐怖的蜥蜴”就成了一类爬行动物的统称。当然，这局限于拉丁文的造词能力。
“恐龙”一词由日本生物学家创造并引进中国。把这个拉丁名翻译成了“恐龙”。恐龙不是蜥蜴。为地球首批可以单独直立行走的高级生物体。

恐龙的灭绝

在两亿多年前的中生代，许多爬行动物在陆地上生活，因此中生代又被称为“爬行动物时代”。它们不断地分化成各种不同种类的爬行动物，有的变成了今天的龟类，有的变成了今天的鳄类，有的变成了今天的蛇类和蜥蜴类，其中还有一类演变成今天遍及世界的哺乳动物。
恐龙是所有陆生爬行动物中体格最大的一类，很适宜生活在沼泽地带和浅水湖里，那时的空气温暖而潮湿，食物也很容易找到。所以恐龙在地球上统治了一亿多年的时间，但不知什么原因，它们在6500万年前很短的一段时间内突然灭绝了，今天人们看到的只是那时留下的大批恐龙化石。

⑸ 2亿年前的史前古生物是因何灭绝的

在地球漫长的演变过程中共有五次生物大灭绝是已经探明的。也就是说地球上曾经存在着六代霸主，而因为五次生物大灭绝，前五代霸主都退出了历史舞台。这里说的生物大灭绝不是指一个物种灭绝，而是整个科、目、纲的物种全部灭绝。比如，第五次生物大灭绝时，白垩纪末期恐龙大灭绝，就属于整个恐龙目被灭绝，当然还有很多其他目的生物也在同一时期灭绝了。