生物进化史

一般认为生命是由无机化学物质进化成有机化学物质的。原始大气富含甲烷、氨、二氧化碳、水蒸气等。这些气体在外界高能(紫外线、闪电、高温)的作用下，首先合成氨基酸、脂肪酸等小分子有机化合物。在适当的条件下，这些小分子有机化合物可以进一步结合成更复杂的大分子有机物质，如蛋白质和核酸。经过进一步的进化，终于产生了一个自我更新的、非常复杂的分子系统，诞生了原始生命。当地球上出现非细胞形式的原始生命时，它们一定是厌氧和异养的，因为大气中仍然缺乏氧气。地球形成于约46亿年前，在澳大利亚35亿年前的Walla Onna群中发现的丝状细菌化石表明，生命的起源，即化学演化过程，应该发生在地球形成后约11亿年。生命的出现是地球进化史上最大的一次飞跃，使地球的历史从化学进化阶段走向生物进化阶段。

(2)原核生物的出现

原来的生命应该是无细胞的生命。为了保证生物与外界正常的物质交换，原始生命在进化过程中形成了细胞膜，出现了具有细胞结构的原核生物。细胞是生命的结构单位、功能单位和生殖单位，它的产生是生命史上的一次伟大飞跃。目前在地球上发现的最早可靠的具有细胞结构的化石是Walla Onna群中的丝状细菌化石。

(3)藻菌生态系统的形成

经过不断的分化和发展，地球上最早的异养原核细菌终于出现了能够进行光合作用，将无机物合成有机营养物质的自养原核蓝藻。蓝藻和细菌作为早期生物界的合成者和分解者，构成了物质循环中的两个基本环节，形成了一个完整的生态系统。从异养到自养，是早期生物进化的又一次大飞跃。

蓝藻是最早的释氧生物，它使地球原始大气中的氧气浓度不断增加，形成含氧大气。出现在天空的臭氧层吸收了太阳的紫外线辐射，改变了整个生态环境，为好氧生物提供了有利的生存环境。于是机体由无氧变为有氧，提高了能量代谢的效率。在加拿大的Gamflynn地层中，发现了距今约20亿年的完整细菌和蓝藻化石。

(4)真核生物的出现

从原核到真核是生物进化从简单到复杂的转折点。最早有细胞的生物是单细胞原核生物。原核细胞没有核膜和细胞器，结构简单。真核细胞有核膜，整个细胞分为细胞核和细胞质两部分。细胞核内有染色体，成为遗传中心，细胞质内有蛋白质合成，成为代谢中心。由于细胞结构复杂，可变性增强，使得真核生物能够发展成为高级系统。约13亿年前，在美国加州贝克泉组白云岩中发现了原核蓝藻和真核绿藻。在大约1亿年前的澳大利亚库泉组中也发现了绿藻。绿藻是最早的真核生物。

(5)动物的出现

随着真核生物的出现，动物和植物开始分化发育。动物的出现形成了新的三极生态系统。绿色植物(真核植物和原核蓝藻)通过叶绿素光合作用制造食物，是自然界的生产者；细菌和真菌是自然界的分解者；动物是大自然的消费者。地质历史上最早的动物化石是6亿至7亿年前的澳大利亚埃迪卡拉动物群，其中腔肠动物主要是水母类、海鳃类、环节动物和少数节肢动物，一些分类位置未定的疑难化石很可能代表了地质历史上曾经短暂出现并迅速灭绝的类群。从动物分化的程度来看，伊迪卡拉动物群属于晚期类型，并不是动物的原始代表。这表明后生动物已经出现，并经历了漫长的分化进化过程。

(6)海藻和无脊椎动物的时代

在生物进化史上被称为“海洋藻类时代”和“海洋无脊椎动物时代”。始于6亿年前，历时约654.38+7亿年。

植物仍以海藻为主，但很难作为完整的化石保存下来。因为植物的进化速度比动物慢很多，所以早古生代植物界一直停留在藻类阶段。藻类的大量繁殖不仅为海洋无脊椎动物提供了丰富的食物资源，而且通过叶绿素光合作用释放出氧气，为海洋无脊椎动物的发展准备了有利的生存环境。

继元古代末伊迪卡拉的后生裸动物群之后，早期出现了最早的钙质硬壳小壳动物群，包括软舌蜗牛、单子叶植物、腹足类、腕足类等。这与当时海水中含有丰富的钙有关。由于矿化事件，寒武纪保存的化石数量突然增加。这个时期被称为“非三叶虫时代”。进入三叶虫时代后，中国云南发现澄江动物群，距今5.7亿年。主要由水母、三叶虫、腕足动物、非三叶虫节肢动物、松鼠、海绵、节肢动物、软舌螺和藻类组成。是世界上保存最早的多纲动物群。该动物群的发现也表明后生动物在寒武纪之前经历了一个分化和辐射的历史过程。随后，腔肠动物、古杯、软体动物(双壳类、腹足类、头足类)、棘皮动物、牙形石、笔石等相继出现。其中，三叶虫进化迅速，生态分化明显，分布于世界各地，在动物界中占据绝对优势，因此被称为寒武纪的“三叶虫时代”。古生菌是地质史上最早的造礁动物。它生活在寒武纪早期，在中寒武世早期灭绝。它是生物史上第一种完全灭绝的造礁动物。

是自然环境有利于海洋无脊椎动物不断发展的时代，出现了层孔虫和苔藓虫，笔石、腕足动物和鹦鹉螺分化明显。树形笔石继续发育，有的生活在海底，有的则生活在远离海洋的地方，漂浮在世界各地。到早奥陶世中期，直笔石上升并迅速演化，是奥陶纪重要的分带化石。腕足动物出现第一个分化高峰，在数量上占重要地位。鹦鹉螺在晚寒武世开始出现，到了奥陶纪，分化明显，种类繁多，个体较大。它是一种生活在水中的凶猛食肉动物。珊瑚最早出现于寒武纪，中晚奥陶世大量繁殖。珊瑚与有孔虫和苔藓虫一样，是温暖浅海中重要的造礁动物。海洋无脊椎动物新类群的出现和多样化加剧了浅海和陆棚地区的生存竞争。

持续时间短，生物界起源于奥陶纪，但有新的发展。其中最重要的生物事件是三叶虫的明显衰退，笔石向单一化的进化，单笔石的兴起和发展。珊瑚主要是台板珊瑚和旭日珊瑚，出现了独特的链状珊瑚。腕足动物有内部结构更复杂的五腔壳和带翼壳的湿婆壳。鹦鹉螺明显减少，但仍有代表性。最大的节肢动物马蹄蟹最早出现在奥陶纪，在志留纪大量繁殖。志留纪末期，由于加里东运动的影响，海水逐渐退去。为了适应新的生活环境，一些生物从海洋生活转变为陆地生活。

(7)向陆地生命的转化和发展。

由于志留纪末的大规模海退，陆地面积逐渐扩大。由沿海浅滩绿藻演化而来的陆生裸子植物最早出现在志留纪晚期，泥盆纪开始生活在沿海沼泽低地。中泥盆世晚期，出现了根、茎、叶分化的原始石松类和节肢动物，泥盆世晚期，裸子植物在自然选择的作用下迅速灭绝。一般来说，志留纪末至中泥盆世称为“裸子植物时代”。到石炭纪和二叠纪陆生植物进一步发展，出现了石松属、节肢动物属、龟背竹属和原始裸子植物的种子蕨类和Koda，称为“蕨类植物时代”。从晚石炭世到二叠纪，各种植物极其茂盛，由于适应不同的气候条件，逐渐形成明显的植物地理区划。

陆生植物发展后，出现了大量与植物密切相关的昆虫，它们相互依存，相互制约，并行发展。最早的昆虫是最原始的无翅类型，最早的无翅化石出现在。已知最早的有翼昆虫出现了，当时最繁盛的昆虫是已经灭绝的古荨麻。昆虫区系变化明显，直翅目明显萎缩，开始出现许多现代类型。

(8)鱼类的产生和发展

鱼包括颚和颚。无颚类包括头龟和鳍龟。头龟形类包括活着的七鳃鳗和盲鳗以及古生代有甲的种类；鳍龟形类包括已经灭绝的不同种类的龟和开花的鲤鱼。最早的无颌类是异翅亚目。发现于北美落基山脉中奥陶纪的异特龙是脊椎动物最早的化石代表。在晚志留世，出现了最早的棘鱼和盾鱼，它们的颚是从无颚鱼分化而来的。有了上下颌，不仅可以被动吃微小的有机物，还可以主动猎取大的食物。骨骼鱼类，包括全鳍鱼、肺鱼和辐鳍鱼，最早出现于晚志留世晚期，与棘鱼有相同的祖先。盾形鱼最早出现在晚志留世，一直存活到早石炭世，泥盆纪是最繁荣的时期。软骨鱼类出现于晚泥盆世，可能与盾鱼有相同的祖先。泥盆纪时期，鱼类极其繁盛，故称“鱼时代”。骨鱼在现代鱼类中占有绝对优势，被称为“水中高手”。侏罗纪以来，软骨鱼类出现，如鲨鱼和鳐鱼，生活在深海的银鲨。

(9)两栖动物的出现

总鳍鱼登陆于泥盆纪晚期，是最早的陆生脊椎动物类型。脊椎动物在陆地着陆的过程中，首先要解决呼吸和运动的问题。总鳍鱼具有原始肺的结构，肉质的侧鳍可以在地上爬行。两栖类最早的代表是鱼石螈，是晚泥盆世发现于格陵兰和北美的一种齿状鱼类，具有明显的从全鳍鱼类向两栖类过渡的中间型性质。石炭纪-二叠纪是两栖动物最繁盛的时期，称为“两栖时代”。幸存的现代两栖动物包括蝾螈和青蛙。

(10)裸子植物和匍匐运动

石炭纪-二叠纪虽然开始出现裸子植物，但最繁盛的时期是中生代，所以称为“裸子植物时代”。这一时期的植物区系以苏铁、苏铁和针叶树为主。北半球银杏种类较多，南半球以针叶树为主。蕨类植物向裸子植物的进化标志着孢子繁殖向种子繁殖的转变。裸子植物适合在陆地上生活和传播，扩大了生存空间，形成了地球上的广袤森林，为爬行动物的发展提供了有利的生存环境。

石炭纪-二叠纪，蜥脚类由两栖类进化而来，附着于陆地方向，很可能是爬行类的祖先。经过长期的进化，产生了能适应干旱土地环境的羊卵。于是，爬行动物诞生了。从两栖动物在水中产卵和受精发展到爬行动物受精和产生绒毛膜卵，是脊椎动物进化史上的一次巨大飞跃。

恐龙是陆生爬行动物的主要代表。恐龙最早出现在中三叠世，分为蜥脚类和鸟臀类两个分支，是中生代占优势的陆生脊椎动物。由于爬行动物数量众多，除了绝大多数生活在陆地上，也有一部分回到水中成为水生爬行动物，比如最早的鱼龙和新的蛇颈龙。有的发展成为在空中飞行的爬行动物，称为翼龙，如德国侏罗纪发现的Rhamphorhyn-chus，靠前肢的两片张一膜飞行。另一种会飞的爬行动物翼龙(Ptercdactylus)，由喙嘴龙分化而来，主要生活在侏罗纪晚期至白垩纪。

爬行动物是中生代地球上的优势脊椎动物，因此中生代被称为“爬行动物时代”或“龙的时代”。到白垩纪末期，世界各地发生了显著的地质事件，引起地表自然环境的巨大变化。由于恐龙无法适应当时快速变化的环境，伴随着爬行动物的大衰退，恐龙无论是陆栖、水生还是飞行类，都在白垩纪末期相继灭绝。爬行动物中，只有喙蜥、鳄鱼、龟和鳞(蛇和蜥蜴)保留下来并延续至今。

对于恐龙的灭绝有不同的解释。很多人认为恐龙集群的灭绝与地外原因导致的灾难性事件有关，如超新星爆发、小天体撞击地球等。

(11)鸟类的出现和发展

鸟类是爬行动物的一个分支。鸟类的大脑和神经系统都已经发育，心脏完全分离。它们是温暖的脊椎动物。从变温爬行动物变成恒温鸟类，是脊椎动物进化史上的一大飞跃。温血动物(鸟类和哺乳动物)的体温相对稳定，不受外界温度的影响，从而增强了对气候的适应能力，扩大了地理分布。

鸟类最早的化石代表是德国的晚侏罗世Ar-chaeopteryx，是爬行动物向鸟类过渡的中间类型，也是鸟类最早的代表。另外，1986年，在美国德克萨斯州发现了一种新的鸟类化石，命名为Protoavis，意为“原始的鸟”。它是三叠纪，比始祖鸟更早，但比始祖鸟更接近现代鸟类。所以有人认为始祖鸟可能是鸟类系统进化中的一个侧支。鸟类的起源和早期发育有待进一步研究。

(12)被子植物和哺乳动物

被子植物出现于早白垩世晚期，中晚白垩世迅速繁殖，新生代繁盛，取代裸子植物成为植物界最高类群，开创了被子植物时代。被子植物的起源至今尚无定论。

被子植物比裸子植物具有更先进的内部结构和完善的生殖器官。被子植物的迅速发展和更广泛的地理分布，为依赖植物的动物界提供了丰富的食物资源，促进了昆虫、鸟类和哺乳动物的大发展。人类的生活也与被子植物的发展密切相关。

最早的哺乳动物是从三叠纪似哺乳动物的爬行动物中分化出来的。在新生代，由于板块的分离或聚集，气候的分化以及被子植物的迅速发展和广泛分布，哺乳动物迅速分化和辐射，导致了前所未有的发展，取代了爬行动物，在地球上占据了优势。由此，脊椎动物的进化进入了更高级的阶段——哺乳动物时代。从爬行动物的变温产卵，发展到哺乳动物的恒温、胎生、哺乳，以及高度发达的神经系统和感觉器官，是脊椎动物进化史上的一大飞跃。

一般认为中生代古生物与白垩纪和新生代的有袋类和胎盘类是同一祖先。白垩纪，有袋类动物广泛分布于世界各大洲，第三纪在南美洲繁盛，但现代只生活在澳大利亚。胎盘是比有袋动物更高级的哺乳动物。最早的胎盘是白垩纪出现的小型食虫动物。新生代以后空前发展，分化辐射了很多分支。其中一种是适合飞行生活的翼龙和蝙蝠，由古新世的一种树栖食虫动物演化而来。另一种是适应海洋生活的鲸类，保留了从陆地祖先那里继承的肺呼吸，这是一种进化趋同的现象。啮齿动物，包括活松鼠、海狸、家鼠等。，是哺乳动物中最成功的一类，无论是种类、数量还是分布区域，都在哺乳动物中占优势。食肉动物分为古食肉动物、新食肉动物和鳍状肢动物。古新世和始新世出现了大量来自古代食肉动物的辐射。始新世末，新的食肉动物大量出现，如活猫、老虎和狗。新的食肉动物出现后不久，海洋翼足类(海狮、海豹、海象)开始出现。

最原始的哺乳动物主要是食虫动物。踝节肢动物，一种古老的有蹄类动物，也是由原始的食虫动物进化而来，是从食虫动物发展到食草动物过程中最原始的分支，是大多数有蹄类动物的* * *祖先，包括马、貘、犀牛等奇数蹄类动物和猪、牛、羊等偶数蹄类动物。

大象的祖先可能是由早期的脚踝节肢动物进化而来。最早的大象是始新世晚期到渐新世早期在北非发现的祖先象(Moerither-ium)，有猪那么大，第二对门牙还没有形成大象特有的门牙。古乳齿象是祖先大象的直系后代。它的身体大约是祖先大象的两倍，它的上门牙是细长的。它们大多在第四纪灭绝，少数生活在早更新世。真理类由乳齿象进化而来，分为剑齿象类和真理类。中国有许多大象化石。如甘肃早更新世剑齿象化石命名为黄河古象，晚更新世华北、东北地区有猛犸象广泛分布。大象的进化趋势是个体增加，鼻长，象牙大。今天只剩下非洲象和印度象。

在奇数蹄动物中，马的进化是研究得最清楚的。马的最早代表是始新世早期的Hyracotherium，体型和现代狐狸一样大，前脚有四个脚趾，后脚有五个脚趾。渐新世出现中趾龙，前后足仅有三趾，均着地。西玛和马忠都住在森林里。mery-chip us出现在中新世，前后脚只有三个脚趾，中间只有65，438+0个脚趾，两边已经退化。自从草原上有了古代的马，马就演变成了草原上驰骋的生命。到上新世，单趾马开始出现，命名为Pliohippus。现代的马(马)出现在第四纪。马的进化趋势是个体增大，腿脚变长，侧趾退化，中趾增强，前磨牙磨牙，颊齿冠增大。

始新世开始出现偶蹄类，渐新世、中新世、上新世发展很大。从更新世到现在，它们在食草动物中无论是种类还是数量都占优势。偶蹄目分为猪、骆驼和反刍动物。始新世早期就出现了猪形动物，而且都是小型的偶蹄类动物，比如始新世的双锥齿动物和戈壁猪形动物。渐新世至上新世，身体变大。更新世出现了类似现代野猪的猪。骆驼出现在始新世晚期，也是小型偶蹄动物。从始新世的第一只骆驼，渐新世的鹿驼，到中新世和上新世的瓜纳科，再到现代亚洲的真骆驼和南美洲的羊驼。反刍动物包括鹿、鹿、长颈鹿、牛、羊、羚羊等。这种草的主要特点是消化系统复杂，能很好地加工消化粗草。麋鹿是最原始的反刍动物。在中国发现了许多鹿的化石，包括中新世的冠鹿、上新世的上新鹿、更新世的思乡鹿和大角鹿。

(13)从猿到人

动物界中人类的近亲是类人猿。现代猿类包括长臂猿、猩猩、大猩猩和黑猩猩。猿在外貌、面部表情和内部结构上与人类相似。在类人猿中，黑猩猩最接近人类。

根据化石资料，从猿到人，经历了drypith-cus-cus、Ramapithecus、Australo-pithecus和Homo四个阶段。森林南猿在渐新世晚期和中新世中期繁盛于欧洲、亚洲和非洲，是各种现存猿类的祖先。拉马克猿约在15万年前由森林猿进化而来，生活在15万~ 800万年前。这种化石最早发现于印度西瓦利克山(1932)，后来在非洲、欧洲和中国云南都有发现。一般认为Lamarcinopithecus是猿类向人类过渡的早期代表，是人类科最早的成员。但近年来新发现的化石增加了拉马克斯是原始人的怀疑，也有人认为是进步的猿类。南方古猿化石首次在南非发现(1924)。南方古猿生活在距今约300 ~ 100万年前，其原始类型可能是类人猿向人类过渡阶段晚期的代表。从南方古猿到现代人。劳动在从猿到人的进化过程中起着重要的作用。因为劳动，身体的姿势由半直立变为直立。劳动和语言促进了大脑的发展，大脑的发展加速了从猿到人的转变。

(14)人类发展

人类的发展过程一般分为四个阶段:早期猿人阶段、晚期猿人阶段、早期智人阶段和晚期智人阶段。

早期猿人阶段。出现在更新世早期，以能人为代表，654.38+0.75万年前的一个坦桑尼亚人。在这个阶段，人类具备了人类的基本特征，但仍有许多原始性。能直立行走，会制作简单的碎石工具。它看起来像猿，但它的大脑有700毫升，比现代猿的大脑大。

晚期猿人(直立人)阶段。出现在中更新世，以北京直立人和爪哇直立人为代表。与北京人几乎同时期的还有蓝田直立人和海德堡直立人。在这一时期，猿人的体型有了明显的进步，有了人类的身体和类人猿的头骨，但大脑很大，从715到1225 ml不等，直立行走的姿势接近现代人。文化上，制造了更先进的石器，使用了自然火。它比早期猿分布得更广。

早期智人(古代人)阶段。古人生活在10 ~ 20万至5万年前，广泛分布于亚洲、非洲和欧洲的许多地区，以德国的智人尼安德特人为代表。中国发现的古生物化石有广东马坝人、湖北长阳人、山西丁村人等。古人的大脑已经达到了现代人的水平，制造石器，以渔猎为生，制造人工火。与北京人相比，丁村人的石器制作技术有了显著提高，加工更加精细。

晚期智人(新人)阶段。出现在近5万年，代表是法国智人智人。在中国，有北京周口店、内蒙古河套、广西柳江、四川资阳的山顶洞人。新人在形式上很像现代人，在文化上有雕刻绘画艺术，装饰品也出现了。新人比古人分布更广。不仅在亚洲、欧洲和非洲发现了新人类的化石，在大洋洲和美洲也发现了。在新的阶段，现代人种，包括黄种人、白种人、黑种人和棕色人种，开始分化形成并广泛分布于世界各地。柳江人是现代黄种人的祖先，克罗马农人是欧洲现代白人的祖先。