第一节 蓝色星球上的生命

现代科学研究成果表明，运动的基本方式有微观粒子的运动、机械运动、物理运动、化学运动和生命运动。物质从低级运动方式向高级运动方式发展，生命在运动过程中经过复杂的演化而产生。恩格斯在《家庭、私有制和国家的起源》一书中指出，生命的起源并不是同细胞联系在一起的，因为细胞是具有比较复杂结构的事物。他认为生命的起源可以分为两个阶段:第一阶段，即非生命的物质逐渐发展成具有新陈代谢机能的蛋白体，即非细胞形态的生命物质。第二阶段，由非细胞形态的生命物质逐渐发展成细胞。

奥巴林把生命起源分为三个主要阶段:①由无机物在高温下产生了某些简单的有机物;②简单的有机物发展到复杂的有机物;③由蛋白质发展到具有新陈代谢的蛋白体。

奥巴林与恩格斯生命起源的假说逐渐被后来的研究者所接受，但这并不是唯一的结论，在这个问题上还有许许多多的课题需要进一步研究。因为宇宙是无限的，每一秒钟都在变化，在宇宙中，类似地球的星球不可胜数，我们可以肯定地说，那里也有生命的存在，它们可能为地球输送过生命的元素。

科学家告诉我们，从最古老的沉积岩形成的时间算起，地球的年龄大约有40亿年。地球之所以出现生命，与太阳向地球输送大量的热能有关。在沉积岩存在的整整20亿至40亿年时间里，地球上的气候发生过无数次变化和波动。地球的气候发生突变性转折标志的时期，应该是冰川时期的到来。科学家认为最近的一次冰川时期发生在20亿年前，在加拿大南部、南非、印度中部和澳大利亚西部都发现了冰川沉积物。地球经历了若干次冰川时期的变化，大约在10亿年中，至少发生过6次大的变化，每次发生的间隔大约为1.5亿年，持续约5000万年。冰川时期开始是缓慢的、持续的，到了6500万年前，南极开始形成冰川，冰面越来越大，然后变小又扩大，形成了厚厚隆起的冰原。到2000万年前，冰川开始扩散移动，并覆盖了阿拉斯加山区。到了新的冰川时期，即更新世时期，大约在200万年前，大量的冰川开始移动，冰期与冰期不断地反复交错，最后结束了整个冰期的过程。

我们知道，生命发展本源的直接材料是化石，化石是古代生物的遗体、遗迹，大部分是由生物坚硬的部分经过化石过程而形成的。后来，由于地球地层的变动和海陆的变迁，在水里形成的化石随之上升到陆地上来，这样才被发现。根据化石和地层结构的变化，我们把地球上的古生代生物分为六个纪:

(1)寒武纪的生物都是海洋里的生物，按照海洋动物群化石来判断，整个寒武纪的气候大致相同。那时的海洋有十分丰富的藻类和各种各样的无脊椎动物，但没有脊椎动物。无脊椎动物有腕足类、软体动物、环形动物、节肢动物以及其他。节肢动物以三叶虫为主，化石最丰富，约占所有动物化石的60%。腕足类的动物也特别多，大部分是海洋动物。根据堆积巨厚的钙质沉积物来判断，早期寒武纪的西伯利亚海是暖海。中期寒武纪在现在的西伯利亚苔原地区沉积了巨厚的石膏层、硬石膏层，以及钠、钙、镁、钾层，显然这时气候是炎热而干燥的。

(2)奥陶纪的海洋存在着各种各样的无脊椎动物。笔石动物是一种随海洋漂浮的动物，它分布广，繁殖力强。这一时期腕足类、螺、三叶虫很多。开始出现了珊瑚、海百合、鹦鹉螺和介型虫等节肢动物。值得注意的是还第一次出现了脊椎动物———甲胄鱼。

(3)志留纪的无脊椎动物继承了奥陶纪的类型，但某些类型得到发展，某些类型则衰败了。得到繁殖的有珊瑚、腕足类、海百合等。笔石和三叶虫都在逐渐减少，这一时期无脊椎动物海蜗占有重要位置。以绿钙藻类为例，它们从早志留纪起就存在了，在北纬80°的格陵兰地区和喜马拉雅山以南地区分布比较广泛。

(4)泥盆纪的海洋生物仍然很繁盛。腕足类达到了繁荣的顶点，珊瑚和海百合很多，三叶虫继续衰败，软体动物中第一次出现了菊石。这个时期又被称为鱼类时代，开始有了完整的化石，它们是盾皮鱼的祖先。从盾皮鱼才发展出软骨鱼和硬骨鱼，这些鱼类在泥盆纪都出现了。这一时期陆地上也是繁荣的，种子厥长成了森林，个别的植株高达40尺。与此相联系的陆地动物有几种蜘蛛、一种虱和陆上的螺。此外，还有最早的路上脊椎动物双椎螺。那时候的气候特点是温暖和炎热。在苏格兰平均温度不会低于现在，根据休尔德的考证，老红砂者的植物群不能提供能够说明当时气候情况的可靠标志。

(5)石炭纪是煤大量形成的时期，一般分为始石炭纪和后石炭纪。这一时期有大量的石灰岩，它不是来自珊瑚，而是来自孔虫和海百合，这个时期海百合达到了繁荣的高峰。始石炭纪是煤大量形成的时期，那时候森林非常广茂，出现了最早的爬行类化石。有些学者认为只有在潮湿的气候条件下才能形成煤，其根据是即使是现在的煤炭也形成于温带。大多数专家得出了一个结论，即当时植物是在温暖的环境下生成的。科学家认为石炭纪形成了三个植被型:赤道热带型、北温带气候地带型、南温带气候地带型。后石炭纪冰川作用的发育和成熟，在南半球主要是非洲南部、澳大利亚南部、阿根廷与巴西有所体现。北半球的冰川作用比南半球弱，在北美、美国的大西洋沿岸和阿拉斯加也发现了晚古生代冰川作用的痕迹，在石炭纪末，北半球气候明显变冷。

(6)二叠纪的海洋生物同石炭纪的生物相似，但海百合已经衰败，三叶虫到二叠纪末期已经全部灭绝。这个时期最突出的是爬行类的发展。最早的爬行类是杯龙类，它同迷齿类相似，可能是由迷齿类发展而来的。二叠纪显示出地球存在干燥地带的迹象，在欧洲石炭纪占据了优势，并由石松类的蕨类组成潮湿的森林，气候带表现得很明显。一些地区主要为荒漠气候，另一些地区为湿润的气候，聚积了巨厚的煤层、煤田。

中生代的生物主要包括三个纪:三叠纪、侏罗纪和白垩纪。三叠纪时迷齿类、两栖类得到了最大程度的发展，恐龙和类似哺乳类的爬行类动物开始出现。到了侏罗纪时出现了始祖鸟(中国学者认为有一种叫“原羽鸟”的比始祖鸟更早存在)，一些早期的哺乳类动物也相继出现。这个时期最突出、最活跃的是恐龙、翼龙和鱼龙。白垩纪末期发生了一次造山运动，由于大陆板块的变化和碰撞，恐龙、翼龙、鱼龙全部灭绝(也有人认为是由于彗星撞击地球导致恐龙毁灭)，陆地上几乎所有的动物都不复存在。

三叠纪时，欧洲、北美洲继续干旱，但是植物群中的银杏类植物占据了优势。新西伯利亚群岛和法兰士约瑟夫地群岛的植被，证明了当时的气候温和凉爽，树木有明显的年轮。在南极地区南纬63°的格雷厄姆地区有大量的蕨类、苏铁类，这一切都说明当时的南极地区气候温暖，给植物和动物提供了生存的空间。白垩纪时期已经形成了南半球温带。地质学家认为这时的荒漠开始占据亚洲的中部，在地中海和赤道地带分布着造礁厚壳蛤珊瑚和菊石类及其他动物。

新生代生物分为两纪:第三纪和第四纪。哺乳类动物在这一时期达到了高峰，在法国、英国的部分地区海中生长着软体动物爱神蛤(Astarte)、美人蛤(Axinus，Cyprina)等。伏尔加河流域气候潮湿温暖，那里生长着棕榈、蕨类、常绿的栎、樟科乔木和冬青。始新世时期，欧洲的气候变得更加温暖，地中海热带的货币虫和珊瑚礁有很大的发展。渐新世时，欧洲又重新变冷，但依稀可以见到热带植物。中新世时的欧洲气候又开始变得温暖，西欧的植物群类似于中国南部和外高加索的现代植物群，生长十分茂盛。在塞瓦斯托波尔发现了陆生哺乳动物群，有羊角羚牛、古鬣狗、无角犀、三趾马。上新世时期气候明显变冷，在极地形成了冰堆积体，欧俄地区的河流冬季时开始结冰，这个时期还发现了花岗岩和正长岩巨砾，同时也发现了河马化石。第四纪时期的特点是存在着异常广泛的冰川作用。在欧洲冰盖沿第聂伯河南下到北纬48°，在美洲沿密西西比河谷南下到北纬37°以南，在南半球冰川作用下从赤道起的整个安第斯山脉以及非洲南部的热带地区，一直到南澳大利亚、塔斯马尼亚、新西兰南岛、新几内亚，在阿尔卑斯山脉、喀尔巴阡山脉、阿特拉斯山脉、小亚细亚、高加索山脉、天山山脉、阿尔泰山脉、喜马拉雅山脉、昆仑山脉、夏威夷群岛都有冰川形成的痕迹。现在有冰川的地方，过去冰川所在的高度更低;现在没有冰川的地方，在冰川时期就有了冰川。现代地质学研究表明，南北半球的作用是同时发生的，两个半球的空气温度和海洋表面温度下降也是同时发生的。

近年来，有些科学家认为，地球上的生命产生于外层空间的作用，在模拟星际尘雾过程中，发现有16种氨基酸是人体的重要组成部分。研究结果表明，在40亿年前当地球上首次出现生命时，来自太空简单的有机物可能为生命的出现提供了广阔的空间，正是这些宇宙间的陨石给地球带来了氨基酸等生命形成的“胚胎”，由此产生了关键的生命物质，地球上的生命体才得以出现。

图1 古生代早期生物