复杂生物的起源和早期演化

复杂生物,包括动物、陆生植物、真菌和宏体藻类等,它们是寒武纪至现今地球生物圈的主体.根据化石记录,地球生命自38亿年前起源以来,有近30亿年是单细胞的微体生物世界,直到距今10～8亿年的新元古代早期,复杂生命才开始出现.成冰纪可靠的化石记录极少,我们对这近1亿年生命史的认识非常有限.在埃迪卡拉纪,丰富的化石记录和分子钟的估算结果均指示,复杂生物已经发生了适应辐射,也进一步诠释了达尔文的自然选择学说.现如今,如果还以宏体复杂生物化石的大量出现来定义“显生宙”,它应该包括埃迪卡拉纪更为合适.距今18～8亿年的元古宙中期是地质历史上持续时间最长、环境最为稳定的时期,生物演化也似乎处于停滞状态,被地质学家称为“枯燥的十亿年”.本文根据现代生物学的研究进展,结合以往报道的化石资料,特别是对近年来中国一系列新化石的发现进行综合分析,认为:正是在这长期稳定的环境中,原生生物和原核生物悄然地发生了寄生、共生和基因转移等一系列相互作用,演化出了复杂生物各大类型的单细胞祖先,并进一步实现了多细胞化和细胞分化,“枯燥的十亿年”并不“枯燥”,它建造了复杂生命的根基.     

Medicines恐怖的不速之客：人体十大寄生虫

作为地球上最成功的物种，人体吸引了许多不邀自来的“食客”。我们的身体里寄居了成百上千种病毒、细菌、真菌、原生动物和节肢动物。病毒是最早的寄生物种，然后是细菌，之后随着多细胞生物的进化，更复杂的寄生“食客”纷至沓来。地球1亿物种中有一半为寄生物种。     

恐怖的不速之客：人体十大寄生虫

作为地球上最成功的物种,人体吸引了许多不邀自来的“食客”。我们的身体里寄居了成百上千种病毒、细菌、真菌、原生动物和节肢动物。病毒是最早的寄生物种,然后是细菌,之后随着多细胞生物的进化,更复杂的寄生“食客”纷至沓来。地球1亿物种中有一半为寄生物种。以下十种令人恐怖的小小虫子,相信一定没人愿意让它们在自己的身体里“安家落户”。     

地球上最古老的“鸟”

英国古生物学家近期揭开了一种会飞的远古爬行生物的神秘面纱。这种生物距今已有2．35亿年。这种名为孔耐蜥的生物背上长有鳞状翅膀，可飞行超过9m的距离，它们通常生活在欧洲亚热带森林里。专家称，这种酷似蜥蜴的爬行生物体长可达0．6m。20世纪50年代，在英国布里斯托尔附近就首次发现这种早已灭绝的生物化石。经研究后认为它们出现在晚三叠纪时期，即2．35亿年到2亿年前，早于侏罗纪恐龙时期8千万年，同时还早于已知的最早鸟类——始祖鸟5千万年。     

共生功能体：生物学认知模式的转变

<正>“共生功能体”这种超有机体由存在于其中的动物、植物和微生物组成。“一个人身上有多少细胞？”这听起来像是个喝了酒以后问的蠢问题，但其实这也是个深奥的哲学问题。一般来说，一个体重70千克的成年人大约拥有37万亿个细胞。这些细胞全部来自那个让此人诞生在世界上的受精卵。但从另一个角度来说，如果算上我们身上的全部古菌、细菌、真菌、原生生物，我们身上其实有比37万亿多一倍的细胞。这些生物遍布于我们的口腔、肠道、皮肤、呼吸道，     

超越线粒体：细胞如何获得那些复杂组件

<正>于细胞而言,线粒体可不止是“能量工厂”。约15亿年前,一件影响深远的重大事件发生了：两个小小的原始细胞合二为一。这一融合从根本上改变了我们星球的演化进程,其影响程度也许超越了除生命诞生以外的任何事件。一枚细胞进入另一枚细胞并留于其内,最终演化为线粒体——一个连小学生都会学习并知晓是“细胞的能量工厂”的结构。这一新结构为其宿主提供了巨大的能量优势,即为后来复杂的多细胞生命演化提供了先决条件。     

科学发现

地球上最古老的"鸟"英国古生物学家近期揭开了一种会飞的远古爬行生物的神秘面纱。这种生物距今已有2.35亿年。这种名为孔耐蜥的生物背上长有鳞状翅膀,可飞行超过9m的距离,它们通常生活在欧洲亚热带森林里。专家称,这种酷似蜥蜴的爬行生物体长可达0.6m。20世纪50年代,在英国布里斯托尔附近就首次发现这种早已灭绝的生物化石。经研究后认为它们出现在晚三叠纪时期,     

二十一世纪面临的九大科学难题

1:生物学难题———生命是怎样开始的地球上一切生命最古老的共同祖先,第一个能够复制自身的原始细胞,是由构成宇宙间98%的物质六大元素,即氢、氦、碳、氮、氧、氖组成的。然而,这些无机元素是怎样形成具有生命的原始细胞的,至今仍是一个谜。1922年,苏联生物化学家亚历山大·奥巴林提出一个著名的假说:生命来自闪电。太阳和地球自身的放射性能量作用于大气层中的无机分子,使之变成有机分子。有机分子在地球湖泊、海洋提供的“原始汤”中“定居”,发展成为原始的生命。1950年,美国芝加哥大学第一次用实验来验证奥巴林假说。他们模拟“原始汤…     

生命起源应该如何认识与研究

1993年，笔者曾在《世界科学》（1993．[2]）上发表了“地球原始有机圈与生命起源同源说”一文，其中重点有三：一是将地球上生命的起源与原始有机圈的起源联系起来作为一个主题进行研讨，即‘以“地球原始有机物（圈）及生命的起源”这一命题来代替传统提法“地球生命的起源”’；二是提出“地球作为一个行星的诞生不仅仅是原始（太阳系）尘云物质的凝聚、集结，而且是自前地球尘云时期起，到地球形成，直至生命出现，形成生物圈，其中有机物与无机物都是同源共生、同步演化和相关发展的”，即“地球由原始弥漫态星云到凝聚态星球体的形成…     

从简单到复杂

生物有机体由单细胞向多细胞转变经历了二十多次的独立进化过程。在动植物这样的复杂生物的起源问题上,这种转变能告诉我们什么?鉴于大多数有机体的复杂性——精密的胚胎发育、迥异的多组织类型、无数细胞间的错综协调     

什么是分子钟?

在我们细胞中的DNA秘藏着长达三十几亿年的生物进化史。对这种“分子罗塞塔石碑”加以破译,也许能再现进化的宏伟史剧。在这部杰作的驱使下,“分子生物学的香坡利翁”们在该学科创立之后不久便赶     

科学之窗

西伯利亚可能是动物最早的家园三叶虫,这种被认为是在化石记录里出现最早的原始甲壳类生物,有可能起源于现在生命几乎绝迹的西伯利亚。这是佛罗里达大学和堪萨斯大学的地质学家经过两年研究得出的结论。三叶虫是蟹和虾的祖先,灭绝于2.5亿年前,在地球上留下了数百万的化石。科学     

反向转录的发现——分子生物学的一个重要成就

现代生物学的主要目标之一是研究生物体内信息是如何隐藏在分子结构之中,而这种信息又是如何从一个分子向另一个分子转移的。许多生命的重要现象,如胚胎细胞的分化,正常细胞转变成肿瘤细胞等重大课题,只有在弄清上述问题后,才有可能得到根本解决。五十年代以来,人们已经搞清楚了,细胞的遗传信息是藏在一种叫做脱氧核糖核酸的生物高分子中。脱氧核糖核酸简称为DNA。DNA由两条长链分子组成。它们相互绕在一起构成了一种所谓双螺旋的结构。DNA虽然是一个极大的分子,但它主要由四种不同的碱基组成。四种碱基以各种不同的次序排列,就构成了不同的DNA分子。生物体内的“信息”就是通过这种方式,“写在”DNA分子上。在正常细胞里,     

水母也许才是地球上最原始的生物

正长期以来,海绵都被认为是地球上最原始的生物。但最新研究认为,海绵作为最早生命祖先的角色或被一种被称为"栉水母"的凝胶状海洋生物取代。海绵拥有原始神经系统,栉水母则不仅拥有复杂的原始神经系统,还拥有能构成神经和肌肉细胞的复杂原始细胞。由美国科学家约瑟夫·瑞安领导的一个研究小组     

能起“死”回生的糖

如果没有水,几乎所有的动植物都不能生存,但有些却能在没水的情况下生存。这些生物无水时,表面上象是干枯死亡了,但一旦获得水份,它们就会复活,而且丝毫没有损伤的痕迹。美国加州大学戴维斯分校的一个研究小组发现这是一种糖“特利赫罗”的缘故。科学家在这些干枯的生物身上发现这种糖的含量很高。他们认为这种糖起了不使这些生物的细胞完全干枯的作用。一旦接触到水,水份就逐渐渗入细胞,并使细胞恢复生机。这个研究小组对一种小蚯蚓进行了研究。无水时它会变得十分干瘪,并保持很长一段时间,有水时又能复活。它在逐渐变干时会产生大量的这种糖。由于这种蚯蚓太小,科学家无法直接研究这种     

谁打开了潘多拉魔盒

肆虐一时的“非典型性肺炎”使许多人突然意识到:我们生活的周围环境原来竟是如此的脆弱,人类引以自豪的许多成就和进步在SARS这种从未听说过的疾病面前居然如此微不足道。在最初的惊慌和恐惧之后,人们开始用理智和冷静的目光去审视造成这场灾难的元凶:病毒。病毒是世界上最小的生物,一滴血液中包含的病毒可能多达60亿之多！     

可以控制的记忆力

人一上了年纪,就会觉得“记性越来越差”,真是这样吗?美国、英国与日本等国的科学家披露,有关大脑科学的最新研究成果推翻了人们的这种看法。池谷裕二的“海马学说”东京大学医学博士池谷裕二博士在最新出版的日本《现代》杂志上撰文说,人的脑神经细胞在出生时数量最多,约有1000亿个。随着人的发育,脑细胞逐渐减少,每天要减少数万个,也就是说每秒钟都要减少一个,但是这种“减少”与记忆几乎没有关联。     

生命的奥秘(上)

说来真让人奇怪,我们对远在100亿光年之外的地方,通过太空望远镜倒能看清楚,而对脚下10000公里处的地核,反而了解模糊。进一步缩小范围,对我们自身———生命的了解,更是疑难重重,困惑甚多。科学界对生命提出了十大疑题。一是生命如何开始?1953年,一系列著名的实验表明,生命的某些化学要素,诸如氨基酸等,可能在大气中自发形成,而且在原始的地球上盛行着这一过程。因此,人们认为早期的海洋也许是涌现生命的原始“浓汤”。可是50年来,对这个问题的探索仍然不能深入。例如,一种具有简单分子的原始“浓汤”,如何可能涌现出DNA和蛋白质系统。这…     

小妖精鲨鱼

正这种怪异的生物你绝对没看到过,该物种的数量稀少,因此极其罕见。它们是保留了远古鲨鱼血统的最后一种生物,具有一些原始特征,因此被科学家称为远古鲨鱼的"活化石"。它们是已经存活了1.25亿年的尖吻鲛科的唯一物种。这种怪异的鲨鱼生活在深海,行踪十分神秘,外形也十分丑陋。其最显著的特征是长而扁平的鼻子,突出的像钉子般的牙齿,以及粉红色的皮肤。     

安徽淮南新元古代原始三叶虫(?)化石发现及其地质意义

一、引言 三叶虫出现于距今5.43亿年前的寒武纪,现已绝灭.出自于安徽淮南新元古代地层中的原始三叶虫(?)化石是迄今为止世界上最早的三叶虫化石,其时限为距今7亿年前.本文阐述了该化石的特征,并探讨了该化石及其产地在地球早期生物演化中的作用.