“寒武纪大爆发”事件探秘

小引最初的地球生命诞生于38亿年前,可是在起初30多亿年的岁月里,生命却一直缓慢地进化。出乎意料的是,进入寒武纪后生命突然加快了进化速度,在不到1000万年的时间里,各种动物爆炸似地出现。这就是地球生命演化史上著名的"寒武纪大爆发"事件。1859年英国生物学家查尔斯·达尔文在《物种     

地球生命的起源

宇宙创生于大爆炸,在其后的恒星形成和星系演化过程中各种生命所需的元素不断合成.45.6亿年前,太阳系在银河系的宜居带形成并开始演化,与此同时,地球在太阳系的宜居带上开始朝宜居行星演化.在地球的前生命演化阶段水的海洋已经形成,且拥有丰富的简单有机碳化合物、具催化功能的过渡金属化合物及携带能量的氢气、硫化氢和甲烷等.上述各种物质聚集在近地球表面高能、专门化的、封闭的微小地球化学单元中逐渐演化为初步具有生化功能的单元,最终脱离地球化学反应空间的约束而形成能够独立进行能量代谢和遗传物质合成的生命个体.从能量和地球化学的角度看,将氢气/甲烷合成为有机质的生化过程在早期和现代地球上均不难发生,这也是生命自养起源说的基本假设.地球早期还原大气可经由太阳辐射形成简单有机分子,而陨石和彗星也可将星际有机分子输送到地球,因此地球早期的海洋可能是充满简单有机分子和营养盐的环境,此环境支持生命异养起源假说.从前生命有机化学演化到第一个细胞的形成可能只需要很短的时间.虽然目前已知的地球上最古老的微生物化石是35亿年前形成的叠层石,但在地球的海洋形成之时,即38.5亿年前,生命就可能已经存在于地球上了.     

元古代与生命进化——从生态学和进化角度探索环境与生命的关系

元古代（距今25亿年前至距今5.45亿年前）是地球和生命进化历程中一个非常重要的时期。元古代也是古生代寒武纪（距今5.45亿年前至距今5.2亿年前）的前夕。距今38亿年前地球最早生命诞生以来,至元古代早期第一个真核细胞开始出现;从无性分裂或出芽繁殖的原核生物到有性繁殖的真核单细胞生物以及从单细胞的原生动物到真核多细胞的后生动物的进化,无疑是生命进化过程中非常重要的事件。古生代寒武纪发生了震惊生物界,并且在全世界产生了意义深远的生命大爆发。因此,元古代的环境与生命进化具有承前启后的重要意义。     

太古代生命对环境温度的适应性进化

科学家通过对细菌和古菌以及早期地球环境的分析,推测地球上生命的共同祖先(LUCA)是在嗜热环境中形成并生存的,但早期生命的遗传物质是RNA,而RNA在高温环境下是不稳定的.法国里昂大学Manolo Gouy与合作者利用现代分子进化模型分析了核糖体RNA和蛋白序列,结果支持在生命树的进化历史上     

生命诞生早期的物理与化学过程

正在地球生命诞生早期的物理化学过程中,出现了非生命物质一有机小分子一生物大分子一原核细胞的进程,因为这一进程的完成,原始生命才有可能诞生于地球的原始海洋中。随之,才出现了以自然选择为机制、漫长的、至今仍在继续的生命演化。     

火星生命

<正>地球是宇宙中迄今为止已知存在生命的唯一天体。火星与地球在很多方面有相似性,但为什么我们没有发现火星生命？火星上是否存在或存在过生命？生命的演化需要什么条件？一项新的火星探索任务致力于寻找——红色星球——火星作为地球的邻居,一直在引发人类的遐想。探测器发回地球的图像表明,火星表面非常荒凉。但与地球一样,火星也有沙漠、峡谷和山脉,只是火星的沙漠中没有仙人掌,其他地方也不见生命迹象。那么,火星上难道从来没有生命存在？     

现代6大物种进化现象

物种进化不仅仅发生在远古的历史长河中,其实地球上的所有生命,包括人类,每天都处于适应新环境的进化过程中,有些进化现象的案例可谓令人震惊。     

角马为什么没有进化出“轮子”？

正有些适应性进化似乎从未出现过,是因为进化的创造力是有限的吗?从地球上最简单的生命形式到如今多彩多姿、丰富多样的生命形式,进化的神奇与美妙令人惊叹。但如果进化具有无限的创新能力,那么,为什么没能进化出有轮子的动物?显然,进化的创造力也有一定的局限性。那么,这是否意味着某些东西也许永远无法进化出来,否则,为什么至今植物没有进化出飞行能力?     

植物的起源和进化:塑造自然的动力

正繁荣而多样的生物圈让地球成为茫茫宇宙中的一颗明珠。但在形成伊始,条件恶劣的地球上最早的原始生命只是一些构造简单的厌氧化能异养生物。随着营养方式发生改变,一部分原始生命进化为通过光合作用进行自养生活的原始藻类。这些原始藻类的出现从根本上推动了整个地球和生物界的发展和进化。原始藻类光合作用所释放的氧气使大气氧浓度增加,逐渐形成能够阻挡紫外线直接辐射的臭氧层,从而深刻改变了整个地球的生态环境。海洋中的原始     

“螺旋式”生物地史分布表

地球上生命的起源和生物进化的整个历史,都是在地质时期进行的。我们将地球历史过程中生物发展进化的状况,概括地描绘在由老到新的地质年代表里,就是我们常说     

"生命之树"的谱系年代学研究

目前国际上已经启动的"生命之树"(tree of life,TOL)计划,是全世界生命科学领域的科学家倾力建立的一个庞大的科学研究计划,其终极目标是回答关于地球上所有生物类群之间的谱系亲缘关系问题[J].更进一步说."生命之树"就是将地球上所有生物种类(包括现存的和灭绝的)联系在一起的、蕴涵着巨量信息的系统演化树.可用来阐明生命的起源、生物演化式样与机制、各大门类生物类群的系统演化关系、具不同营养型生物类群之间的协同演化以及生物多样性的生存方式和动态变化规律等.     

关于地球生命起源"同源说"

地球上的生命起源问题是一个千古之谜,也是现代科学亟待解决的难题.从20世纪80年代起,笔者就现有主要学说及其引证材料和相关事实进行多学科综合研究,以此提出了地球上的生命起源与地球形成同源的假说,即"生命地球同源说",并不断发展与完善.本文试以生命起源研究或争论中的一些关键和核心问题--如地球生命起源的环境问题、时间问题、有机演化问题以及相关的一些科学问题等为焦点,通过分析讨论阐明"同源说"的基本思想和主要观点,并以此来解释生命起源研究中的某些问题和现象,进而就"同源说"提出的不同于现有生命起源学说的一些观点和论点进行综合分析和阐述.     

地外海洋——外星生命的摇篮

地球生命在宇宙中是孤独的吗?随着越来越多的地外海洋的发现,科学家相信外星生命是可能存在的,因为海洋是生命之源.所谓"地外海洋",是指地球之外其他星球上的海洋.海洋中的液态分子可以溶蚀和改造岩石,从而为外星生命的起源和演化提供丰富的营养物质.     

向地球最后的疆域挺进

<正>海洋是地球上一切生命的诞生和孕育之地。生物的进化历程表明,地球上的生物均起源于海洋。海洋不但占据了地球71%的表面积,而且提供了99%的生物可栖息的地方。也许正是由于地球上的生命起源于海洋的原因,历经千万年已经站在生物"进化树"上最顶端的人类,对大海的憧憬和向往仍深深地镌刻在基因里。     

浅谈我国地球环境与生命过程研究中的一些科学问题

社会可持续发展的需求与人类环保意识的增强对地球地表环境与生命协同演变的研究提出了更高和更具体的要求. 地球表层环境生物地球化学过程及地生物学效应是认识与解决地表环境与生命演化的关键科学问题, 其核心研究内容概括为生源要素的环境生物界面动力学及生态效应; 毒害污染物的环境生物地球化学过程及机体影响; 地表环境变化的地生物学响应与生命适应机制; 污染地表环境的生态风险评估与生物修复等. 古生物学作为一门地质学和生物学的古老交叉学科, 在地球系统科学研究中能够发挥独特的作用. 古生物学家和地质学家应当更加关注地质历史时期环境的变化对生物演化的影响, 从而为研究现代环境和生物多样性的关系提供更多历史的借鉴. 基于我国地层古生物学研究的现状和资源的优势, 提出了我国在地史时期环境变迁与生命演化研究领域值得关注的几个热点的科学问题. 经济的快速发展推动了地球科学发展的同时也产生一些新的问题, 如荒漠化加重、环境污染的加重、化石资源的破坏等, 这些都对我国地球环境与生命过程的研究提出了严峻的挑战.     

孢子能在星际间长存吗

生物体要经过多长时间才能问世呢?婴儿从母亲怀胎到呱呱堕地约需九个多月,但其成长的全过程一要受一整套遗传指令的制约.另一方面,让生命的最简单形式从原初地球上存在的前生物化学“汤”中演化出来,2～4亿年的漫长岁月够不够呢?某些研究早期地球的科学家认为,地壳冷却到足以发生化学演化并有生物体出现的明显证据,2～4亿年是短促了些.他们认为,生命一定是从地球以外的某个场所来到地球上的.这一称做胚种论的概念是本世纪初提出来的.     

奥陶纪物种大爆发之谜

5亿年前,地球生命进化进入一个繁荣昌盛的时期,在几百万年内,曾经空荡荡的海洋突然间充满了许多新的生命形式,许多生物纷纷出现在地球海洋的舞台上。这就是化石纪录中揭示的第一次物种大爆发事件——寒武纪物种大爆发。但是,科学家如今发现,寒武纪物种大爆发虽然极为壮观,却在开始后没多久就中止了。那么,是什么力量推动地球生命继续进化的呢?     

并非取之不尽的水资源

水是生命之源,又是一种有限的资源。水不仅是维持地球上一切生命所必须的资源,还关系到人类社会的生存与发展。节约水资源,保证水安全,是每个人义不容辞的责任。水与水资源水是什么?这个问题该如何回答?从化学角度讲,水是一种化合物,由氢和氧两种元素组合而成。从生命角度讲,水是生命的摇篮。大约38亿年前,地球的海洋中出现了最原始的生命形态。从生物进化过程来看,液态的水是生命诞生和进化的最基本条件。水是最广泛的溶剂,同时是各种生物体     

2．5亿年前的大灭绝

研究显示,我们的地球诞生于46亿年前,而生命则在地球诞生仅6亿年后出现了,这表明生命在这个星球上存在了整整40亿年,但生命进化的脚步是缓慢的。很长时间里,它们的构造十分简单,直到6亿年前的寒武纪,生命的纪录才突然变得丰富起来,因为那个时候出现了肉眼看得见的,具有相当     

奥陶纪生物大辐射

自从38亿年以前地球上首次出现最原始的生命以来,经过数十亿年的漫长演化终于呈现出今天我们所见到的纷繁复杂的地球生命系统.研究表明,其演化过程并非匀速,而是时而加速(大辐射),时而减速甚至停滞,有时还遭受重大挫折(大灭绝)!正是这些大大小小、性质各异的宏演化事件,使得地球生命系统的演化酷似一部华丽的、抑扬顿挫的交响乐,而且至今仍在奏响,生生不息.