《生命的跃升:40亿年演化史上的十大发明》

正从地球形成之初的沉寂与荒芜,到如今生机勃勃的蓝色星球上多姿多彩林林总总的生命,生命的演化充满了太多惊奇。生命是怎样从无到有,又是怎样跨过关键演化步骤的呢?在《生命的跃升:40亿年演化史上的十大发明》一书中,生物化学家尼克·莱恩(Nick Lane)对此进行了深入而又精妙的阐述。全书分十个章节,每个章节就一个对生命和地球面貌进行     

自然信息

生命始于粘土? 解释生命在古老的地球上如何始于无生命的分子,还是比较容易的。而要说明为什么发生得这么迅速却要困难得多,地球上首次出现生物体,是在它本身形成还不到10亿年的时候,然后又花了两倍这么     

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.     

中生代昆虫的生存策略

中生代被称为恐龙时代.不过,在恐龙繁盛的同时,地球上还生存着一群更为顽强的生物.这是一个更为繁荣而庞大的类群,它们不仅见证了恐龙的兴衰和灭亡,而且见证了我们人类的生存轨迹.它们,就是已经存地球上生存了近4亿年的昆虫.人类自然无法观察它们4亿年的漫长演化历程,然而化石却是记录地球生命演化历史最直观的物证.亿万年后的今天,那些保存为化石的中生代古生物早已定格为一幅幅永恒而生动的画面.     

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     

探寻21亿年前的古老生命

地球上最早的复杂生命起源于何时?生物学家一直认为是在6亿年前.然而,法国研究人员的最新研究把这个时间往前大大推进了15亿年,他们居然在非洲发现了21亿年前的多细胞生物.     

非达尔文主义进化——一种新的分子进化学说

三十多亿年前,地球上出现了生命。到现在为止,曾在地球上生活过的生物物种有多少呢?据辛普森(Simpson)估计,约有五千万到四十亿种,而格兰特(Grant)则估计有十六亿到一百六十亿种。现存的物种又有多少呢?也有不同的估计数,一般认为在一百五十万种到四百五十万种之间。倘若我们假定曾经有过的物种为二十亿种,现存的为二百万种,那就是说,原有的物种中,百分之九十九点九都已灭绝了。     

生命的奇迹

我们从电视节目“动物世界”中可以发现:地球生命千姿百态、千差万别,据说这些千差万别的生命个体是起源于共同祖先的,这不禁使我们好奇:它又发生于何时何地呢?地球生命为什么会如此的辉煌呢?是如何产生的,又是如何从初级到高级,从简单到复杂进化的呢? 为了解答这些疑问,科学家纷纷展开了一系列的调查研究。     

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.     

DNA坐彗星来地球

对一块已有45亿年历史的澳大利亚陨石的新研究表明,地球生命的一些原材料很可能起源于太空。科学家在这块陨石中发现了有机分子鸟嘌呤和黄嘌呤,同时证实了它们不可能是在地球上形成的。这两种分子都属于碱基,而碱基是DNA的前身,DNA则是地球上生物体的基因指令。鸟嘌呤和黄嘌呤还可能是RNA的基石,RNA则为生物体制造蛋白质。     

昆虫埋藏学:探寻昆虫化石的形成机制

正化石为我们保留了远古生物的定格画面.埋藏学则揭示从生物体死亡到变成化石的过程。这里尝试重建道虎沟昆虫化石形成的机制,借以推测道虎沟1.6亿年前的环境变迁。从美丽的蝴蝶、勤劳的蜜蜂、轻巧的蜻蜓到散播病菌的苍蝇,昆虫在地球的各个大陆上无处不在。水中、陆地和空中皆是它们生活之舞台。从生命进化史的角度看,昆虫的起源演化对整个生物界的发展产生了深刻影响。假如没有昆虫,早期的原始哺乳动物不会有重要的食物来源,高智慧的人类可能也不会出现。     

前寒武纪单细胞球形化石的假胞内结构

真核细胞的出现,在地球早期生命演化上是一次翻天覆地的重大事件.因此,寻找地球上早期真核生物的化石记录,已成为当前前寒武纪生命研究中最活跃的课题之一.地球上最早的真核细胞出现在什么时候?最早的真核生物是什么?它具有什么样的形态特征?目前古生物学家和生物学家正围绕这些问题展开了激烈的争论.     

寻找外星人

宇宙中有其他生命存在吗? 如果有,是什么样子呢?我们刚刚发现了一些有趣的线索. 水和气泡 看不见的海洋震惊全球的新闻"星尘号"奇遇记我们都知道,生命离不开水,人体内有70%是水.因为有水,体内细胞才能产生各种化学反应,生命才得以延续.地球上曾有过的其他生物都一样--从细菌到大白鲸,从雏菊到恐龙.     

动物在5.2亿年前首次享受自由呼吸

<正>地球上的生命可能在35亿年前就出现了,早期生命是没有细胞核的原核生物,当时大气中的氧气含量不到现今水平(21%)的十万分之一.大约在20多亿年前真核生物开始出现,与当时大气中氧气含量增加到现今水平的1%以上相关.而复杂的多细胞生物直到8~6亿年前才开始逐渐繁盛,这也与氧气含量增加到现今水平的10%以上有关.但宏观双侧对称动物直到5.4亿年前起始的寒武纪早期才开始大量出现,并迅速辐射和多样化,被演化生物学家称为"寒武纪大爆发".在地球漫长历史中的这一短期内的生命快速演化曾使达尔文非常困惑.其原因至今依旧是生物     

昆虫生存危机

谁是地球的主人?是拥有智慧的人类吗?不,与其说这颗蔚蓝星球是属于人类的,不如说是属于昆虫的.昆虫是地球上最为繁盛的生物种群,从天空到陆地再到水体,从草原到沙漠再到冻土,它们在地球的每一个角落繁衍,其生存能力远超其他动物,是当之无愧的"地球统治者".经过亿万年的自然演化,它们形成了动物界最为庞大的类群,至今约占已知动物总数的70％以上.全世界的昆虫可能有1000万种以上,约占地球上所有生物物种的一半,但目前已定名的昆虫种类仅有100万种左右.长期以来,人们对于这个地球第一大动物类群的演化细节与生活习性不甚了解,很多类群的出现时间和演化关系众说纷纭.近年来,在各国研究者的努力下,有关昆虫各个目的演化关系才初步浮出了水面.     

太空旅行引起的身体反应

自从有生命以来,生物界在地球上已经历了漫长的演化过程,而所有这些生物进化都是在地球引力的环境中进行的。近30年宇航科技的发展,使生物体有可能摆脱地球引力作用,并在较长时间内维持其生命。然而,现在已经发现:从太空中返回到地球的宇航员和实验动物,都会不同程度地出现肌肉萎缩、骨质脆化、免疫系统抑制等身体反应。     

探寻21亿年前的古老生命

<正>地球上最早的复杂生命起源于何时?生物学家一直认为是在6亿年前。然而,法国研究人员的最新研究把这个时间往前大大推进了15亿年,他们居然在非洲发现了21亿年前的多细胞生物。     

海口虫——脊椎动物演化的起点

探寻生命的起源,追问人类起源,我们从哪里来?我们是谁?我们往哪里去?人从猿进化而来,仅仅是这一追问的第一步。但云南澄江化石群的出现,将这一追问以惊人的速度飞跃式地问到了一个新层次,给后人探寻人类起源开辟了一个崭新的天地。在大约5.44亿～5.1亿年前,地球上发生过一次极精彩的大规模的生命演化事件.距今约35亿年前出现在海洋中的构造简单的单细胞生物(原核生物)经过不断地演化在这一时期突发性地发展     

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.     

寻找外星人

宇宙中有其他生命存在吗?如果有,是什么样子呢?我们刚刚发现了一些有趣的线索。水和气泡我们都知道,生命离不开水,人体内有70%是水。因为有水,体内细胞才能产生各种化学反应,生命才得以延续。地球上曾有过的其他生物都一样——从细菌到大白鲸,从雏菊到恐龙。所以天文学家在寻找