第一篇 第二章生命的进化和发展
在我们周围，任何生命体都不是永存的。水中的微小生物体或空中飞行的小昆虫，有的一生
仅有几天，有的仅几小时或更短的时间。即使千年乔木和百年的乌龟，也有一个生死存亡的
时限。可见，生命的连续性并非是依靠个体的长生不死。
生命的连续性依靠什么呢?首先依靠生殖来传宗接代。小小的绿眼虫可以依赖于分裂生殖，
一个变成两个；草履虫也可依靠接合生殖，一个亲代产生四个子代。绝大多数生物体都是依
赖有性生殖延续后代的。表面上看，在短暂的若干代中同一种群几乎找不出太多差异，这就
是大家常说的：种瓜得瓜，种豆得豆。即使如此，子代的瓜豆与亲代的瓜豆也会产生差异的
，尽管这种差异很难觉察出来。在已经变化了的环境条件下，同一物种可能会发生不同的变
异，有些变异被环境接受下来存在下去，那些不能适应环境的种类则会被淘汰。这种通过自
然选择保证了生物一代代的不断进化，就是生物进化的动力。
自然选择决定着生命进化的方向。生物进化以遗传作为基础。一种生物进化到什么阶段，具
有什么样的形态构造，都会影响它们今后的进化方向。一只昆虫不可能进化成一只鸟，狗和
猫不可能发展成人。自然选择决定了进化的方向，把一些变异淘汰，把另一些保留下来，
在它们产生后代的时候，将变异巩固下来和发展下去。在生物进化史上，保存下来的生命物
质的化学结构和生物体的形态结构，都是自然选择的产物。
地质学家和古生物学家根据地层及其化石的材料，把地球的历史以生物进化的历程，由低等
到高等分成若干代，每一代又根据其特有的生物类群划分为若干纪。研究比较清楚的地质时
代是古生代、中生代和新生代。古生代以前化石材料很少，直接证据不多。
生命起源和发展的历程是很长的，地球的历史更长。元古代和太古代有一
个悠长的生命进化的过程。生物的各种类型大部分出现在寒武纪，这些类群一旦在地球上出
现后，大多数不再绝灭。随着地球的不断变化，生物的类型不断地增加，生物存在的空间在
不断地扩大，首先是植物的发展，接着是动物的发展(图1-1)。大量的植物给动物提供了生
活和存在的食物条件。
1地质时代的划分 20 23亿
2新生代 21 3亿
3第三纪 22 4亿
4中生代 23 5亿
5白垩纪 24 6亿
6侏罗纪 25 主要生物
7三叠纪 26 哺乳类
8古生代 27 人
9二叠纪 28爬行类
10石炭纪 29菊石类
11泥盆纪 30苏铁
12志留纪 31两栖类
13奥陶纪 32芦木
14寒武纪 33鱼类
15寒武纪以前时期 34海百合
16年前 35鹦鹉贝
17第四纪200万 36海藻
187000万 37三叶虫
191亿 38变形虫〖ZB)W〗〖BG)W〗
地球历史的资料证明，不同时代的典型生物并不完全一样。一些新的生物类群不断产生，另
一些生物类群遭到灭绝，但生命是绝不会消失的。它在不断地演变，由水生到陆生、由简单
到复杂、由低等到高等，愈来愈繁荣。与地球上曾经出现的生物类群相比，现存物种的比例
是很小的。自古至今已绝灭的物种约占90％。
那么，究竟一个小小的细胞是经过了怎样的自然选择，进化到了今天的万物之灵——人的呢
？它不是瞬息之间完成的，这之间经历了漫长的岁月。
在生命发展的轨道上，行驶着一辆生命进化的列车，正是它，载上我们从32亿年前向着现代
驶过来。
32亿年前诞生的细胞，叫原核细胞，现在找到的证据，就是从非洲南部，前寒武纪早期
(距今32～36亿年)岩层中发现的古杆菌和巴贝通球藻化石，这是至今发现的最原始的细胞
，它们残存的直接后裔有细菌、蓝藻、支原体、衣原体、放线菌等，总共有5 000种。
细菌为什么惨淡经营了几十亿年，始终长进不大呢?这可能是由于它没有细胞核的缘故吧
，所以现在的原核生物跟它们的老祖宗相比，没有太大的变化，仍保留十分原始的极其古老
的状态。
到了16亿年前，地球上出现了真核细胞王国，目前所知道的最古老的真核细胞——绿藻和金
藻，是在美国加利福尼亚州和贝克泉的白云石中找到的。这类细胞除有细胞壁、细胞膜、细
胞质外，还有细胞核和细胞器。现在大约有150多万种真核细胞生物。
真核细胞出现的前提是大气中出现游离态的氧。蓝绿藻的出现，就为环境提供了氧。据推测
，真
核细胞是吞并了某些原核细胞才发展壮大起来的。它先吞并了像细菌样的原核细胞，作为它
国家的一部分。这被吞并的细菌就发展成为“线粒体”。后又吞并了像蓝绿藻样的原核细胞
，也作为国家中的一部分，这叫做“叶绿体”，这种说法虽然还有争议，但芝
加哥大学一个科学小组分别对真核细胞的叶绿体和线粒体的核酸物质进行研究，发现这些核
酸物质与细胞核的核酸不同，而与细菌和蓝藻的核酸相似，这就是解释真核细胞起源的捕获
学说。
真核细胞生物大约在10亿年前最为繁盛，它不仅称霸于海洋世界，而且占领了所有的水域。
它们在较长的一个时期内既像动物又像植物，兼有两方面的特点。至今仍生活在淡水中的眼
虫，就是很好的证明。它体内有叶绿体，在光天化日下，身穿“绿装”，能吸收阳光进行光
合作用，自己制造有机物，是植物无疑了；可是它身体前端有几根鞭毛，挥舞鞭毛能在水中
游动，还有能感光的眼点，这些都是动物的特征。更有趣的是眼虫在黑暗的环境中叶绿体逐
渐消失，它使用前端的嘴巴——胞咽，大口大口地“吃”起现成的有机养料来了。这次，它
可是干脆脱掉了植物的伪装，俨然以动物自居了。
后来，真核细胞生物又兵分两路，一路向植物世界驶去，一路向动物王国开来。
从构造上看，植物细胞在细胞膜的外面，又增设了一道防线——细胞壁，并且，细胞内
还有绿色工厂——叶绿体；而动物细胞，则没有细胞壁和叶绿体。从营养方式上来
看，动物细胞靠吸收现成的养料来生活，所以叫异养生物，而植物细胞则自己制造有机物，
故称自养生物。
真核细胞生物，在短短的十几亿年间，远远超过了原核细胞的几十亿年的进化历程，它们向
更高的阶段迈进了。
大约在六七亿年前，真核细胞生物就发展为多细胞生物。由单细胞到多细胞，这是在构造上
由低级到高级发展的重要阶段。多细胞的出现，使细胞间有了分工，有的细胞管营养，有的
细胞管生殖，有的细胞管运输，有的细胞管储藏，有的细胞则起保护作用，而神经细胞独领
风骚，控制全局。
许多相同的细胞及细胞间质构成了组织。比如在植物中有输导组织、薄壁组织、上皮组织。
在动物和人体内有四大组织，如上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织。许多组织联合
起来，能行使一定的功能，就叫做器官，如植物中的根、茎、叶、花、果实，动物中的胃、
肠、肺、肾等。许多器官构成了复杂的生物体。
大约在九亿年前，真核细胞生物开始出现了有性生殖。从无性生殖到有性生殖，这是生物由
低等到高等的表现。有性生殖，就是来自父方的精子与来自母方的卵子相互结合，产生后代
的生殖方式。这种生殖方式使后代带有不同亲代的遗传物质，这样就增强了后代的变异性，
丰富了遗传性状，从而加速了生物进化的步伐。
大约到了四亿年前，真核细胞生物纷纷离开了水域，登上了陆地。从水生到陆生，生物占领
了广大的空间，生物的形态和结构更加复杂。植物出现了根和输导组织，还有体表的防止水
分蒸发的角质层和气孔。被子植物是植物中登陆最成功的类群，它的一系列结构更适应于陆
地生活。比如，宽大的导管腔大大提高了输水的能力，很厚的细胞壁能支持沉重的叶片，等
。更为重要的是，被子植物双受精作用和新型胚乳的出现，更是增强胚的发育以及后代对环
境的适应。在动物中，用鳃呼吸改为用肺呼吸，四肢的进化以及羊膜卵的出现，使动物完全
在陆地上生活。在发展到鸟类和哺乳类时，体温也由变温变为恒温，更能适应陆上生活。
大约到了二三百万年前，人开始出现了，动物发展成人，满足了以下条件。
第一，有能发展成人的动物，即人型动物，例如古猿。古猿似人，身体的前后肢已有分工
，出现了“手”；大脑发达，智慧高，是现代人和现代类人猿的祖先。第二，有使古猿发
展成人的适宜环境。环境选择并不严酷，发展中的生态位还是空缺的，并未被其他动物所占
据。这样，古猿在一定的生态环境中，开始通过“劳动”，逐渐地向人的方向发展。
那么现代的类人猿为什么不能变成人呢?其道理并不复杂。其中一点，就是现代猿变人所
需要的生态位已经被人类和其他动物所占据。再者，古类人猿和现代类人猿在古代分支朝各
自方向发展时，自己的特征已经不能再“挽回”了。现代类人猿如果要朝“
人”的方向发展，就必须因争夺生态位而与现代人作斗争。斗争的结果是会很清楚的，在
与人的斗争中类人猿取胜的机会是绝对不存在的。
