生物進化中的十大奇蹟

生物進化中的十大奇蹟， 經過漫長的歲月，地球上的生命從肉眼看不見的單細胞生物進化成多細胞的藻類、菌類、植物、動物甚至人類，期間經歷了一次又一次的重大突破。最近，眾多生物學家評出，在這個殘酷而漫無目的的進化過程中，以下10個奇蹟般的突破特別值得關注。

基本介紹

• 中文名：生物進化中的十大奇蹟
• 多細胞生物：生物進化中的一次飛躍
• 大腦：　大腦一直被看作進化的最大成就
• 眼睛：生物進化的一大亮點

基本信息

生物進化中的十大奇蹟
經過漫長的歲月，地球上的生命從肉眼看不見的單細胞生物進化成多細胞的藻類、菌類、植物、動物甚至人類，期間經歷了一次又一次的重大突破。最近，眾多生物學家評出，在這個殘酷而漫無目的的進化過程中，以下10個奇蹟般的突破特別值得關注。

內容簡介

1多細胞生物
從單細胞生物進化到多細胞生物，這是生物進化中的一次飛躍。這一不可思議的進化過程將無數個獨立細胞結合在一起，組成神奇複雜的生物體結構。這一過程極為漫長，大約經歷了30億年，包括至少16個不同的時期，動物、陸地植物、菌類和藻類等都參與其中。
2大腦
大腦一直被看作進化的最大成就，因為它包含著語言、智慧型和意識等人類的最根本特性。然而，在這些特性出現之前，大腦自身的進化就已了不起：它將生命引出了植物的範疇，且第一次賦予了有機體快速處理環境變化的能力。
當大腦有了感覺和記憶之後，動物就可以對環境的變化進行實時監控，並衍生出簡單的預測與獎勵機制。即使如昆蟲和扁形蟲等大腦非常簡單的動物，也能夠根據自己的經驗預測下一步該乾什麼或能吃到什麼，並通過獎勵機制來強化所作出的正確選擇。
3眼睛
眼睛的出現是生物進化的一大亮點，因為它徹底改變了生命活動的許多規則。在眼睛出現之前，生物的形態是溫和、馴服的；眼睛的出現則意味著一個充滿殘酷競爭的世界拉開了序幕。眼睛使許多動物成為主動的獵食者，這在很大程度上大大加快了生物進化的步伐。
大約在5.43億年前，那時寒武紀剛剛開始，眼睛首次出現在一種叫萊德利基蟲的三葉蟲身上。這種眼睛由感光細胞組成的感光斑進化而來，類似於現在昆蟲的複眼。奇怪的是，從已有的化石記錄來看，眼睛的出現似乎是個突發事件，因為5.44億年前的三葉蟲祖先根本沒有這一器官。
值得一提的是，眼睛至今在生物界也不是非常普遍的現象，在37個門類的多細胞動物中，僅有6個門類進化出了眼睛。這6個門類包括人類、脊索動物、節肢動物、軟體動物等，是地球上數量最多、分布最廣和進化最為成功的幾大種類。
4語言
對人類而言，語言是最為重要的進化成就，它是人類區別於其他動物最為根本的特徵。它使我們人類擁有了意識、認同感、思考能力、同情心和道德感等。那么，語言在生物進化過程中扮演了哪些重要角色呢？
10年前，英國蘇塞克斯大學的生物學教授約翰·梅納德·史密斯和匈牙利布達佩斯高級研究院的伊羅斯·薩馬里，在共同發表的《進化中的主要轉變》一文中描述了生命進化過程中的幾次飛躍。他們認為這些關鍵的飛躍是信息組成和遺傳過程中的偉大創新，從生命起源開始，到語言的出現終結。
薩馬里指出，我們的祖先是如何獲得語言的，這可能是目前科學界最難解決的問題之一。他認為複雜語言的進化是一次性完成的。與很多人相信的理論不同，他們的觀點是大腦中產生語言的功能區並不局限於布洛卡區和韋克尼克區，而是有相當多的部位存在語言功能。因為這兩個區域損壞後，其他區域可恢復行使語言功能，便是最好的說明。
5光合作用
在光合作用出現之前，那些單細胞微生物從硫、鐵和甲烷等中獲取能量。大約在35億年前或者更早的時候，一些微生物產生了一種捕捉太陽光能來製造碳水化合物、用來維持生長需要的能力，這就是原始的光合作用。沒有人知道它們是如何獲得這種特性的。不過，那時的光合作用還不能製造氧，而是用硫化氫和二氧化碳為原料製造碳水化合物，同時產生硫磺。一段時間之後出現了一種新型的光合作用，它能用水和二氧化碳來製造碳水化合物與氧。有趣的是，那時的生命都是厭氧型的，故氧對它們而言是有毒的。後來，一些微生物進化出能容忍氧的生理機制，並以氧作為一種能量來源。
光合作用的出現，為那些複雜的多細胞生物的誕生準備好了一切。
6性別
對大多數物種而言，有性繁殖是惟一的選擇。有性繁殖較無性繁殖更為高級和複雜，更有利於物種一代代延續下去而不致滅絕。
無性繁殖如何進化到有性繁殖，以及為什麼會發生這樣的進化，至今依然是個謎。有許多生物學家認為從無性繁殖進化到有性繁殖實際上是一種失策，進化過程應該更眷顧無性繁殖。其理由有二：一是在資源爭奪戰中，無性繁殖種類的競爭力遠遠超過了有性繁殖種類；二是在有性繁殖過程中，通過精子與卵細胞分別傳遞了父本與母本各一半基因，而無性繁殖則傳遞了親本的全部基因。當然，有性繁殖的優勢是顯而易見的，因為它提供了遺傳重組的基礎。只有通過有性繁殖，才有可能出現變異；也正是由於有了變異，才使得生命能不斷適應各種生存環境。
7死亡
沒有死，何來生？所以死亡是一種進化策略。研究發現，在任何一種多細胞生物體內都存在一種細胞程式性死亡——細胞凋亡，這是一種自我毀滅的機制。胚胎在發育過程中必須依賴細胞凋亡，一旦阻斷細胞凋亡，發育過程就亂套了。一旦細胞凋亡紊亂了，就有可能產生癌。實際上，細胞凋亡在人的日常生活中的作用至關重要。當人體發生炎症以後，那些吞噬了細菌或病毒的白細胞就會自殺，從而消除炎症。植物也利用細胞凋亡來抵禦病原菌：將受感染的區域隔離起來，然後自行殺滅其中的細胞。至於細胞凋亡的機制，目前尚不太清楚。
8寄生
寄生這個詞總是與“偷竊”、“欺騙”以及“鬼鬼祟祟”聯繫在一起的。但不可否認的是，寄生蟲與宿主之間的鬥爭是推動進化的最強勁的動力之一。沒有掠奪者和吃白食者，生物界完全不是現在這個樣子。
宿主對於寄生蟲的進化也會產生影響。比如，那些需要人與人之間接觸傳染的疾病並不是很致命的，因為它要確保患者活到一定壽命以利於疾病得到更廣泛的傳播。而寄生者對進化的影響則更大，寄生者的DNA可以剪下並貼上到宿主基因組任何位置，從而使宿主產生基因突變。
9超個體現象
超個體現象是指許多生物個體聚集在一起，分工合作，共享勞動成果，過著和諧的、“烏托邦”式的生活。它在自然界中是一種常見現象。僧帽水母就是一種典型的超個體生物，它是由單細胞生物組成的一個群居體。這個超個體生物有著精細的分工，有的專門行使運動功能，有的負責攝食，有的則負責輸送養料等。這種生活方式的優勢非常明顯，與單個體生活相比，聚居可以更好地抵禦天敵，占據新的棲息地，以及應對環境的變化等。它經歷了好幾次進化，至於是如何進化的，依然是個謎。
10共生
共生的定義有許多，這裡是指兩種生物身體緊密接觸，相互依賴，互惠互利，尤其在攝食方面。實際上，共生現象已經引發了進化研究的新熱潮，而且生物的進化反過來促使共生關係不斷出現。
共生現象在自然界很普遍，大約90%以上的植物種類存在共生現象。比如，蘭花的種子比灰塵還小，不含養料，一旦缺乏真菌的感染，它就無法獲得發芽和生長所需的營養；珩鳥從鱷魚牙中啄取水蛭，為鱷魚提供口腔衛生服務，它自己也因此得到了所需的食物。在自然界中，沒有一種動物（包括人類在內），可以離開那些生活在腸道中幫助消化食物並產生維生素的有益菌，這些有益菌和我們有唇齒相依的關係。