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物種進化

生物的進化歷史

地球由於處於太陽系的特殊有利區域，孕育了大量的生命。從細菌到單細胞，從單細胞到複雜生命，這之間的歷程承載了46億年的地球歷史。而物種進化則在其中充當著主要角色。進化，又稱演化（evolution），在生物學中是指種群里的遺傳性狀在世代之間的變化。所謂性狀是指基因的表現，在繁殖過程中，基因會經複製並傳遞到子代，基因的突變可使性狀改變，進而造成個體之間的遺傳變異。新性狀又會因物種遷徙或是物種間的水平基因轉移，而隨著基因在種群中傳遞。當這些遺傳變異受到非隨機的自然選擇或隨機的遺傳漂變影響，在種群中變得較為普遍或不再稀有時，就表示發生了進化。簡略地說，進化的實質便是：種群基因頻率的改變。

1前寒武紀 2古生代寒武紀

奧陶紀志留紀泥盆紀

石炭紀

前寒武紀

物種進化[生物的進化歷史]

很多學者將前寒武紀分成太古宙（距今46億~25億年）、元古宙（25億~5.43億年）。

地球上最古老的生命遺跡被發現在格陵蘭島的古老岩石中，距今大約38.5億年。我們無從知曉生命在地球上的最初形態，關於這個問題一直存在諸多觀點和假設。一種可能是，最初的有機小分子或許出現在海底熱泉附近，那裡具有足夠的熱量以及合適的化學物質，能為生命進化提供必要的需求。

最早的生物應當是名為藍藻的類群，它們進化出能夠進行光合作用的特性。它們在海底形成巨大薄層，有時也會形成被稱作疊層石的層狀堆積，它們屬於最早的化石，能夠追溯到大約35億年前。

在元古宙初期，地球上的生命仍局限于海洋之內。但由於藻類及部分細菌不斷的光合作用，製造了大量的氧氣，開始出現一些具有真正細胞核的真核生物，例如原始海綿和類水母生物。

古生代

寒武紀

寒武紀海洋世界

寒武紀大爆發是眾所周知的事實，但關於該事件發生的原因卻是眾說紛紜。在這段時期，生物化石開始變得常見起來，如具甲殼的三葉蟲，在世界各個地區都出現過，還有巨大的獵食者奇蝦，進化出巨大的鉗子，能輕易敲碎當時的帶甲殼生物，成為海洋霸主。並且，早在寒武紀（距今5.43億~4.9億年）就已經出現原始的無頜魚類——海口魚，類似於現在的七鰓鰻和盲鰻。

奧陶紀

物種進化[生物的進化歷史]

奧陶紀（距今4.9億~4.43億年）期間，所有生物仍然只生存在海洋里。三葉蟲家族尤其龐大，它們被分入單獨的三葉蟲亞門。這一時期的海洋霸主則是房角石——巨大的軟體獵食者，其體長能達到10米，它與現在的烏賊與鸚鵡螺相似。還有有海蠍子之稱的巨型羽翅鱟，它們善於伏擊，房角石是它們的唯一天敵。陸地仍是荒蕪之地，只有一些河流沿岸生長著原始黏菌和苔蘚。

奧陶紀晚期經歷了地球史上第一次生物大滅絕。原因是伽馬射線暴擊中地球，使得全球氣候變冷，並且伴有大量火山爆發，約有百分之七十的生物滅絕。

志留紀

物種進化[生物的進化歷史]

生命在志留紀（距今4.43億~4.17億年）得到穩步發展，熱帶前海地區發育出珊瑚、海綿和苔蘚蟲。海蠍中的翼肢鱟達到了一定數量，並很快取代了在奧陶紀大滅絕中受到重創的房角石海洋霸主的地位。同時出現了真正的蠍子，如史上體型最大的蠍子——布龍度蠍子，它具有現代蠍子沒有的鰓，並且擁有良好的視力，可以藉此尋找食物。在上述節肢生物的威脅下，當時許多魚類都進化出了保護性的盔甲，擁有了更先進的器官。

直到晚志留紀，在一些蕨類與真菌的掩護下，一些多足蟲和其他節肢動物才開始首次登上陸地，之後大批生物向大陸拓展。

泥盆紀

鄧氏魚

泥盆紀（距今4.17億~3.54億年）期間，陸地海洋得到空前的發展。

在早泥盆紀時期，陸地還是物種稀少、種類原始。但由於後來的森林大泛濫，其中首次出現的樹形植物被稱為古羊齒（Archaeopteris），它大量分佈在河流沿岸及河口地帶。

陸地上的動物仍以節肢動物為主，例如蜘蛛類、多足類。一些扇鰭魚類首次進化出肺部，能夠從海里上岸，並進化出四肢緩慢移動，如海納螈（Hynerpeton)，以及它的近親魚石螈和棘魚石螈，都出現於晚泥盆紀，屬於原始兩棲迷齒類動物。它們的四肢實際上無力使他們在陸地上移動，並且海納螈每隻四肢上有八個腳趾，魚石螈有七個。一些科學家認為它們算不上是兩棲動物，只把他們分在四足超綱下。

胸脊鯊

海洋中則出現了兩種恐怖的硬骨有頜魚類。鄧氏魚體長可以達到8米以上，分佈在當時的北美、北非與歐洲。它的嘴裡由兩片鋒利的骨質齒板，能像尖刀一樣相互切合，下頜具有強大的咬合力，其他生物根本無法與之相比；含肺魚體長四米，分佈於北美洲。體表覆蓋著較大的鱗片，具有強大的下頜和鋒利的牙齒。海洋中首次出現鯊魚，不過當時它們還未興盛起來，如胸脊鯊（Stethacanthus).

晚泥盆紀爆發了第二次生物大滅絕。原因是位於西伯利亞地區的火山爆發，該次滅絕過程持續了幾百萬年，大量的火山灰及其污染物使得大氣中二氧化碳濃度加重，溫室效應顯著。約有百分之七十八的海洋生物滅絕。

石炭紀

物種進化[生物的進化歷史]

石炭紀仍處於溫室氣候下，這一時期，低洼區域已經被茂密的森林和沼澤所佔據，主要的種類是蕨類植物、木賊類以及巨大怪異的石松科樹木，其中一些種類能達到50米。

大氣中的含氧量也極高，許多生物都棲息在這些森林中，如巨型節肢動物——遠古蜈蚣蟲（Arthropleura)，也被稱為古馬陸，是有史以來最大的陸生節肢動物；還有體型巨大的巨脈蜻蜓（Meganeura)，翼展能夠達到75厘米，是當時的頂級獵食者。

物種進化[生物的進化歷史]

而沼澤地區則有利於兩棲動物生存，原水褐螈身長2.5米，擅長游泳，屬於兩棲石炭蜥類，是介於兩棲動物與爬行動物的種類。該時期也進化出了最早的爬行動物——油頁岩蜥（Petrolacosaurus)，它體形矮小，外形與蜥蜴相似，常將卵產到遠離水源的地方。到晚石炭紀時，還出現了小型合弓綱爬行動物蛇齒龍，體長2公尺到3.6公尺。

鯊魚與硬骨魚主宰著海洋世界，希氏根齒魚（Rhizodus hibberti）是當時的頂級掠食者，體長8米，它的牙齒甚至能長到幾十厘米，是有史以來最兇猛的淡水魚類。

石炭紀末期由於大陸漂移至南極圈，全球氣候變暖，兩棲動物與巨型昆蟲受到重創，為之後爬行動物的發展鋪平了道路。

物種進化

生物的進化歷史

前寒武紀

古生代

寒武紀

奧陶紀

志留紀

泥盆紀

石炭紀

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