生命大爆发——化石生命之奥秘

   2020-01-29 地质出版社6640
核心提示:亲 们: 今年两会《政府工作报告》再次提到全民阅读,引领全民阅读、传播文明、建设学习型社会是我们光荣的使命。地质小微为大家

摘自《化石与生命——生命的进化》,王章俊推荐

我是谁?我从哪里来的?

达尔文相信,所有的动物都源自于一个共同的祖先,如果时光能够倒流千万年,我们就能目睹地球上首个生物的诞生。

科学家们经过上百年艰苦的努力,不断探索,终于找出地球上第一种动物——海绵。古老的海绵没有神经系统,没有肌肉骨骼,没有头和大脑, 也没有嘴和内部器官,身体只是许多细胞的集合体。但海绵确确实实是动物,因为海绵的细胞包含只有动物才有的胶原蛋白。进化论生物学家经过大量基因序列比较,生物家族的族谱终于慢慢呈现出来,海绵正是族谱底端,我们苦苦搜寻、期待敲定的那个生命。各种各样的生命形式,包括我们,都来源于这种构造简单的有机体。

宇宙大爆炸产生时空和物质

1929年,在美国洛杉矶的威尔逊山天文台,天文学家埃德温•哈勃发现星系在以难以置信的速度飞离地球,所有的一切都在远离我们而去,而且距离地球越远的星系,飞离地球的速度越大,这就是哈勃定律。 哈勃定律说明宇宙在不断地膨胀。宇宙大爆炸产生了空间、时间和宇宙万物,甚至我们人类。

根据宇宙膨胀原理反推,最初的宇宙也许只有亿万分之一厘米,是一个有着无限密度、无限温度和无艰能量、比原子还小的奇点。在137亿年前,这个奇点发生大爆炸,在时间上,这一点称作大爆炸时刻,也被称为时间起点。

在大爆炸的一瞬间,一种能量波猛然迸发,并以惊人的速度向外扩张宇宙大爆炸之后,发生戏剧性膨胀,扩张速度为每一亿亿亿分之一秒,空间就扩展一亿亿亿倍,可以形象地说,在不到一亿亿亿分之一秒时间内,宇宙从一个原子(氢原子直径1/1亿厘米)大小,扩展到棒球那么大;在同样的时间内,又从一个高尔夫球的大小(直径4.267厘米)扩展到地球的大小(直径12742千米)。

生命大爆发早期地球生命衍化

地球形成之初,由于受到大量小行星的撞击,以及放射性元素衰变产生的热量,地球在46亿—43亿年前,处于熔融状态,被熔岩海或者分散的熔岩湖所覆盖,犹如一个炙热的火球。地面上火山喷发,熔岩横流。

随着小行星撞击的减少,温度降低,岩浆开始固结,并慢慢形成小的陆块,犹如月球的表面。2001年,在加拿大魁北克省北部哈德森湾东海岸 沿线的绿石带的一个古岩床带内,发现了目前地球上最古老的岩石,研究人员通过放射性元素測定,证明岩石年龄为42.8亿年。

火山喷出的大量气体和尘埃,形成最初的大气圈;岩浆古界,形成地壳;随温度降低,火山气态喷出物形成与水降落到地表,大约38亿年前原始地壳和海洋形成。

海洋是生命的摇篮。海洋中的无机化学成分元素氨、碳等,在宇宙辐射与闪电的作用下发生化学反应,化合成为一些有机化学成分,例如含碳甚多的氨基酸、酒精及简单的碳水化合物等,这被称为“生物化学进化作用”。原始的有机化学物质,是早期生命的基石。大约在35亿年前,最早的原始生物, 一种最原始、最低等的单细胞生物——藻类就此诞生了。在澳大利亚西部,距今 35亿〜34亿年的古太古代瓦拉伍纳群地层中,找到了最早的微观生命的宏观表现形式——“叠层石”,从此拉开了地球生命演化的序幕。

在原始动物时代,原始的腔肠动物、原始的环节动物、原始的海绵动物、原始的节肢动物、原始的腕足动物、原始的管状后生动物和原始的微小两侧对称后生动物(如瓮安动物群的小春虫)都已出现。这些低等的无脊椎动物,当时统治了整个地球。所以,多细胞动物时代也被称之为原始动物时代。

5.30亿年前,在我国云南澄江帽天山发生了震惊世界的寒武纪生命大爆发事件,出现了澄江动物群。距今约5.30亿年。澄江动物化石群持续的时间,可能长达100万〜300万年。研究成果表明,澄江动物群化石记录了16 个牛物门、200多个物种,包括从藻类到海绵动物、腔肠动物、环节动物、节肢动物以及数量众多的两侧对称动物(如称霸海洋生存了3.1多亿年的三叶虫),甚至最古老、最原始的脊椎动物——昆明鱼和海口鱼,它们均属无颌鱼类。澄江动物群是“寒武纪生命大爆发”的典型化石群。几乎所有现生动物的门类和已灭绝的生物,都突然出现在寒武纪地层中。填补了我国考古学研究的空白,生动如实地再现了当时海洋生命壮丽景观和现生动物的原始特征,对研究地球早期生命起源、演化、生态等理论提供了珍贵证据。最令人惊异和兴奋的是这里竟然还发现了鱼化石:昆明鱼,这个迄今为止在全球发现的最古老的鱼,被称为天下第一鱼——中国鱼。此外,还发现了海口鱼。真正的鱼类——昆明鱼和和海口鱼的出现时间是5.30亿年前,从那以后,生命的进化进入了鱼类时代。

(未完,待续)

专 家 点 评

国务院参事 国土资源部总工程师 中国地质调查局副局长 张洪涛:天地玄黄,宇宙洪荒。我们的祖先,对地球乃至宇宙的究竟,进行了长达数千年的研究探索。

日月盈昃,辰宿列张。我们的祖先,对宇宙、太阳系、地球运行奥秘进行了持之以恒的感知释疑。

我们周围的世界,真是一个令人追寻的谜。

地质学就是这么一个博大精深的学科体系,是对天地进行认知、释义的综合集成,即“关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史”的知识体系。

地质学告诉我们,约137亿年前,一个令人遐想的奇点发生爆炸,并且戏剧性地膨胀,形成了宇宙。约50亿年前,一个称为“原始太阳星云”的星际尘云,开始重力溃缩,随着体积的缩小,核心温度增大,最终触发了氢融合反应,诞生了一颗叫“太阳”的恒星。随后水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星诞生,太阳系形成。约46亿年前,地球诞生。

地球的奥秘无穷无尽。

地质学教我们如何读懂地球的演化史,从16世纪哥白尼的“日心说”,到17世 纪牛顿的“万有引力”,到18世纪德国哲学家康德、拉普拉斯的“地球起源”,到19 世纪开尔文的“地球的弹性、热传导等地球物理问题”以及英国地质学家莱伊尔的“均变论”,直至1912年德国气象学家魏格纳“大陆漂移假说”,现在巳经发展而成“板块构造理论”,成为现代地质学、地球史观的理论基础。地球自身的特殊构造和板块运动,造就了千姿百态的地貌景观,塑造了形态各异的地质遗迹。我们探测到,高耸入云的世界最高峰——珠穆朗玛峰,海拔8844.43米;深入地幔的世界最深海沟——马里亚纳海沟,深达11033米。我们的双眼里,呈现着绵延不断的崇山峻岭。我们的思想里,翻腾着“沧海桑田”的巨幅画卷。

地质学还使我们了解到,大概35亿年前,地球上出现了细菌、蓝藻等结构简单的生命。5.3亿年前,我国云南澄江帽天山发生了震惊世界的生命大事件——澄江生物大爆炸。原来,生命是从蛋白质、核酸等大分子有机物质而来!从原始生命,到原核生物,到藻菌生态系统,到真核生物,到无脊椎动物,到鱼类、两栖类,到裸子植物、爬行动物,到陆生爬行动物(包括硕大无比的恐龙),到鸟类,到被子植物、哺乳动物,到森林古猿、南方古猿,直至近5万年内的智人(新人)!

如果把地球46亿年的演化史缩成24小时的话,那么:

00:00地球形成。04:00出现单细胞生物,之后16小时内没有任何变化。20:30出 现了微生物。21:04出现了三叶虫。22:00出现了植物,随之诞生了陆生动物。22:24 出现了森林。23:00出现了恐龙,延续了 40分钟。23:40恐龙灭绝。23:58:44出现了人类。

原来,有记载的人类历史,在地质演化的长河中不过“一两秒钟” !

地质学还与我们的生活密切相关,产于地下的矿产资源,占了人类所有生活用品的90%以上,地质学指导人们如何认识、利用和保护能源、水、土地、矿产等资源。 地质学还与人类的减灾防灾密切相关,它可以指导人们如何防范地震、崩塌、滑坡、泥石流等灾害,如何在大自然生存中保护环境、造福人类。地质学甚至还与人们的服饰美容紧密相关,人们手指上熠熠发光的钻石,衬托出女性(甚至男性)的优雅和高贵!

古人云“天人合一”。了解地质知识的目的,就是为了人们更好、更和谐地生存。《地学系列科普读物》就是企图把地质学——这门博大精深的学科知识,以最简明扼要的方式,最准确无误的解读,最通俗有趣的语言,最美轮美奂的插图,分类分批介绍给广大读者。通过这一幅幅美丽的地质画卷,让我们领略自然景观之神奇、化石生命之奥妙、奇石姿态之怪异、矿物形色之精美、宝石玉石之可爱,从而警醒我们对天地、生命乃至万物的敬畏,触发我们对保护环境、爱护地球、珍惜资源、呵护生命的自觉。

胡锦涛总书记说过:“在探索自然、改造世界的长期实践中,人类不断推进科技进步和创新,不仅从物质层面改变了世界,而且在精神层面深刻影响了人类社会文明发展”。从这一高度而言,《地学系列科普读物》的编辑出版对于发扬光大科学精神,创导全社会讲科学、爱科学、学科学、用科学,无疑具有重大的时代意义。《地学系列科普读物》由中国地质调查局、地质出版社组织策划出版。《地学系列科普读物》共5 册,分别为《地球与环境》、《奇石与鉴赏》、《宝石与玉石》、《岩石与矿物》、《化石与生命——生命的进化》,均出自专业精深、学贯文理的地质学家之手。希望《地学系列科普读物》的出版,能为你充填丁点儿的生活趣味,增添些许“适者生存”的立身信心。

免责声明:矿库网文章内容来源于网络,为了传递信息,我们转载部分内容,尊重原作者的版权。所有转载文章仅用于学习和交流之目的,并非商业用途。如有侵权,请及时联系我们删除。感谢您的理解与支持。

 
举报收藏 0评论 0
 
更多>同类技术
推荐图文
推荐技术
点击排行
网站首页  |  关于我们  |  联系方式  |  服务协议  |  隐私政策  |  版权隐私  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  网站留言  |  RSS订阅  |  违规举报  |  京ICP备2021025988号-2