生命的历程系列讲座（十三） 生物大灭绝启示录

<正>当今地球鸟语花香、万紫千红,人类社会迈入了信息化的现代社会生活,很难想象过去漫长的地球历史上曾发生过多次惊天动地、凄惨无比的生物大灭绝。据有关方面统计,地球上曾存活过10亿至40亿种动、植物和菌类,而现在的物种观察估计仅有2000万种,所以绝大多数物种在地质历史长河中灭绝了,它们除部分是自然灭绝外,绝大部分是在生物大灭绝中消失的。那么,是什么原因导致了生物大灭绝事件?它们对我们有什么启示呢?灭绝是自然现象     

生命的历程系列讲座（十四） 三叠纪生物复苏

<正>二叠纪末生物大灭绝是显生宙以来最大的灭绝事件,它重创和毁坏了古生代生态系统,打破了生物与环境间长期的相对平衡,中断了生物演化的连续进程,使得生物多样性大幅下降,极大地弱化了旧生物屏障,并迎来了中生代新的生物演化时代。但是,在经历了二叠纪末大灭绝后,生物界进入了很长的残存期,其延续时间长达约10Ma。残存期是大灭绝事件的后续,深深地打上了大灭绝的烙印,同时,它又是随后复苏期的先兆,生物在此艰难的过程中是如何度过的呢?它们又采用     

生命的历程系列讲座（十二） 奥陶纪无脊椎动物的大发展

正奥陶纪距今4.85-4.43亿年,是古生代第二个时代。奥陶纪海洋无脊椎动物获得了极大发展,是海洋生物最主要的类群。在世界范围内的生物辐射事件再次发生,即所谓的"奥陶纪生物大辐射"。在演化层次和分类等级上,这次大辐射虽逊于"寒武纪大爆发",但其辐射规模远大于后者,是寒武纪的3倍。寒武纪生命大爆发主要体现在门纲级别的生物大辐射,而奥陶纪大辐射则在目、科、属级别的生物类群获得极大丰富     

生命的历程系列讲座(八) 寒武纪生命大爆发概念形成与影响

<正>2017年有一则新闻颇受关注,就是寒武纪芯片,一款由中国科学院科研人员设计制作的芯片一举达到了国际一流水平。中国从此有了自己的高端芯片,摆脱了长期以来受国际芯片打压的困境,将迎来人工智大爆发的时代。那么,为什么要将芯片冠以寒武纪,寒武纪究竟何以提上这样的高度,被跨领域的同行捧为至高无上的标志。原来,发生在距今5.2亿年前的寒武纪生命大爆发是地球生命史上里程碑式的演化事件,其规模和强度前所未有,与之前生命世界形成截然不     

生命的历程系列讲座(一) 生命起源揭秘

《化石》杂志自2006年第1期推出"进化论系列讲座"以来,许多读者来信(包括手机短信和微信)给予积极的评价,同时也提出了一些意见和建议。其中有些读者提出,这个系列讲座使他们对进化论产生和发展的历史开始有了新的认识,而且期待着继续得到这方面更加全面系统的相关知识;但同时他们也迫切地希望能够较为系统性地了解生物起源与进化的具体脉络,也就是从生命诞生至今的一部进化史。恰好,中国科学院南京地质古生物研究所古生物博物馆的冯伟民馆长正在开展全面介绍生物进化史重要阶段的科学发现这样一个系列科普工作,我们"一拍即合",从本期开始为他开辟这个专栏——"生命的历程系列讲座",以飨读者。     

进化论系列讲座（二十三） 十分钟了解进化论——进化论系列讲座小结

<正>从2006年第一期开始,笔者连续在22期《化石》杂志里介绍了进化论从无到有并最终胜利的历史。直到今天,这一系列也还没有画上句号,因为随着科学的发展,新的发现、新的理论层出不穷,总会有一些学者提出一些新观点、新假说。但是与以往不同,这些新观点、新假说无一不再否认进化,而只是就进化的过程和机制提出各种新思维。这些,都是笔者将在后面的续辑里要与读者分享的。而在介绍这些新内容之前,该有一个阶段性的小结,就像远足一样,在一个驿站整理一下行装,以备踏上新的旅途。     

生命的历程系列讲座(六) 海洋动物多层次生态分布从那时形成

正5.2亿年前,古老的海洋开始喧嚣起来,各类生物纷纷登台亮相,从低等的海绵动物到高等的脊椎动物,包括了几乎所有现生动物门类的原始祖先分子,它们共同演绎了地球历史上最为壮观的寒武纪生命大爆发。这样的海洋生物大发展的场景,不仅在动物门类的多样性,动物食物链的复杂性,而且在动物生态分布的多层次,都     

生命的历程系列讲座(七) 化石见证寒武纪生命大爆发

正20世纪80年代,我国科学家发现了澄江动物群,为解开寒武纪生命大爆发之谜提供了大量详实的关键证据。现在,我们已经知道寒武纪时代曾涌现了一大批现代动物门类的祖先,生物已广泛分布于海洋浅海区各个区域和不同的水层中,生物间已然建立起了较为复杂的多级食物链,完整的生物谱系框架已搭建完成,由此产生的巨大影响一直延续至今。那么,科学家是采用什么手段和方法,如何通过一块块化石,抹去覆盖在化石上的历史尘     

生命的历程系列讲座(九) 植物登陆交响曲

<正>在地球46亿年的历史中,海洋生命诞生于距今38亿年前并演化至今,而陆上高等植物只是在距今4.3亿年前才出现。科学家发现,生物登陆的历史是由植物率先开始的,而这一过程是十分漫长和曲折的。植物,在登陆过程中奏响了气势磅礴的交响曲。前奏:地衣     

生命的历程系列讲座(十一) 神秘的埃迪卡拉生物群

<正>埃迪卡拉生物群因发现于南澳大利亚埃迪卡拉山前寒武纪晚期的庞德砂岩而得名,是已知最古老的具有复杂体型结构的生物组合,主要生活在5.75亿年前至5.41亿年前的海洋中,是宏体生物的演化过程中最为独特的化石生物群,它们为软躯体,化石以印痕或铸型方式保存于碎屑岩中。多数学者认为埃迪卡拉生物群可能是后生动物的早期代表,是后生动物出现后的一次适     

生命的历程系列讲座(三) “寒武纪生命大爆发”再揭秘

<正>距今约5.3亿年前,一场地球生物进化史上最为壮观的"寒武纪生命大爆发""骤然"上演,几乎所有门类现生动物的祖先分子在很短的时间里涌现了出来,其复杂而多样的生命形态与之前漫长演化过程中出现的原始生命体截然不同。达尔文的困惑——谜题的产生其实,早在一百五十多年前,这一奇特而重大的生物进化事件就引起了达尔文的高度关注。那时,科学界还没有发现寒武纪之前的化石,     

生命的历程系列讲座(四) 捕食者的兴起与食物链的建立

正距今大约5.3亿年前,寒武纪生命大爆发涌现了现代海洋动物几乎所有门类的祖先分子,奠定了现代海洋多层次生态格局的雏形,也构建了地球历史上第一个金字塔式的复杂食物链。那么,这条食物链是如何构建起来的?经历了怎样的发展过程呢?后生动物兴起翻开地球历史这本厚重的大书,地球上第一条复杂食物链的形成可一直追溯到距今6亿年前     

进化论系列讲座（十七） 达尔文主义与新达尔文主义

正如前所述,赫胥黎、海克尔和斯宾塞三位"大咖"通过各自的学术活动捍卫和发展了达尔文进化论的核心思想,但是在他们活跃的学术生涯前期却并没有出现"达尔文主义"一词。直到达尔文逝世7年后,华莱士在1889年出版了《达尔文主义》一书,从此这个用语开始广为流传。华莱士写这本书的目的是希望借此推进一种"纯粹的"达尔文主义。它排除了达尔文的泛生论以及其他所有承认获得性状遗传的内容,华莱士在书中提到:"……我的所有工作力图展示出在新物种产生的过程中自然选择压倒性的重     

生命的历程系列讲座(五) 寒武纪大爆发动物器官的创新浪潮

正地球生命自距今38亿年前诞生以来,历经三十多亿年的漫长演化,直至5.41亿年寒武纪之初的崭新时代,迎来了生命演化史上最激动人心的时刻——寒武纪生命大爆发。毫无疑义,它是生命演化中物种形成最迅猛、高级分类阶元诞生最频繁、功能形态悬殊度最显著、生物结构造型可塑性最强的特大型生物大辐射事件。     

“电子显微学与结构生物学”系列讲座（一）

生物电子显微学是结构生物学的重要分支,主要包括电子晶体学（electron crystallography）、单颗粒技术（single particle technique）,电子断层成像技术（electron tomography）,以及冷冻电镜技术（cryo-EM）,适于从分子到细胞各个结构层次的三维结构研究,与X-射线晶体学和核磁共振谱学一道,是结构生物学的重要研究手段。本次研讨会旨在分析该领域国际发展趋势,促进国内合作研究,整合国内资源,加强人才培养。     

生态生物化学：（十）植物授粉作用的生物化学

植物大约在志留纪中后期登上陆地。到了石炭纪,蕨类植物巳发展成茂密的森林。蕨类植物没有花,靠植物体(孢子体)的孢子繁衍后代。石炭纪出现了裸子植物。于是就有了作为繁殖器官的花。到了中生代的三叠纪,蕨类植     

进化论系列讲座（二十九） 最小熵产生原理

<正>前文说到,薛定谔《生命是什么》一书中论述的三个观点后来发展为理论生物学的三个方向——理论分子生物学、量子生物学和耗散结构理论。本篇就来谈谈耗散结构理论的曲折发展过程。这个理论的横空出世不仅给进化论提供了物理学背书,而且将进化的思想拓展到生物学之外更加广阔的领域。     

进化论系列讲座（十九） 达尔文主义的“日食”

<正>我们已经用连续几期介绍了自《物种起源》问世以后半个世纪左右的时间段里一些学者对捍卫与发展进化论所作出的贡献。但这并不代表那个时代的全景。实际上,"达尔文主义"的整个理论体系在很长的一段时间内并没有完全被更多的学者充分理解与全面接受,即使那些支持进化论的人。大家普遍认可的只是进化本身以及"共同祖先"等观念,其他方面则在不同学者那里存在着不同的疑惑与分歧。其中,最大的挑战是针对"自然选择"以及一脉相承而来的"渐变"理     

原型（祖先）森林登革病毒与外溢感染

摘要：登革病毒是蚊源性病原,保持于森林（非人灵长类/森林蚊子）和地方性流行（人类/城市/家周蚊子）循环中。由蚊媒介的人?人的传播在亚洲和美洲是病毒循环的通用方式,而在西非森林循环占优势。登革病毒的地方性流行方式源于森林登革病毒对家周/城市蚊子的适应。在2004?2007年,马来西亚在登革1型流行中分离到1株原型森林登革1型病毒。该病毒与哨猴株间外膜基因序列——核苷酸序列相似性>99%,氨基酸序列相似性99%。在55位点上仅有1个氨基酸差异,猴株是缬氨酸,人株是异白氨酸。病毒能被流行登革病毒1型感染的患者血清中和。该病毒的罕见分离表明来自只限于森林循环的一种有限的外溢感染。估计患者株序列进化率是5.2×10-4取代/位点/年。1965年在尼日利亚从发热患者分离到3株森林病毒,遗传发生树表明不同于地方流行登革病毒并均在森林登革病毒区块内,表明外溢流行。埃及伊蚊在西非森林中表现偏动物倾向,在登革病毒森林扩大循环中的作用有限。