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。     

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(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(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(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     

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。     

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     

贵州埃迪卡拉纪瓮安生物群化石含量的统计分析

贵州瓮安埃迪卡拉纪陡山沱组（635-551Ma）上磷矿段保存了大量精美的磷酸盐化微体球粒化石,它们主要由多细胞藻类、疑源类和处于不同发育阶段的多种动物胚胎化石组成,此外还包括少量后生动物的幼、成体化石。本文以贵州瓮福磷矿陡山沱组上磷矿段灰白色球粒状白云质磷块岩为研究对象,在总结瓮安生物群中不同生物化石的鉴别特征基础上,定量统计采自该层位的两组岩石样品（WA—I和WA-r1）的酸处理砂样中的所有化石。统计结果表明,瓮安陡山沱组该磷块岩中化石质量和岩石中磷酸盐组分质量成正线性相关,两个样品中化石占全部磷酸盐组分的质量百分比均在10％左右,其中多细胞藻类和疑源类化石占全部化石含量均少于10％。这一结果客观地反映了瓮安生物群的化石丰度,证实了保存在瓮安陡山沱组上磷矿段灰色富氧含磷埋藏相中的瓮安生物群主要由动物胚胎化石组成的特征。     

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     

进化论系列讲座(十一) 达尔文——(二)改变个人与世界的航行

正达尔文带着《圣经》及对其的虔诚登上了贝格尔号,他那正统的基督徒形象最初常常招致水手们的取笑。但这样的情形随着航程一站又一站的延续在逐渐地改变。改变源于他随身携带的另一本书——莱伊尔的《地质学原理》第一卷,书是行前亨斯罗作为礼物送给他的。海上的航行漫长乏味,达尔文还倍遭晕船的折磨。《地质学原理》成了他忘却痛苦的最佳良药,因为书中描绘的"沧海桑田"给他打开了一个审视世界的全新视角。     

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（十） 森林形成与成煤作用

<正>森林形成是地球陆地生态系统一次革命性的事件,极大地完善了地球生态系统。自从有了森林,大陆自然环境焕然一新,不仅使大气富含氧离子,营造了适合动植物大发展的生态,而且影响了全球大气海洋环境,对全球气候的演变也产生了深远影响。不仅如此,远古森林还造就了当今人类所依赖的煤矿形成,为我们人类近代工业发展留存了一份极为珍贵的能源财富。那么,森林是从什么时候开始形成,远古森林是怎么一种状况,我国是否也早已形成了远古的森林呢?     

现生微生物群落形态研究及其对解释埃迪卡拉生物群化石属性的启示

通过对常见微生物种类进行纯培养获得多种微生物菌落形态,并将其与埃迪卡拉生物群化石形态进行对比研究,发现：1）盘状化石Aspidella与圆盘形菌落的轮廓和放射状分布的小脊具有相似性;2）“rangeomorphs”分支状化石与具有次级分支结构的菌落具有某些相似性;3）五边形似棘皮动物化石Arkaruaadami与五边形菌落较为相似;4）两侧对称类化石Kimberella与圆盘形边缘具放射状脊的菌落的表面形态非常相似;5）盘状化石Az—bumaresbrunsae与圆盘形表面具辐射状脊的菌落的轮廓和表面纹饰分布极为相似。以上对比结果表明部分埃迪卡拉生物群化石与微生物菌落形态具有一定的相似性。本研究为埃迪卡拉生物群化石生物属性的解译提供了新思路。     

揭开生命的波粒二象性研究的序幕--"天地生人"系列讲座(23)

1932年诺贝尔物理学奖的得主玻尔(Niels Bo-hr,1885—1962)发表了《光与生命》的名演讲。1944年另一位诺贝尔物理学奖的得主薛定谔(Erwin Schrodinger,1887—1961)又发表了名《生命是什么》一书。他们所探讨的都是关于生命的本质问题。由于他们两位大科学家的积极倡导,世界上一大批优     

进化论系列讲座(二十二)现代达尔文主义

"现代综合进化论"诞生 前文谈到,20世纪20～30年代群体遗传学创立后,达尔文的自然选择学说在进化论中逐渐恢复了主导地位,其中最重要的三位学者——费雪、莱特和霍尔丹的作用尤为突出.但是这并不是要忽视其他学者的贡献.而且,这三位学者的著作满是艰深的数学语言,很大程度上限制了他们对当时生物学界的影响.     

进化论系列讲座(十三):华莱士

<正>前文提到,1858年,华莱士的一篇论文催生了达尔文进化理论的正式问世。可见,在进化论的发展历程中,华莱士是功不可没的。可是如果您上网查查华莱士这个名称,竟然在最前面出现的网页和词条里,不是某个时髦鞋子的品牌,就是某个快餐连锁店的广告;好不容易出现了一个人物,还是某个NBA球星的名字。在科学史上曾经作出过那么重大贡献的一个人物,竟然被人们给淡忘了。也许,这种淡忘是因为达尔文的光辉对后世过于耀眼,以至于遮蔽了华莱士的身影,正如有些书籍里提到华莱士时的轻描淡写:英国生物学家,通过对马来     

进化论系列讲座(十二) 达尔文——(三)自然选择

正如前所述,正是随同"贝格尔号"巡洋舰环球考察其间目击到的一些事实,尤其是加拉帕戈斯群岛上的鸟类及其他生物显示出来的性状差异,使达尔文"深受感动"。达尔文当时就思索:"显然可知,只有依据一种推测,就是物种在逐渐地发生变异,才可以去解释这一事实以及其他很多事实。""可是,同样也显明可知,不论是周围环境的作用,或者是生物的意志(特别是就植物而言),都不能够解释各类生物极其良好地适