从原核到真核的早期生命演化

<正>地球生命自诞生到寒武纪生命大爆发,经历了大约三十多亿年的漫长演化,这段历史曾被称为隐生宙,寓意没有生命显现的时代。后来随着化石的不断发现,这段时期又被统称为前寒武纪,包括了冥古宙(生命出现之前)、太古宙(原核生命时代)和元古宙(真核生命时代)。从冥古宙、太古宙,到元古宙,地球生命经历了生命诞生,从原核生命到真核生命,从单细胞生命到多细胞生命,从藻类到原生动物再到多细胞动物的漫长演化过程。     

地球上最早的生物是何时出现的?

根据同位素年龄的测定,地球诞生已经有45-60亿年了,从古至今经历了千变万化。现代地球上植物丛生,动物繁多,人类活动在各个领域。可是,今天的生物和人类都是从无到有,从少到多,从低等到高等逐渐地、长期地演化而来的。在早期漫长的岁月里地球上是没有生命的,那末地球上最早的生物是何时出现的呢?这个问题长期以来一直吸引人们的注意。过去古生物学工作者研究化石主要是从寒武纪(大约距今5.7亿年)开始的地层中     

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     

生物演化史上的重大事件

生物演化史上的重大事件生物演化史上的重大事件“我国澄江动物群的研究成果和生命大爆炸”来自第３９届香山“生物演化历史上的重大事件”科学讨论会上的报道。我们的地球已经有４６亿年的历史,３８亿年前生命诞生了,在其后的漫长岁月中,这些生命只是一些菌藻类低等生...     

攻掠与防御的演化——奇虾与莱德利基虫的故事

在地质年代表中 ,寒武纪是地球生命演化史上的重要分水岭 ,它界于隐生宙与显生宙之间。所谓“显生宙” ,从字面上可以看到 ,是现代生物显现演化的跨度空间。事实上 ,绝大部分的多细胞动物“门”类 ,最早就形成于寒武纪初期。就是从寒武纪初期的几百万年起 ,纷繁驳色、丰富多彩的生物喧闹充满了全球各地的海洋 ,如同旭日东升 ,隐生宙的旷古沉寂在生命喷薄而起的昂扬凯歌声中散尽了。古生物学家将此称为“寒武纪大爆发” ,确实 ,与４６亿年漫长的地球生命历史比较 ,几百万年只是短暂的瞬间 ,仅相当于１天２４小时中的１秒钟而已。对“寒武纪大…     

破解寒武纪大爆炸之谜

始于５．４５亿年前的寒武纪是从小壳化石和动物生痕出现起界 ,尔后腕足类、三叶虫等完整化石出现 ,形态结构已相当复杂 ,到５．１亿年前的澄江生物群 ,所有动物大门类（包括人所属的脊索动物门）都已齐备。似乎接下５亿年演化史只在实践某个时刻制定的规划 ,再不能突破它。这般离奇的演化事实 ,怎不让人惊讶？最近几十年 ,开始在寒武纪以前地层搜索化石 ,所找到的几乎都是简单的单细胞生物的化石 ,比较复杂的多细胞动物是从５．６亿年前才开始出现。这更增疑团 ,似乎那次让生命演化发生急转弯的神秘事件起自空穴 ,突然降临。最最不可思议的…     

【特约论文】寒武纪大爆发的过去、现在与未来

人类探索认识寒武纪大爆发的过程先后经历了神创论、渐变论和爆发式演化思想的影响, 形成了越来越接近真理的重要科学认识。寒武纪大爆发本质上是动物门类的大爆发, 同时伴随着属种多样性的增长、体型增大、生物矿化以及海洋生态系统的重大变革。寒武纪大爆发是多因素制衡的自然历史过程, 任何单因素的内、外因驱动假说都不足以解释寒武纪大爆发的复杂过程。分子遗传基础和宜居环境分别是寒武纪大爆发的内在和外在必要条件, 但不是必要充分条件。因此, 寒武纪大爆发, 与其他所有生命演化事件一样, 必须通过生态作用实现。寒武纪大爆发是在氧气和其他资源不太受限、环境多变、生态荒芜的外在条件下, 基因发育调控系统预先高配的内在条件下, 发生的动物门类大爆发。在埃迪卡拉纪晚期, 多细胞的文德生物与动物采取了不同的体型发育策略和演化途径, 共享海底两千万年后, 文德生物灭绝。此后, 动物在寒武纪最初的两千万年间快速分异演化, 产生了大量演化结局各不相同的动物门类, 生态适应策略同步分化, 形成了以动物为主导的海洋生态系统, 踏上显生宙的演化征程。目前对寒武纪大爆发的探索和研究存在着偏向性或局限性, 主要关注动物门类演化和生存环境氧化还原条件, 没有将海洋生态系统作为统一整体开展全面系统的研究工作。未来探索有必要在全球范围内开展广泛全面的研究工作, 揭示寒武纪大爆发时期海洋生态系统的时空演变。     

对三峡地区发现的古老足迹化石的评述

我国三峡地区发现的已知最古老足迹化石,使远古动物开启步行时代前推到了5.51亿年前,为两侧对称动物在晚前寒武纪末就已出现提供了依据,也为寒武纪生命大爆发可能开启于寒武纪前提供了有意义的信息。这一发现进一步提高了足迹化石在研究古老动物行为和了解重大生物事件所具有的价值。     

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(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     

无脊椎动物的发展

生命经历了前寒武纪漫长而又曲折的历程后,从六亿年前开始,终于跨进了继往开来的古生代。地质学家们根据生物的演化进程,把古生代(距今6亿至2.2亿年)自老而新划分为寒武、奥陶、志留、泥盆、石炭、二叠六个纪。前三个纪合称为早古生代,后三个纪叫做晚古生代。因为早古生代无脊椎动物空前繁盛,又把它叫做“无脊椎动物时代”。早古生代的大地,依然和前寒武纪一样,到处是不毛之地,荒凉寂寞。土黄色的童山秃岭、火山喷逸出的浓烟、地表的涓涓流水、划破太空寂静的雷鸣电闪,便是此时大地的主要景色。早古生代的海洋,光照充足、食物丰富、温度适宜,成了各类生物滋生繁衍的乐园。     

寒武纪大爆发——来自贵州的化石证据*

寒武纪展示了生物演化和生态创新最为关键的一段历史, 在此期间发生了后生动物快速的辐射性演化事件, 被称为“寒武纪大爆发”。近四十年来, 基于寒武纪特异埋藏生物群的大量研究为解密寒武纪大爆发具体过程、主要动物类群起源与生态演化作出了重要贡献。贵州素有古生物王国之称, 在寒武系地层中不仅保存了大量解剖学细节精美的化石资源, 也在多个地区产出时间连续的生物组合演化序列, 在探讨动物起源与演化、全球地层对比及群落古生态学等方面具有极其重要的科研价值。近年来, 以小壳动物群、牛蹄塘生物群、杷榔生物群、剑河生物群、凯里生物群等多个生物群在贵州的发现提供了早期后生生物的新信息, 加密了中国乃至全球早期后生生物特异埋藏化石群的演化链, 为全面揭示寒武纪生物群落面貌、早期多门类后生动物的辐射演化和海洋生物群落演替提供了独特的意义, 最终为深入解读寒武纪大爆发的过程与发生机制提供重要实证。本文简要总结了贵州地区在该领域的主要学术贡献, 结合全球研究进展, 对目前存在的问题和未来研究方向提出展望。     

陕南早寒武世早期Quadrapyrgites再研究

处于"寒武纪生命大爆发"序幕阶段的梅树村期,生物类群大规模辐射,身体构型快速革新,与前寒武纪生物群面貌明显不同.最近在陕南宁强宽川铺地区梅树村期地层中发现了大量五辐射Punctatus及部分四辐射四方塔形壳属Quadrapyrgites,其中包括1个新种Quadrnpyrgites undulatuscostalis sp.nov..在此基础上对Quadrapyrgites进行了属征补充.双胚层腔肠动物的出现标志着地球生命史的真后生动物演化开端,在生物起源演化历程上占据着关键的位置.本文为研究真后生动物起源演化、生物辐射、体型构建提供了重要实证.     

关山生物群中始海百合化石的再研究*

关山生物群是继澄江生物群之后云南寒武纪早期地层中发现的又一个特异埋藏的化石宝库。现已报道10多个门类的化石动物,对研究寒武纪生命大爆发、后生动物起源及演化、寒武纪早期生态系统的复原等重大学术问题具有特殊的意义。始海百合属于棘皮动物门海蕾亚门,于寒武纪早期出现,志留纪灭绝。笔者将荧光显微镜等先进成像方式与传统的研究手段相结合,对新采集到的关山生物群始海百合化石标本进行深入细致的系统古生物学研究,对其精细形态学构造和生活习性获得更深入的了解。这对于认识寒武纪早期的生物多样性和棘皮动物的演化都具有重要的意义。     

寒武纪早期四方塔型壳属的胚胎发育及其系统学意义

寒武纪大爆发是生命演化史上重要的创新事件.我国澄江动物群(距今约5.18亿年)代表了寒武纪大爆发的高潮,而产自寒武系最底部,时代上早于澄江动物群的宽川铺生物群(距今约5.35亿年)则为研究寒武纪大爆发的第一幕提供了重要的埋藏窗口.宽川铺生物群产自陕南宁强、西乡等地寒武系底部宽川铺组钙质磷块岩和磷质碎屑灰岩中,以保存了大...     

地球生命发展史简述

简要介绍地球生命诞生以来的38亿年历史中,生命起源的学说,生物进化的机制,现代人类的起源与演化.选取生命进程中的典型物种,以简表概括从冥古代至新生代生命发展史.     

地球 宇宙 生命

地球——宇宙的绿洲我们居住的地球,就象是广袤无际的宇宙空间中的一片绿洲。地球是一个瑰丽多彩的生命世界,生生不息的生物在这里到处存在。在地球上,生命已经走过了漫长的道路,三十多亿年以来,生命在这里诞生、发展,欣欣向荣。生命遵循着自然的法则,按照一定的途径在演化。这是一首壮丽的生命进行曲。虽然保存得不很完整,但可庆幸的是化石为我们记录了地球上     

前寒武纪沉积碎屑岩中有机质壁微体化石的分析处理及观察方法

前寒武纪是地球演化历史上的重要时期,随着早期生命起源、构造演化、油气勘探等研究的不断深入,前寒武纪越来越受到关注。微体化石是研究前寒武纪生命演化和地层对比的重要窗口,尤其是在新元古代大冰期之前的地层中,主要保存的是体型较小、类型多样的微体化石,而宏体化石则凤毛麟角,仅有为数不多的类型。在许多前寒武纪碎屑岩地层中,以布尔吉斯页岩型方式保存的有机质壁微体化石,是其中保存的唯一的化石类型。但因这些有机质壁微体化石在围岩中遭受了长时间地成岩、变质、风化和剥蚀等作用,在化石处理过程中非常容易破碎,导致获取保存完整的微体化石较为困难,给属种鉴定、生物多样性评估和生物地层对比等研究带来诸多不便。本文主要介绍一种从粉砂岩-泥岩中获取有机质壁微体化石的处理方法,包括样品的碎样、酸处理、富集、挑选、制片和拍照等各流程的详细步骤,以及在分析处理中存在的问题和注意事项。     

生物演化生生不息

人类生存的地球是太阳系中的一个行星,它的年龄约有46亿年。在这个地球上,从生命诞生到现在,生物演化已跨越了大约35亿年漫长的历程。由于早期地球表层的环境条件极其严酷,年轻太阳的光照强度较低,同时还发射出大量的紫外线;大气中弥漫着大量的二氧化碳,其浓度约为今天的100至1000倍,而氧气却含量很低。与此相     

陕南早寒武世早期磷酸盐化Punctatus奇异星状口盘的发现及其形态功能分析

早寒武世最早期梅树村期处于“寒武纪大爆发”序幕阶段。在这一时期,生物类群发生了大规模辐射演化及其身体构型的快速革新,形成与前寒武纪生物群明显不同的生物组合面貌。最近在陕南宽川铺地区早寒武世早期灯影组宽川铺段地层中发现了数十枚呈三维立体精美保存的磷酸盐化奇异星状生物化石标本,通过形态功能分析及与其共生的Punctatus的口盘类比表明,该奇异星状生物很可能属于腔肠动物Punctatus的口盘,星状体的中心为该生物的口部。而腔肠动物的出现标志着真后生动物的开始,在生物起源演化历程上占据着极其关键的位置。本文报道的奇异星状生物可能代表了初具原始触手的腔肠动物早期演化类型,为研究真后生动物起源演化、功能进化提供了新的实证材料。