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第二章 物质运动的自然图景 多分子体系虽然显示出生命的萌芽，但还必须经过长期不断的演变，外膜逐步复杂精致，核酸与蛋白质间的协作更为默契，才能形成原始生命体。随着原始生命的诞生，化学进化发展到一个新的阶段，生物进化开始了。 二、生物的进化 1、原始生命向原始细胞形态的进化 原始生命体尚无细胞结构，必须再经过漫长的演变，才形成原始细胞。 团聚体或微球体的简单外膜逐渐演化为能有效控制物质进出的细胞膜，既保证了系统的相对独立和稳定，又维持了系统的开放、非平衡和物质能量的交流。同时其内部结构也逐步复杂化，蛋白质和核酸间建立了牢固的协作关系，即蛋白质控制代谢，核酸控制遗传。至此，作为一个自控开放体系的原始细胞已形成。 这在生物进化史上是一件开天辟地的大事。组成现今生命体基本结构单元的真核细胞或原核细胞都是由此进化而来。 原始海洋具有丰富的有机物，故原始细胞是靠消耗现成的有机物而营异养生活。后来，有一类原始细胞其内部出现了能进行光合作用的色素，使它们能利用光能进行光合作用而营自养生活。 这一事件对整个生命界产生了深远的影响，因为光合作用放出氧气，为生物从厌氧呼吸进化到有氧呼吸提供了外部条件，现今地球上绝大多数生物都采用有氧呼吸。此外，光合作用放出的氧气，在大气圈中形成了臭氧层，阻止紫外线的长驱直入，有效地保护了地球上已经形成的生命。 2、单细胞生物向多细胞生物的进化 在现今地球上，存在着一种称为眼虫的单细胞生物，其顶端有一根鞭毛，能自由运动寻找食物。顶部还有色素，当外界食物缺乏时，就能利用光能自养。 可以推测，这类原始的单细胞生物就是现今地球上动植物的共同祖先。其鞭毛断离，保留叶绿体，便逐渐演变成植物；反之，失去叶绿体，保留鞭毛则逐渐演变成动物。 某些绿藻和鞭毛虫，本来都是单细胞的生物，由于细胞的迅速分裂又没有各自散开，便形成了多细胞的群体。起初各个细胞仍然自营生活，但长期的群体生活，使群体内的各细胞发生了形态上的分化和生理上的分工，逐渐过渡为结构更复杂、组织更严密的多细胞生物。 多细胞绿藻 多细胞生物体的出现，是生命演化历程上的再一次巨大飞跃。生物体细胞的分化，形成了组织、器官和系统，由不同的组织器官和系统，构成了完整统一的生物个体。 多细胞生物的出现，地球上的生物迅速从低级向高级发展，以至于在以后的时间内产生了数以百万计各不相同的生物群体。 3、从水生到陆生 此后的生物进化是在多细胞生物的基础上，沿着植物和动物这两个主要方向而分别进行的。其中由水生到陆生的进化是最重要的突破。 大约在4亿年前的古生代，随着大片海底上升为陆地，海面的缩小，以及大片水陆交错的底洼浅滩的形成，水生的植物和动物开始登陆。最先登陆的有由绿藻进化而来的苔藓植物和裸蕨类植物。 苔藓植物 蕨类植物 大约在2亿年前从蕨类植物中发展出裸子植物，其生殖能摆脱水的限制，故裸子植物才能完全适应陆地环境。1亿年前又发展出被子植物，种子包藏在果实里，更有利于陆地繁殖，故被子植物是植物进化的最高等类型，其种类超过全部植物的4/5。 裸子植物 被子植物 植物登陆不仅改变了陆地的面貌，而且为动物的登陆创造了条件。最早登陆的是三叶虫等无脊椎动物以及某些鱼类。 鱼 类 三叶虫化石 大约在3、4亿年前出现了鱼类向两栖类的过渡，由鳍发展为四肢。由肺取代鳃进行呼吸，但还须借助裸露的皮肤辅助呼吸，不利于保持体内水分，生殖仍在水中，这就决定了两栖类只能生活在沼泽地。 两栖类 2、3亿年前两栖类又发展到爬行类。爬行动物已能较好地适应陆地生活，它的皮肤表面角质化，防止水分的散失，它产具有硬壳的大型羊膜卵，保证后代能直接在陆地发育。 爬行动物 此后，又从爬行类中发展出哺乳类和鸟类等恒温动物，能使机体内环境保持在相对稳定的水平，从而摆脱了气温变化的影响。使得它们比冷血动物更能适应温差较大的陆地环境，从而成为脊椎动物中的最高等类群。 鸟 类 哺乳动物 大熊猫 猩猩 到了400万年前，终于出现了生物进化史上最大的一次质变，从哺乳动物灵长类中的一支——古猿中分化出人。 英国生物学家赫胥黎1863年发表了《人类在自然界的位置》一书，首先提出了人、猿同祖的理论。1871年，达尔文发表了《人类起源和性选择》一书，专门讨论了人类起源问题，论述了人类和类人猿的亲缘关系，指出人类是由古代一种类人猿——古猿逐渐进化而成的。 近代发展的分子生物学从分子水平上说明了人类和猿猴的血红蛋白，细胞色素C，DNA分子等都基本一致，从而更加证实了人与猿的亲缘关系最为接近，人与现代类人猿都是由共同的祖先——古猿发展而来的。 从上述自然界物质系统的演化图景中，