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从45.5亿年到现在,生命是如何演化的?一图看懂!

2023-09-09 21:02| 来源: 网络整理| 查看: 265

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这是在做知乎回答的时候自制的一张地球生命演化简图,基本上囊括了主要的生命演化大事件。现在我们看图说话一下,简要回顾地球的演化历程。

前寒武纪地球演化史

大约45.5亿年前,地球从一团星云中诞生出来,初生的地球是一个炽热的岩浆球。

▲初生的地球是一个炽热的岩浆球 图/Fandom

大约44亿年前,地球外壳冷却形成最早的岩石,岩浆中的水蒸气也冷凝下降,成为原始的海洋。‍

▲岩浆冷却后,地表才形成了海洋 图/Finace.yahoo

大约38亿年前,在海底的火山口附近,无机物结合成为有机物,有机物进一步结合形成生命。

▲最初的生命诞生于海底 图/TIM.sapo

在38-21亿年间,生命们逐渐学会了光合作用,地球大气中出现了氧气,地球在自身的板块运动和大气中的氧气的共同作用下,地表降温,几乎全被冰层覆盖,这就引发了第一次雪球地球事件。

▲第一次雪球事件可能是地球上最寒冷的时候 图/NASA

21-8亿年间,熬过第一次雪球地球事件的生物们出现了较大的变化,其中最大的变化就是真核生物的大规模出现,真核生物在演化过程中,可能因为吞噬了其他微生物,与之共生在一起,于是真核细胞中出现了线粒体和叶绿体,这两个细胞器让生物的运动能力大大加快,生存竞争的压力从而增大,这导致了生物演化速度的进一步增快。

▲上面的两个是真核生物,下面的是原核生物,明显看到真核生物要更复杂 图/见水印

8亿年前左右,还是因为地球板块运动和氧气的作用,地表再一次降温,第二次雪球事件到来;

▲第二次雪球事件,没有第一次那么寒冷 图/science source

6亿年前,熬过雪球地球事件的生物爆发性演化,出现了最早的宏体生物(与微生物对应,微生物肉眼不可见,宏体生物肉眼可见),这些最早的宏体生物被称为埃迪卡拉生物群。

▲埃迪卡拉生物群,这是一次失败的生物演化事件 图/wikipedia

寒武纪到白垩纪末期地球演化史

5.4亿年左右,埃迪卡拉生物灭绝,出现了新的生物类型,这些生物就是我们现生生物的祖先。那时候的地球,只有海洋中才是生机勃勃,陆地上则是一片荒芜。那时候称霸海洋的是强大的节肢动物,比如三叶虫和奇虾之类,而我们人类的祖先只是其中微不足道的一条小鱼而已。

▲寒武纪生物,右下方像鱼的生物就是我们的祖先 图/James Kuether

5-4.4亿年间,植物率先登上陆地,那时候的植物只是贴地生长的苔藓和藻类,海洋中那条微不足道的小鱼依旧微不足道,沦为节肢动物们的食物。

▲藻类和苔藓,可能是最早登上陆地的生物,它们为我们提前改造好了陆地环境 图/pixabay

▲早期的甲胄鱼类,这种鱼最后灭绝了 图/Nobumichi Tamura

4.4亿年前,因为气候再次变冷,许多原本适应温水环境的生物大面积死亡,这就是奥陶纪末期生物大灭绝。

▲奥陶纪的海洋生物群落 图/Masato Hattori

4.4-3.5亿年前(这属于志留纪和泥盆纪),在这接近一亿年的时间中,生物们的进化再次跨过一个台阶:植物演化出低矮裸蕨类植物类型,这些裸蕨类在地球上快速蔓延,让地表开始变绿起来;节肢动物率先随着植物一起登陆,最先登陆的可能是蛛形纲的蝎子和蜘蛛之类的,随后其他类型的节肢动物也登上陆地,成为裸蕨植物构成的低矮森林中的住客。

▲泥盆纪时期的生态,注意陆地上的低矮蕨类和正在登陆中的节肢动物,告诉我,你们看到了几只? 图/Masato Hattori

此时的海洋中,那条微不足道的小鱼长出了下颌骨,这意味着它们有了可以开闭的嘴巴,这个嘴巴成为了它们最强大的武器,它们开始主宰海洋,并且有一部分开始尝试着登陆。

▲泥盆纪时期的鱼类,注意大大的嘴巴,这就是它们的武器 图/Masato Hattori

▲泥盆纪威名赫赫的邓氏鱼,可以长到9米,人跟它比起来就是个弟弟 图/HodariNundu

3.5亿年前,地球再次遭遇了一次生物大灭绝。导致生物灭绝的原因众说纷纭,但是很多证据都表明很可能是大规模的火山活动引发的这一切。

▲泥盆纪末期的大灭绝可能由火山导致 图/The Archaeology News Network

3.5-2.5亿年之间(石炭纪和三叠纪),幸存下来的生物再次快速演化。首先是,植物又双叒出现了新类型,高大的蕨类植物覆盖了整个地球,这些蕨类植物可以长到十余米到数十米高,是不折不扣的参天大树了;其次最重要的一点是,在霸占了海洋之后,鱼类主动向陆地出击,它们最初是离不开水的两栖类,而后两栖类又变成了可以离水生活的爬行类,爬行类与森林中的早期主人——节肢动物展开了旷日持久的厮杀,并最终击败节肢动物,成为陆地的主人。

▲石炭纪的森林,生活着巨大的节肢动物,2米长的蜈蚣,75厘米长的巨脉蜻蜓等 图/Ntvtiko

但是好景不长,2.5-2亿年间,地球连续经历了两次大灭绝,分别是二叠末生物大灭绝和三叠末生物大灭绝。是什么原因导致的呢?目前依旧没有定论,但是无可争议的是,在这两次大灭绝的时候,都发生了大规模的火山活动,所以火山可能在其中扮演了重要的角色。

▲三叠纪末期和二叠纪末期的两次大灭绝相隔仅5000万年,对生态系统造成了极大的破坏 图/outrider.org

2-0.65亿年间,这是一段持续1.35亿年的好日子,植物们又有了新的变化,它们演化出裸子植物和原始的被子植物,这些裸子植物和被子植物很多都一直生活到今天,松树、柏树、银杏,这些都是恐龙世界中的常见树种,所以那时候的森林可能和现在没什么区别;动物方面,大灭绝的幸存者们再次快速演化,更高、更大、更强是他们演化的目标,于是那些体量巨大的庞然大物们——恐龙——依次出现;

▲侏罗纪的森林和恐龙,这个时期的森林就和我们现在的比较相似了 图/wikiwand

▲白垩纪,正在捕猎的霸王龙,注意它长着羽毛 图/Herschel-Hoffmeyer

▲白垩纪,棘龙,它们吃鱼为生 图/Herschel-Hoffmeyer

▲白垩纪的甲龙和三角龙 图/Deskridge

▲白垩纪的三角龙 图/Kerembeyit

在一部分爬行类演化成恐龙的同时,另一部分爬行类演化成了哺乳动物,最初的哺乳动物个头都很小,在恐龙的阴影下瑟瑟发抖;

▲白垩纪的哺乳动物个头很小,生活在恐龙的阴影中 图/MARK WITTON

0.65亿年左右(6500万年前),地球上再次发生大灭绝。小行星的撞击是最广为人知的原因,但是现有的证据表明,在小行星撞击之前,地球上发生了旷日持久的火山活动,恐龙在火山活动之下已经开始走下坡路了,小行星的撞击可能只是压倒骆驼的最后一根稻草罢了。总而言之,绝大部分恐龙灭绝了。

▲在火山和小行星的双重打击下,恐龙最终灭绝了 图/Sia.az

白垩纪以来地球演化史

6500万年前的恐龙灭绝,给现生的各种动物让出了生态位置。

6500-5500万年前,生命们处于一个缓慢的恢复状态,有一部分未曾灭绝的恐龙最终演化成了鸟类。

▲目前发现了非常多白垩纪的长羽毛恐龙化石,可能在白垩纪就已经出现了鸟类 图/Sia.az

另一些幸存下来的胎盘类哺乳动物则演化成灵长类,其中我们发现的最古老的灵长类被称为更猴。

▲更猴 图/odec.ca

到了5500万年前,发生了一次被称为始新世极热事件的大事件,这是一次很严重的气候变暖事件,全球在很短的时间里升高了5-8℃,这个事件的后果就是大量哺乳动物迅速出现,基本上我们现生哺乳动物的类型都在这次事件中出现了。

▲从始新世极热事件开始,出现了很多现生哺乳动物的祖先类型 图/fineart

大约3300万年前,从灵长目中分化出来猴科,这就是我们现今见到的各种猴子;大约2000万年前,人猿总科出现,我们人类、现代的各种猩猩都属于这个总科;人猿总科的生物继续演化,到了大约600万年前,出现了黑猩猩和人类的共同祖先,此后人类的祖先和黑猩猩分道扬镳,从地猿—能人—直立人最终演化为智人。

▲灵长类演化历史,图中mya是百万年的意思

当然,人类从地猿一路变成智人,这是另外一个更加波澜壮阔的历程了,我们有机会再讲。

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