2016科學與無神論論壇演講
我們的地球，是宇宙中一顆非常不同的行星，因為地球上產生了生命。當然，我們的地球絕對不是宇宙中唯一有生命的行星，但確是獨一無二的——因為生命的進化是不可逆的，任何一個星球上如果出現了生命，她的生命的進化模式都是不一樣的。
大家好，我是來自煙台市博物館的江泓。同時我也是一個科普工作者——主要是做古生物科普。感謝科學公園給我這個機會來參加論壇，跟大家討論一些生命進化中的事件。
我們的地球，是宇宙中一顆非常不同的行星，因為地球上產生了生命。當然，我們的地球絕對不是宇宙中唯一有生命的行星，但確是獨一無二的——因為生命的進化是不可逆的，任何一個星球上如果出現了生命，她的生命的進化模式都是不一樣的。
地球是在距今46億年之前產生的，在38億年之前地球上出現了生命。最早的生命是細菌和菌類，還有咱們所說的植物中最低等的藻類，他們屬於單細胞生物。到後來有了簡單的多細胞生物。
從38億年之後一直到距今5.4億年之前，生命形式都是比較單一的，比較簡單的。而在距今5.4億年前，出現了一個重大的事件，這個事件叫——寒武紀大爆發。
可能很多人都聽說過，這大爆發和大滅絕的理論。寒武紀大爆發代表的是現在的幾乎是所有生命形態的出現。從寒武紀大爆發以後，剩下的大事件，就是脊椎動物的出現，魚類的出現，魚類的登錄，還有爬行動物的出現，一直到恐龍的出現。這就是我們熟知的重大事件。
這是一個螺旋形的生命進化圖景。首先是地球誕生於距今46億年前；然後，生命出現，是38億年前；在上面的，寒武紀大爆發，是距今5.4億年前；然後，魚類登陸，是3.6億年前；然後，恐龍出現，是2.25億年前；到恐龍滅絕的時候，是距今6500萬年前；之後，地球歷史進入了新生代——新生代又被稱為是哺乳動物的時代；在距今四百萬年前，出現了南方古猿——南方古猿被認為是從猿到人進化的一個重要節點；然後是我們，我們被稱為智人——晚期智人，從人類學的角度來說，我們是距今四萬年前才出現的。
如果我們把地球的歷史比作24個小時的話，有幾個重要的事件可以從這24小時中標識出來。首先是，在五點四十分，生命誕生。然後，寒武紀大爆發，是九點鐘。也就是說，從這個鐘錶上來看，五點到九點之間，沒有什麼大事件發生。然後到了十點四十分，恐龍出現。而我們人類出現，是在二十三點五十九分——就是說，在最後一分鐘，我們人類才出現。
我今天要講的，不是爆發、滅絕這些大事件，而是一些簡單的結構。但是這些結構足以改變我們生命進化的歷程。
首先，第一個是——光合作用（Photosynthesis）。
這是「太古宙（Archean）」時期的地球。也就是寒武紀大爆發之前的地球。當時的地球和今天是完全不同的，天空是紅色和紫色的，海水也是紫色的，地面上沒有任何的生命。那個時候的大氣成分，和今天也是完全不同的，沒有一丁點的氧氣。
38億年前，生命誕生；25億年前，光合作用出現了。
最早的參與光合作用的生命，就是細菌和藻類。最早的光合作用並不是葉綠素來參與的，而是要錳原子簇——錳原子簇最早的作用，就是保護這些簡單的細菌和藻類的外殼。因為那個時候我們的地球沒有臭氧層，所以，來自宇宙中的包括紫外線在內的所有的射線，是直接到達地面和海洋的。生命為了保護自己，就會從周邊的環境中吸收錳元素，然後在自己的身子外層形成一個保護膜。
這個錳原子簇還有一個功能，就是進行光合作用——但是跟葉綠素相比，那是差之千里。後來，就是在錳原子簇的帶動之下，葉綠素開始出現，開始進行了光合作用。
然後，出現了地球上非常著名的一個事件，大氧化事件——也就是地球的大氣中出現了氧氣。
那麼氧氣到底有什麼好處呢？
第一是提高能量的使用效率；
第二是支持了有氧呼吸——有氧呼吸比無氧呼吸的效率更高，能量轉化得也更快；
第三就是形成臭氧。我們知道臭氧層在地球外面形成了一個保護膜，被稱為「地球生命的保護傘」。它可以抵擋來自宇宙中的射線，包括削弱紫外線。
第二個是——眼睛（eyes）
這是美國非常著名的女作家，海倫·凱勒。她著名的一篇作品，叫做《假如給我三天光明》。因為海倫·凱勒從小因為疾病而失去了視覺和聽覺。她在作品中有這麼一段話：「假如我有三天時間視力正常，最盼望看見什麼? 我會把這三天分為三部分……」
我們知道，我們最直觀感受世界的方式，就是視力，所以眼睛也被稱為是「心靈的窗口」。那麼，最早的眼睛，是什麼時候出現的呢？
這是一隻三葉蟲——它是有化石記錄的最早的有眼睛的生命。它出現的時代，是距今5.4億年前的寒武紀——實際上三葉蟲就是寒武紀大爆發時期出現的一個物種。
雖然在化石證據里，三葉蟲是最早有眼睛的，但它不見得是最早長眼睛的生命。
這是電影《少年派的奇幻漂流》的劇照。在夜晚，少年派發現大海中出現了綠瑩瑩的光，這個並不是電影的杜撰，而是實際存在的。
這張照片是塞班島。塞班島的夜晚，在海灘上會出現這種熒光的藍色物質——這是熒光的藻類發出的亮光。那麼，藻類和眼睛有什麼關係呢？
藻類和眼睛的確是有關係的。這個是發光藻類的簡單結構圖。大家可以看到，綠色的部分，這是光敏色素——光敏色素的作用是對光產生感知。藻類發出光，它的目的並不是為了好看，而是為了讓其它的同類感受到這個光——這，實際上就是最早的視力。
所以說，所有動物的眼睛，都起源於一種會發光的藻類。但是這個起源的時間，我們還不能確定，因為沒有化石證據。雖然只是推測，但的確是成立的。
我們來看今天的眼睛都有什麼樣的。
這是蜘蛛的眼睛、蜥蜴的眼睛、貓頭鷹的眼睛、我們人類的眼睛。
所有這些眼睛的視覺，都來自於我們剛剛提到的感光藻類。
第三，要介紹的是——脊椎（vertebration）
我們從小學生物課就知道，脊椎動物分為五大類——魚類、兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳。那麼，最早的脊椎動物，是什麼時候產生的呢？
這就要通過化石證據——這就是最早的脊椎動物的化石，它的名字叫海口魚，生活在距今5.3億年前，在中國雲南發現的。同樣是寒武紀時期。
這是海口魚的復原圖，它有點像今天的文昌魚。這是很小很小的魚，長度只有4到5厘米。
這是海口魚所生存時代的復原圖。這個叫澄江生物群，是證明寒武紀大爆發的一個證據。這其中有很多的原始生命：首先是奇蝦，這是寒武紀時期最頂級的掠食者，體長達到兩米，它是外骨骼，類似於今天的蠍子、蜘蛛這類東西，它的骨骼是在身體之外的；然後是三葉蟲，剛才介紹了，它是最早有眼睛的動物；再有是海口魚，銀色的小魚，非常非常小。
在海口魚出現之前，那麼長的生命歷史中，沒有脊椎出現。那麼相對於無脊椎動物，脊椎到底有什麼優勢？
首先就是身體更靈活。我們知道脊椎是由脊椎骨一節一節連起來的，所以它有非常高的靈活度和彎曲度。
第二是更快的速度。動物的骨骼是非常強韌的，它連接著肌肉和筋腱。以獵豹作為代表，獵豹是陸地上最快的動物；空中最快的，也就是飛行最快的動物，應該是雨燕；海洋中游泳最快的動物，是旗魚。
第三是體格會更強壯。非洲象是今天陸地上最強壯的動物，它同樣是脊椎動物。
還有就是身體更龐大。藍鯨是今天地球上最大的動物，也是現在有足夠化石證據的地球上出現的最龐大的動物。最大的藍鯨，體長能達到33米。圖片中是個亞成年個體，應該也就是二十多米。
第四個，是下頜（lower jaw）的產生。
最早的動物是沒有下頜的。這個是無頜類，它沒有嘴，它是和海口魚同時代的魚。
還有這種魚，叫槍盾魚，它也是一種無頜類。無頜類的嘴巴沒法像我們的嘴這麼靈活，它的嘴閉不上，也張不了更大，吃東西的時候只能靠吸進去。如果它的食物比它的嘴更大，它是無法進食的。
那最早的有頜類是什麼呢？
這是我們中科院古脊所最新發現的一種魚類——長吻麒麟魚。在距今4.23億年前，它生活在泥盆紀，也是我們中國的。它是代表了從無頜類到有頜類進化的一個標誌。
這就是一個從無頜到有頜的進化過程。最早的是原頜魚；然後到了硬骨魚類，下頜就形成了；最後是我們人類。
這是下頜出現之後的第一批頂級掠食者——鄧氏魚。這種魚的體長達到了6米，但是它的下頜和我們的下頜還不太一樣。雖然我們從圖中可以看到它有牙齒，但是它的牙齒不是從它的下頜生長出來的——它的牙齒實際上是下頜骨的一部分，是骨質牙齒。
那麼，有了下頜有什麼好處呢？
第一就是進食。我們平時吃飯的時候，要吃比自己嘴巴大的東西，只要張大嘴就可以了。
第二就是反抗。如果有東西要吃你，你要反抗它，你可以用嘴咬它。有句諺語叫「兔子急了還咬人呢」。
第三點是競爭。誰的嘴巴進化得更好，它吃的東西就更多，在進化過程中就有優勢，就可以生存下來。
第四點是交流。因為產生了下頜，才產生了聲音，才產生了語言。
第五個重要的結構，是四肢（four limbs）。四肢的產生，是和魚類登陸相伴隨的。
這個是提塔利克魚。這是魚類向陸地進軍的一個證據。它生存在距今3.7億年前，泥盆紀，發現於加拿大。
和它同時代的，由水中到陸地上的魚類以及魚類到兩棲類的過渡物種，還有魚石螈和棘螈。它們都是代表了脊椎動物登上陸地。
那麼，這些登上陸地的動物，它們祖先是什麼樣子，是哪種魚呢？
就是這種，叫做肉鰭魚類。為什麼叫肉鰭魚類呢？因為它們跟我們平時見到的魚不一樣。它的魚鰭中有骨骼，還有肉包裹著，很有力量。
今天，肉鰭魚類只有一種生存到了現在，就是拉蒂邁魚。這種魚生活在印度洋。
那麼我們來看看，肉鰭魚類是怎樣出現四肢的。
這是肉鰭魚類的一種，叫做真掌鰭魚。它的胸鰭和腹鰭是長有骨骼的。
通過登陸，讓鰭更有力量。然後它的骨骼就出現了我們今天的上臂。肱骨、尺骨、掌骨慢慢就出現了。
這是我們的四肢，實際上也來自於魚的胸鰭和腹鰭。
第六個，是羊膜卵（amniote egg），也就是我們所說的蛋。
羊膜包裹著羊水，讓胚胎有一個穩定的環境。羊膜最重要的作用，是讓我們的生命解除了對水的依賴。
最早的羊膜動物是林蜥，距今3.1億年前，生活在石炭紀，發現於加拿大。它是最早的爬行動物，也是最早的羊膜動物。
羊膜的出現，是脊椎動物離開水的一個重要標誌。我們知道，魚類和兩棲類的繁殖，是離不開水的。
今天的爬行動物、鳥類以及哺乳動物，實際上都屬於羊膜動物。
最後一個，重要的結構特徵，就是親子（nurture）。這實際上是一種習性的產生。
這是我們人類。我們對於小寶寶、新生兒，有發自內心的母愛和父愛。而除了我們人類以外，除了哺乳動物以外，還有其他的動物也懂得親子。
這是鳥類。
這是恐龍。大家以前的印象中，恐龍就是冷冰冰的巨型爬行動物，實際上絕大部分恐龍都是有親子行為的。這個是慈母龍，在產蛋的時候它會保護自己的蛋，在小恐龍出生之後他會養育小恐龍，直到小恐龍長大——這都是有化石證據的。
那麼，最早的懂得親子的動物是誰呢？
從化石證據中看，是這種動物——犬齒獸。它生存於距今2.45億年前的三疊紀，發現於南非。這種動物又被稱為是哺乳動物的祖先。圖中化石很明顯地顯示，左側是一個大的成年的犬齒獸的骨骼，它的腦袋對面正對著一個小犬齒獸，這就是一個非常確鑿的親子行為的化石。
這是經過復原之後的犬齒獸。它在餵養自己的小寶寶。
母愛是最偉大的情感，是地球生命進化史上傑作。
今天的時間比較短，所以我就簡單地給大家講一下，謝謝
作者：江泓（科學公園作者）
來源：科學公園
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