Big History 02：生命進化的方向與本質

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最初的生命源於一場偶然，在某一次的電閃雷鳴中，許多種元素湊巧聚到了一起，碰巧聚合成了氨基酸與蛋白質。如果沒有閃電，也許生命便不復存在，如果沒有液態水，也許生命也不會存活下去，這一切的因素，都似乎被一雙無形的手非常巧妙地安排到了一起。

經過了大約40億年的進化，許多生物體依舊是簡單的，小型的。細菌是當時地球上最常見的物種，它們需要尋找能量來使自己生存下去，最初，它們可能是從地表的化學物質中吸取能量，漸漸地，其中的一些生物體乾脆直接吃掉其他生物體來獲得能量。於是，一場你追我趕的生物競賽拉開了序幕。

競爭，從一開始就存在，哪怕是在極其微小的細菌當中。但是，競爭並不是驅動生物進化的最主要因素，恰恰相反，最主要的因素卻是合作。細菌是懂得合作的，而且，人體內有很多種對我們有益的細菌，它們與我們人體達成了一個共生互惠的關係。

所以，以後請不要以一種厭惡的眼神來看待細菌，沒有它們，我們也會一起消亡。真正令我們感到恐怖的不是細菌，而是病毒，它倆之間有著本質的區別，大部分細菌在多數情況下是溫和的，雖說有些也會偶爾脾氣暴躁，成為人類身體的殺手，但是病毒卻一直都是侵略者。細菌懂得合作，它可能會說：我雖然寄生在你的身體，在一定程度上吸取你的養料，但是我能夠促進人體的新陳代謝，病毒卻不是如此，它們更像是綠林好漢，它們好吃懶做，往往靠搶劫別人的能量而存活。

細菌明白一個真理，就是只有合作才能長久的生存，如果我總是損人利己，那麼我總有一天也會死亡，病毒的想法就簡單多了，它從不管別人的死活，通過感染細胞，注入DNA或RNA，利用感染細胞的細胞器來複制自身，然後釋放出去，從而感染更多細胞。病毒就像是殭屍，通過啃咬正常人來使自己的族群繁衍下去。

隨著時代的發展，生物體所獲取能量的方式也有了不同的方式，比如通過光合作用，這種來自太陽的能量，短期來看，是取之不盡用之不竭的巨大高效能量。分子是由原子通過化學鍵構造而成，然而創造化學鍵需要能量，破壞化學鍵也需要能量，化學鍵就像是一個儲備能量的機器，那麼問題主要就在於，如果破壞這個化學鍵所付出的的能量遠遠小於破壞之後獲得的能量，那麼這個動作對於生物體是有利可圖的，反之則是屬於吃飽了飯撐著沒事幹。光合作用就是在這一點上起到了無比輕重的作用。

早期形式的光合作用是將硫化氫中的氫分解出來用以儲存日光的能量器，後來一些聰明的細菌發現，我怎麼那麼笨？我生活在海洋之中，身邊那麼多氫（H2O），何必去跟硫化氫過不去呢？藻青菌是所有植物的鼻祖，也就是那個聰明的細菌，它們學會了從水中分解氫，一個副作用就是產生了大量的自由氧。

我在上一篇說過，自由氧是一種極活潑的元素，並且也是初始生物的最大殺手。一開始，自由氧飛到了空氣中，將所看到的一切能氧化的東西通通氧化了一遍。然而，自由氧源源不斷地從海面上冒了出來，它們漸漸改變了地球的大氣，地球終於產生了可以呼吸的氧氣。在20億年前，自由氧約佔大氣的3%，在最近的10億年裡面，上升到了21%，如果周圍氧氣再多一點，我們只要稍微搓下手就能把自己燃燒了。

生命的繁衍與進化，改變了地球的環境與氣候，同時，地球的環境與氣候，又逐步驅使生命朝有利自身存活下去的方向發展下去。氧氣原本可以殺死一切生物，但是，只要生物慢慢習慣了氧氣，那麼所帶來的變化是巨大無窮的。沒有氧氣，地球上永遠只是簡單的單細胞生物的天堂。儘管在適應氧氣的期間，無數的生物因為適應不了而滅絕了。

三個氧原子可以組成一個臭氧，而臭氧層的出現，可以保護地球不受紫外線的侵害。原先，生物只能存活在水中，因為陸地對於它們來說就像地獄，是極其危險的。最早登錄陸地的是植物，它們通過光合作用，逐漸改變了大氣構造。魚類也逐漸爬上了大陸，可以悠閑地晒晒日光浴。我們知道，太陽光在短期內是取之不竭用之不盡的，所蘊含的能量也是高效的，俗話說得好，有便宜不佔王八蛋，誰也不想當王八蛋，於是更多的生物湧向了陸地。

有些人可能會產生疑問，既然太陽光是如此的有利，為何一開始生物就沒有登山陸地呢？答案顯而易見，植物是最早明白太陽光的作用，於是他們產生了葉綠體進行光合作用，而之前的生物，是不明白這個道理的。植物為了更多地享用太陽光的能量，它們才最終選擇了陸地，從而吸引了很多以它們為食的動物。另外最重要的一點就是，沒有臭氧層的保護，生物一旦踏上陸地，就會立馬死亡。

生物剛剛來到陸地是不適應的，因此陸地對於它們來說，僅僅只是一個遊玩的場所，它們的家還在海洋裡面。況且，長期暴露在太陽光下又是有害的，會灼傷它們，於是，它們產生了外殼，也就是節肢動物出現了，想想看蠍子與龍蝦，它們都披上了一層外殼，而如果將他們的外殼剝去，你一口咬下去，嘎嘣脆，還不用吐骨頭。

節肢動物有個致命的缺陷，就是太剛硬了，不小心碰撞一下，或許就會一命嗚呼，也就是說它們不柔軟，個體會成長，會變大，而它們唯一的辦法就是脫殼，而這又是很危險的，在換衣服的途中，也許就被其他物種盯上了，從而成為別人的盤中餐。

生物繁衍後代的方式也發生了變化，最早的細菌是通過自我複製，也就是無性繁殖，而隨著生物種類的多樣化，生物學會了有性繁殖。看起來有性繁殖比無性繁殖成本更高，那為什麼生物會選擇如此低效而高成本的繁殖方式呢？

生物體都攜帶著自身的遺傳編碼，如果通過自我複製，那麼這個遺傳編碼不會有任何的變化，除非基因變異，而有性繁殖，綜合了父親與母親的共同基因編碼，從而使後代產生了無窮無盡的可能性。正因為此，在寒武紀的時候，生物大爆發，毋寧說，無性繁殖太單調了，或許幾億年也不會有什麼變化，而有性繁殖，大大增加了變化的幾率與物種的多樣性。

整個生物史上總共發生了五次物種大滅絕。

第一次：公元前4億4千萬年前的奧陶紀末期。

第二次：公元前3.65億年前的泥盆紀後期。

第三次：公元前2.5億年的二疊紀末期。

第四次：公元前2億年的三疊紀晚期。

第五次：公元前6500萬年，白堊紀末期。

每次想到這，我對生命的敬重又增添了一分，生命有時能夠在如此極端，惡劣的環境下存活下來並且繁衍下去，讓我不得不開始懷疑，在地球以外的星球上也將存在著生命。毋寧說，在木星的一顆小衛星——木衛2上，就很有可能生命體的存在。2013年12月11日，美國NASA宣布，木衛二表面發現黏土質礦物或可育成新生命。

自從第一個生物體出現後，歷經四十億年的時代變遷，光陰荏苒，生命就沒有停下它的腳步，雖多次歷遭毀滅性的打擊，但都沒有氣餒與放棄，我想起了高爾基的那句話：就讓暴風雨來得更猛烈些吧！

幾次大滅絕中，尤以第五次為眾人所熟知，因為沒有那次的大滅絕，如今的地球可能還是恐龍的天下。恐龍出現在二疊紀，在剛開始的時候，它們只是一群弱小的動物，那時的地球，還是屬於節肢動物的天下，恐龍甚至只是節肢動物的美味佳肴。然而，二疊紀末期發生了一場大滅絕，恐龍才因此稱霸了地球。

關於恐龍的滅絕，至今最可靠的說法是「隕石撞擊說」，而且，這顆隕石甚至是改變了整個太陽系。有些科學家猜想，在三疊紀末期，一顆外來隕石來到了太陽系外層，被太陽的引力深深吸引著，它先是來到了天王星的軌道，太陽系中，以南北極軸向為垂直線，其他行星都是縱向旋轉的，唯有天王星，是橫向旋轉的，也就是說，這顆隕石撞擊了天王星，將它的自轉軌道撞歪了90度，從此，天王星成了太陽系中最懶的行星，只有它是躺著自轉的。而後，這顆隕石繼續向太陽系深處飛去。

在火星與木星之間有一個小行星帶，上面都是無數個小行星，科學家就猜測，這些碎片就是那顆隕石撞擊太陽系所帶來的後果。在隕石撞擊到地球上的時候，造成了物種大滅絕，鋪天蓋地的灰塵瀰漫天際，將太陽遮擋了起來，這對於地球上的生物來說是致命的。不僅如此，撞擊產生的碎片又彈回到了太空中，在墜入太陽的時候，將金星撞暈了過去。八大行星中，以地球自轉方向為順時針，其他幾個都是跟地球同步的，唯有金星，是逆時針旋轉的。

呵呵，僅僅只是一個猜想。

恐龍是冷血動物，它的體溫隨周圍環境溫度的變化而變化，在隕石撞擊之前，地球的自轉軌道相對垂直，因此幾乎沒有四季的變化，隕石帶來了地球自轉軸發生了偏向，於此，四季開始分明，這也是造成了諸多恐龍滅絕的原因。如今的鳥類就是恐龍的後代，它們長出了羽毛，也算是對其祖先的一點敬畏吧。

隕石撞擊後，很多生物不適應地球的氣候而滅絕，生存下來的，有些學會了冬眠控制自己的體溫，有些則是直接變成恆溫動物，比如哺乳動物，比如我們人類。

生物唯有彼此合作才能產生進步，在博弈論中有個「囚徒困境」，它充分說明了合作是人與人之間最優的選擇。

下一期，將帶您瀏覽一遍我們祖先的歷程，讓我們更加珍惜當下的生活吧。

END

圖文編輯余襄子

圖片來源網路

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