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地球演化历程 原创：崔三英子
第一回：开篇
修图的教书匠
从今天起将会连载一部关于地球演化的历史，就叫做“地球演化历程”吧。
137亿年前的一次大爆炸，奠定了如今宇宙的时间和空间。大爆炸之后，云骸四处飘散，形成最初的恒星。
80亿年前星系诞生了，无数的恒星要么燃烧着自己，要么发生猛的爆炸，或者与其他天体发生猛烈的碰撞。在这猛烈的碰撞与爆炸中制造出各种元素，散落在茫茫太空中。
63亿年前，注定是一个奇迹诞生的时间，一颗年轻的恒星出现了，它就是太阳，太阳其实是众多恒星中一颗很普通的小型恒星而已，那些比太阳大很多的恒星会形成中子星，而质量更大的恒星会形成黑洞。太阳内部的氢原子消耗很慢，据科学测算太阳还可以燃烧100亿年左右，最后将会退化为白矮星。100亿年之后的事，目前的科学家们也不太关心。
46亿年前太阳系形成了。太阳用自己的光和热温暖着它周围的小行星们，其中一个小行星上将会开始一段生命演化的伟大征程，它就是地球。
早期的地球跌跌撞撞，像个刚学会走路的孩子，早期岩石被撞击产生的高温所融化。在45.1亿年前，一颗与火星大小相仿的天体与地球发生碰撞，结果自然是两败俱伤，地球上产生的碎片飞溅到太空，这些碎片聚集成一个球体，忠实地守护在地球的身旁，我们叫它月球。在这45亿年来，月球为地球挡了许多“子弹”，目前月球表面已伤痕累累。
早期的地球一直被大行星产生的碎片撞击着，这些撞击使地球获得了无尽的能量，导致了地球各个圈层的形成（地核、地幔等）。这些巨大的能量使得地球就像一台热力发动机，使地球深部产生了对流，也使地表的大陆不断飘移，大陆漂移产生地球板块碰撞是生物大灭绝和生物大爆发的原因之一。
在35亿年前，由于地球内部的液流和机械流导致了地球磁场的形成。起初的一段时间里，地磁场是不稳定的，呈周期性的改变，即地磁场周期性的倒转。如果现在发生地磁场的倒转，将是一件非常可怕的事情，将会摧毁电网，伤害宇航员和人造卫星，扩大大气臭氧层空洞，将极光反射到赤道，鸟类（主要是候鸟）、鱼类（主要是回游鱼）和其他迁徙动物将因此迷失方向。在早期生物大灭绝和生物大爆发的事件中，地磁场倒转也参与其中。因此科学家们十分关注现在的地磁场变化，科学家们发现，从150年前地磁场就开始走下坡路，磁场的强度到2000年已经削减了10%～15%，所幸的是2000年后，地磁场趋于稳定。今后的地磁场如何变化？会不会重蹈历史的覆辙？
在35亿年后，地球与其他天体的碰撞减少了，地幔在慢慢冷却，地球内部的对流运动在减弱，花岗岩开始出现并构成最初微大陆的核心。最初的碰撞中还给地球带来了一份大礼，那就是陨石裹挟的水，通过火山活动逐步释放出来，形成孕育生命的摇篮——海洋。海水使地球进一步冷静下来。冷静下来的地球将会变得生机勃勃，一批批形态多样的生命即将登场，前赴后继，生物大灭绝和生物大爆发此起彼伏，交替呈现，异彩纷呈。让我们期待下一回：“生命的诞生”。
第二回：生命诞生
为了很好的描述那些动辄几亿年的演化历程，科学们根据碳同位素测定的地层年龄，制作了地质年代表，年表如下图（简化版）。这张表在今后的生物演化过程中会被反复提到。
在开篇中我们已经看到孕育生命的摇篮——海洋，已经形成。太古代的地球简直就是地狱，沸腾的泥浆不停地冒着蒸汽，间歇喷出滚烫的热水，火山喷发将炽热的岩浆和大量火山灰抛向空中，整个地球一片死寂。空气中回荡着火山喷发时的闷响和旷野中肆虐的电离风暴的爆炸声，暴雨从灰色的天幕中倾泻而下。在乌云散开的夜晚偶尔可以看到形成不久的月球。此时的月球形状不规则，但依然是地球的忠实守护者。
地球诞生之初被氢气和氦气笼罩着，不久，在强劲的太阳风作用下，初生大气烟消云散了。原始海洋虽然使地球表面冷静下来，但是，地球内部还是躁动不安，火山活动频繁，地球内部的物质被分解释放出大量气体，这些气体冲出地表，主要成分是CO2、CH4、N2、水蒸气、H2S和NH3等。它们是生命的源头，在地球引力的作用留在了地球表面，形成原始大气。
原始大气在闪电、太阳辐射、紫外线、火山放出的热量及宇宙射线等的作用下，发生了化学反应，形成有机小分子，如：氨基酸、核苷酸、核糖、嘌呤、嘧啶等。这个过程已经被科学家们在实验模拟出来了，米勒是这个模拟实验的开创者。
有机小分子在原始海洋中不断积累，相互作用，缩合、聚合，形成了蛋白质和核酸分子。按照中心法则，先形成DNA，再形成RNA，最后形成蛋白质，然而，由DNA形成RNA和蛋白质的过程中又需要酶的催化，这些酶的本质正是蛋白质，这就如同先有鸡还是先有蛋的问题了。关于先有鸡还是先有蛋的问题，早已有了答案，肯定是先有鸡的，鸡是由爬行类进化来的，鸡的蛋自然是在鸡之后出现的了。还是回到先有DNA还是先有蛋白质的问题上来吧，这个问题比鸡和蛋的问题复杂的多，因为，鸡和蛋不是生命的起源，而是生命进化的中间产物。很长一段时间科学界对这个问题无法给出令人信服的答案。直到1983年奥特曼和切赫发现了RNA具有催化功能，科学界才慢慢形成了先有RNA，再有DNA和核酸的结论。目前也有很多科学家认为核酸与蛋白质共同起源，复制与代谢两者相依为命，共起源模型如下：其实就是共享中间产物磷酰氨基酸。
以上由无机物形成有机物是生命进化史上的伟大创举，是一切生命的开端。此时的原始海洋中积累了大量的生命分子，我们可以把它叫做营养汤，生命体呼之欲出。
原始营养汤中的大分子有机物和小分子有机物聚成分子团体，最先形成的分子团体就是原始的生物膜，其次就是核酸和蛋白质的分子团体（如：核糖体等各种核糖核蛋白体）。有机生命分子的这种自我组装作用是基于热力学原理的，即组装后的系统比组装前的系统的自由能低。
蛋白微球体
脂肪球
原始营养汤中充满了多种形式的有机物自组装体，终于在大约35亿前或再早几亿年的时候，原核细胞诞生了，它们是厌氧型的细菌和厌氧光合作用的蓝细菌。蓝细菌是元古代生物圈中的优势种，元古代是蓝细菌的时代，这种状况持续了整个生命史的3/4,18亿年后才出现了真核生物，才有了神秘的埃迪卡拉生物群。
第三回：真核生物诞生
地球经历了炼狱般的太古代后，跨入了元古代，这是前寒武纪的最后一个时期，延续时间长达20亿年，相当于地球历史的40%。在这20亿年里，地球发生了翻天覆地的变化，第一块超大陆分裂、冰河时期到来、真核生物出现以及生物群落形成都发生在这20亿的时间里。
原始营养汤中的有机物几乎被细菌消耗殆尽，幸运的是光合蓝细菌可以利用太阳能合成有机物，同时也释放出氧气，随着蓝细菌的爆发，释放的氧气越来越多，大气由还原态向着氧化态转变，在自然选择的作用下，大量厌氧细菌消亡了，好氧细菌被保存了下来，一直延续到现在。
大约在22亿年前，一些原核细胞的细胞膜内陷，形成许多小泡，这些小泡汇聚成网状结构，充满了细胞内部，我们现在叫它内质网。内质网如同细胞内部的高速公路，细胞内的物质运输、能量转化、信息传递变得高效而有序，细胞的体积也发展壮大了起来。DNA与蛋白质的组合体日趋复杂，内质网用自己的身体将它们包围，这便是原始的核膜。真核细胞的雏形依稀可见。此时的海洋中充满了较大的原始真核细胞和较小的原核细胞。好氧细菌和蓝细菌被某些原始真核细胞吞噬后，并没有被消耗，而是形成共生体，原始真核细胞为它们遮风挡雨，好氧细菌则发展成为动力车间——线粒体，蓝细菌则发展成为养料制造车间——叶绿体。这便是原始的藻类植物。
各种藻类根据所含色素的不同分布在海洋的不同深度。一些简单的原生动物悠哉悠哉的来回穿梭。然而，危险正悄悄来临，由于大氧化事件，温室气体甲烷被氧化而消耗殆尽，地球迎来了第一个冰河期——休伦冰河期。
经过长达3亿年的冰河期后，大量生物消亡了，幸存的生物演化出了各种抗寒的本领，如芽孢、荚馍、异形胞等等。看似一片荒芜的地球，实则生机勃勃，生命赖以生存的海洋广袤无垠，氧气越来越丰富，太阳光线越来越温暖，原始生命生生不息，更复杂的生物正在某处孕育，一切都在向好的方向发展。这正是地球演化的规律，大灭绝和大爆发交替呈现，大灭绝是为大爆发腾出空间，为更复杂的生命形式让出生态位，大爆发后必然是大灭绝，大灭绝似乎是一种生物的最终归宿。
真核细胞的诞生无疑是进化史上的一次伟大创举。然而纵观整个生命的进化历程，充满了无数个伟大的创举，可以说生命的进化史就是由一个个伟大的创举串联而成的。这些伟大的创举似乎是偶然发生的，生命的进化史似乎是由无数个偶然组成的。其实不然，那些伟大的创举一定是必然的结果。原始大气中那么多还原物质，也有那么多火山喷发和宇宙射线提供的能量，产生出小分子有机物，不是件容易的事吗？那么多有机小分子在原始海洋中碰撞，又经历的了那么漫长的时间，形成生物大分子还奇怪吗？那么多生物大分子，又经历了那么漫长的时间，结合成状态更稳定的大分子集团也不足为奇吧。大分子集团组装成原核细胞不就是顺理成章的事情吗？原核细胞和原核细胞组装成真核细胞自然也就在情理之中了。接下来的事情，大家应该猜到了，那就是真核细胞形成集团，形成最初的细胞水平的多细胞生物，经过漫长的岁月，多细胞体发生了分化，形成了真正的多细胞生物。在环境的压力下，诞生了千姿百态的多细胞生物，地球变得生机勃勃，在元古代即将结束的时候，形成了初级生物群落，最具代表的性的，也是目前发现的隐生宙的唯一生物群，它就是埃迪卡拉生物群。然而这是生物进化史上的一次失败。
第四回：神秘的埃迪卡拉纪
长达3亿年之久的冰期过去了，冰雪消融，严寒退去。这时的海洋是幸存的藻类和菌类的天堂，藻类植物贪婪的固定着二氧化碳。随后产生的有丝分裂和有性生殖无疑是生命进化史上的又一次壮举，从此生物的性状得到了极大的改善，物种多样性得到极大的提高。
8亿年前至6亿3千5百万年前的第二次冰河期后，杀死了大量海洋浮游生物，为新物种的繁盛创造了条件，生命体向着更复杂的多细胞迈进，软绵绵的无脊椎动物悄然出现了，千姿百态的生命即将登场。
科学们在澳大利亚南部的埃迪卡拉山发现了多达1400件软体动物的印痕化石，通过测定，这群生物生活在距今6.3亿年—5.4亿年，这是元古代的最后一段，也就是前寒武纪的最后一段。近些年来在世界各地陆续发现了埃迪卡拉生物，我国的三峡也有发现此类生物，这说明埃迪卡拉生物已经扩展到了整个海洋。
此时的海洋第一次被装点得如此绚丽多彩，一群身体柔软且几乎透明的生物在海洋中安家了。这是一群水中幽灵，它们有的头尾相同，有的似乎只有头，有的像盘子，有的像一根管子，有的像一片叶子，有的长达1米多，有的只有几厘米。经科学家们的不懈努力，认为这群软绵绵的生物主要包括水母、软珊瑚、蠕虫和海绵等。软珊瑚栖息在海底，静静的等待食物随水流入口中，多达15种水母更像是植物一般，不像现在的水母能够游泳漂流，蠕虫则可以随心所欲的到处游走。
兰吉海鳃是最早描述的典型的埃迪卡拉化石，具有一个粗的中轴，向顶部逐渐变细，形锥状，具有6个辐射状叶片体，叶片上生长着分支；分支具有次一级分支，该生物可以直立于沉积物表面生活。这种奇异的动物，我们如何找到它的后裔？
查恩盘虫可能是这个时代的霸主，高达1米多的身躯(最大可达2米）在当时绝对可以算得上是巨无霸了，它们形状如叶，“叶柄”两对具有许多对生的“羽状叶”，“叶柄”的基部是一个球形固着器。
狄更逊水母像一片平躺在海底的树叶，体形也比较大，有的可达1.4米长，但厚度只有几毫米。这是要靠身材取胜呀。
圆盘状的环轮水母是埃迪卡拉生物群中最常见的一种动物，它们是一种底栖的水螅，形状像现在的海葵。
三臂盘虫是埃迪卡拉生物群中著名的三辐射对称的成员，身体盘状，平均直径约为5厘米，从盘子的中央向边缘延伸三条弯曲的臂，这些小家伙好像现在五辐射对称的海星、海胆之类的棘皮动物。
蕨叶虫也是埃迪卡拉生物群中常见的一种动物，其身体包含三个裂片，每个裂片都包含有大量的平行肋，向三个裂片会集的主轴延伸。它们像帆船一样飘在海洋中。
斯普里格虫是身体分节的代表生物，有些像现代的多毛类环节动物，长3—5厘米，其前端几个节融合形成头，头上似乎有眼睛和触角，身体两侧对称是一项了不起的进步，难道它闯过了灭绝事件的进化深渊？进化成了寒武纪的三叶虫？？
埃迪卡拉生物结束了统治地球长达30亿年之久的藻菌时代，是一次不甘平庸的尝试，然而，这是一次失败的尝试，它们中的绝大多数被挡在了寒武纪的“门外”，最终消失在隐生宙的最后阶段。它们中也有极少数生物成功的闯过了灭绝事件的进化深渊，奔向寒武纪，奔向现在，奔向未来。
其实它们的离去是早已注定的，辐射对称的身体只能原地不动或随波逐流，柔软的身体又如何能够经得住低温的考验？与世无争的生存态度和愿者上钩的捕食行为怎么能够经得住自然选择？埃迪卡拉生物几乎都有一个共同的特征，那就是尽量向外伸展自己的身体，而不发展自己内部的器官，它们没有口，没有专门的消化器官，没有呼吸器官......基本上是一群细胞水平的多细胞生物，这种只通过扩展身体来争取更多的氧气和食物的办法是一种偷懒的行为，这种只注重发展外表而不注重内部结构改造的进化模式注定会失败，最终埃迪卡拉生物们建造的和平家园被摧毁了，留给我们的只能是掩埋了数亿年时光的印痕化石。不必为它们惋惜，这是它们偷懒的结果。
我们或许可以认为埃迪卡拉生物是寒武纪生物的暖场嘉宾，它们早早的谢幕，为的是迎来寒武纪的生物大爆发。
第五回：寒武纪生物大爆发
持续了30多亿年的太古代和元古代依然是藻菌统治的时代，虽然在元古代即将结束的时候出现了一群长相怪异、身体柔软的生物，但是它们很快就退出了历史舞台。这一段时间虽然长达30多亿年，但是生命体依然单一和原始，因此我们把这段时期称为隐身宙。
隐身宙之所以在大约5.45亿年前结束，就是因为在5.45亿年前的地层中发现了大量动物的化石，与之前的地层中空空如也形成了鲜明的对比。化石显示在距今5.45亿年—4.9亿年间的寒武纪生活着大量的生物，短时间内出现如此多生物，只能用爆发形容，如果有比爆发更加猛烈的词，那更贴切。
如果把进化经过的时间看作一昼夜，那么寒武纪生物大爆发要到晚上的9点左右，而人类则是在午夜12点才出现。
寒武纪是威尔士的旧称的日语发音音译的结果。在威尔士你可以入住寒武纪宾馆，还可以买到名为《寒武纪新闻》的晨报。看到报纸的标题是5.5亿年前的“寒武纪新闻”会是件非常有意思的事情。比如，“陆地上有生命吗？”、“脊椎动物的未来会怎样？”、“骨骼—最新的时装”、“最优秀的建筑师—古杯动物和蓝细菌”、“恐怖的食肉生物—奇虾”、“三叶虫和奇虾的争夺战”以及“节肢动物将统治地球”等等。
上个世纪，科学家们在加拿大布尔吉斯页岩中发现了距今5.05亿年的中寒武纪生物群，当时引起了世界的轰动，点燃了寻找生物祖先的第一个引爆点。
在布尔吉斯页岩中发现的物种迄今为止已超过130个，包括蓝细菌、藻类、海绵动物、腔肠动物、栉水母动物、头吻动物、环节动物、叶足动物、多足缓步动物、节肢动物、腕足动物、软体动物、棘皮动物、半索动物、脊索动物等。这些动物至少在门这一级别上来看，几乎涵盖现今存在的所有动物类群，是现代所有动物的祖先。
第二个引爆点在我国。在昆明市东南方50公里的地方有一座小城，境内有著名的抚仙湖，是我国最大蓄水量湖泊、最大高原深水湖、第2深淡水湖泊，平均水深95.2米，湖水晶莹剔透、清澈见底，小城也由此而得名澄江，在抚仙湖西北3公里有一座小山，叫做帽天山，一部关于地球早期的生命秘密档案就埋藏在这座不起眼的小山下。1984年侯先光教授在这里发现了距今5.3亿年前的早期寒武纪生物化石群，这是20世纪最惊人的发现。澄江生物群中动物种类更多，约180个物种，特别是一些动物的软体部分也能完整的石化而保存下来，让我们有幸能够一睹祖先们的风采。古杯动物、怪诞虫、微网虫、天鹅绒虫、三叶虫、奇虾是当时明星，它们虽然已经灭绝了，但是它们的基因生活在当今的生物体中。今后几期会对这些明星做一些介绍。
身体多孔的海绵宝宝们静静的附着在岩石和贝壳上；刺胞动物伸出刺丝，把毒液注入小动物体内，将其麻醉后慢慢享受。造礁珊瑚用自己的身体为其他小动物建造出漂亮房子。身披“铠甲”的动物们不再害怕其他动物的攻击。埃迪卡拉的动物们只是向外延伸那软绵绵的身躯，而寒武纪的动物们注重身体装备的设计，头、足、爪、腕足、贝壳、螯肢、外骨骼、后口、眼睛、颌、脊索和脊柱等装备都已设计完成。它们的子孙后代们只是在此基础上完善罢了。内外兼修的寒武纪动物们自然也对内部器官进行了设计，神经、消化、循环、排泄、呼吸、生殖、骨骼和肌肉等器官和系统的雏形业已形成。
现今生物界有植物40万种，动物100万种，地质历史中曾今出现过生物总和约500亿种，所有这些生物的祖先全都来自寒武纪生物大爆发。不到1000万年的寒武纪就设计好了今后所有物种的蓝图，开创了动物世界的基本格局，原因何在？达尔文认为这是不可能的，在寒武纪之前一定存在一些过度物种。达尔文在他的《物种起源》一书的最后写到，将来如果有人挑战我的理论，很可能来自于对寒武纪生物大爆发的理论解释。达尔文的预言是对的，生物的演化过程注定是采取爆发和渐变相结合的方式。生物自身的内部因素的蓄积和自然界的外部因素的积累必定会使物种大爆发。比如：恐怖的食肉动物——奇虾就是物种大爆发的推动者之一。
第六回：恐怖的食肉动物—奇虾
137亿年前的宇宙大爆炸奠定宇宙的时间和空间，5亿4千万年前开始的寒武纪生物大爆发奠定了地球生命的格局。世间万事万物可能都遵循一个规律，那就是累积到一定程度就会发生革命性的变化。比如积累到5是无济于事的，下一步只能是6，如果积累到250，下一步就不是251了，就会是100000，甚至是100000000。最基本的生命系统——细胞也是如此，在经历了长时间的物质积累后，会在短时间内完成分裂，这是细胞的大爆发。很多物种的形态在漫长进化过程基本保持不变，新物种是间断产生，而不是连续产生的。下图的两种生物演化方式，我更倾向于B。
起初，科学家们发现寒武纪的动物们都是小小的身躯，肉食者们也是寻觅动物的尸体，没有真正的捕食者，比如三叶虫整天忙着搜寻海底的腐肉。这还不是一群与世无争、和平共处的生物吗，它们演化的动力来自哪里？很快，科学家们发现了一些动物粪便的化石，粪便中还有一些没有消化的小动物的头和腿，科学家们又发现了很多小动物的外壳上有深深的咬痕，这预示着一种体型超过2米的大型肉食动物的存在。真可谓“未见其人，先闻其声”，令人好奇，也让人惊恐。
一场寻找大型肉食动物的“军备竞赛”开始了，首先是在加拿大发现了身体像虾的寒武纪生物化石，可惜的是没有头，科学家们给它安装了一个假象想的头并命名为奇虾。不久，又是在云南澄江的帽天山，推土机推出了一块巨石，完整的奇虾化石展示在人们面前，同时也发现之前在加拿大发现的那块化石只是奇虾一个前爪。一个前爪上安装一个假想的头，难怪命名为奇虾。
【帽天山出土的奇虾化石】
奇虾最奇特的装备是它的眼睛，大小如同乒乓球，每只眼睛有多达16000个六角形晶状体，长在头部侧面的肉杆上，就像用自拍杆举着两台360度无死角的高清摄像机。奇虾用来捕猎的是一双布满刺的大钳子和一张形如碗口的利牙大嘴以及长满刺网的爪子，凡是从它身边经过的动物，都无一幸免。奇虾的身后还有一个巨大的尾扇，犹如山大王的长袍，真实威风凛凛、杀气腾腾。这哪那里是奇虾，简直就是恐虾。
奇虾的发现，或许可以解开寒武纪生物大爆发的谜团。奇虾可能是最早的捕食者，它推动了生物之间“攻防装备”的演化，很多小动物为此穿上了厚厚的铠甲。动物们在这一时期集中演化出了眼睛，这也是激烈的攻防战役的产物。捕食者发达的视力可以轻易的发现猎物，这样就推动了猎物们配备更加精良的眼睛，来发现捕食者进而避而远之。凶猛的奇虾还诱发动物们防御行为的演化，一种小型动物首尾相连达几十米，奇虾见此情形也会退而远之。奇虾在诱发寒武纪生命多样性和大爆发中立下了奇功。试想，如果没有奇虾，寒武纪的生物就如同埃迪卡拉生物那样烟消云散了，也就没有“愚蠢”的人类了。1999年11月1日，一套4枚的中国科技成果特种邮票在全国发行，其中第一枚邮票就是奇虾的化石。
寒武纪的海洋中除了奇虾还有很多奇怪的生物，下回再续。一段有关奇虾的视频，请您欣赏。
第七回：动物树
5.3亿年前，地球上最大的一块陆地冈瓦纳大陆形成了，这块陆地依然很小，面积相当于现在的北美洲，地球的大部分还是海洋。云南帽天山地区还是一片汪洋大海，海里的动物们正在悠然自得的沐浴着阳光。突然，从远方传来隆隆的声音，平静的水面上泛起一阵微波，海底的泥沙缓缓浮起，正在嬉戏的蠕虫们似乎感觉到情况不妙，急忙潜入海底的泥沙中，勤劳的三叶虫正在海底搜寻着食物。日射水母贝还懒洋洋的平卧在海底，一些腕足动物正伸出触手等待着刚刚泛浑的海水中的猎物，机灵的昆明鱼感觉到了危险的降临，迅速向古杯中躲避。经历了大灾大难的古杯、海绵、水母和珊瑚依然正定自若。不久，海底被掀翻了，泥沙倾泻而下，这里所有的一切被定格了，泥沙慢慢的侵入动物的身体中，侵入它们的每个细胞，长时间的缓慢作用使得生命体的每个细节都被完美的保留下来。地球几经海陆变迁、沧桑巨变，原来的海洋变成了现今高高隆起的山脊。斗转星移、寒来暑往，帽天山脚下的动物化石等着重见天日的那一天，机会终于来了，1984年7月1日，多日幸苦发掘的侯先光教授找到了它们。
寒武纪大爆发奠定了地球生命的基本形式，地球上所有的生命形式在这一时期被全部设计完成，是好是坏也只能这样了，无法更改。为什么这么说呢？因为寒武纪的动物树和现在的动物树基本是一致，而且在门一级上，现在的动物树少了很多门，地球上第一个“杯子”——古杯动物从地球上消失了，地球上长出“第一双腿”的生物——叶足动物彻底灭绝了，走进灭绝深渊的还有古虫类、古囊类等。从寒武纪物种爆发以来到现在，大自然好像在做减法运算。
记得一位科学家说过，生命过程中最重要的时期，不是出生，结婚或者死亡，而是原肠胚的形成。原肠胚是所有动物在生命早期都需要经历的阶段。典型的多细胞动物胚胎好比一个气球，中间是空心的，此时的胚叫做囊胚，接下来的囊胚发育，如同你用两个手指顶着气球的一端，用力向里，这时的气球会形成一个与外界通的孔，这时的胚叫做原肠胚，手指深入的地方就是未来的肠，那个孔就是胚孔。如果胚孔将来发育为动物的口，与口相对的一端发育为肛门的话，这就是原口动物；如果胚孔将来发育为动物的肛门，与之相对的一端发育为口的话，这就是后口动物。原口动物和后口动物还有两项重大区别，那就是神经管和内脏的位置，原口动物的神经管在腹面，就是腹部这一面，内脏器官则在背部这一面，而后口动物的神经管在背面，内脏器官在腹面。仔细想想，原口动物和后口动物的“口的位置”、“神经管的位置”和“内脏的位置”，你会发现，后口动物不就是前后颠倒、上下颠倒的原口动物吗？一个人就是一个前后颠倒和上下颠倒的大型昆虫。可能是原口动物在水里经常仰泳，久而久之，原口动物的背部变成了后口动物的腹部，而腹部则变成了后口动物的背部。
寒武纪的动物大树已经枝繁叶茂，原口和后口两大主枝已经形成。原口类动物的最高级别节肢动物不仅在寒武纪占绝对优势，而且现在也占有绝对优势，现在已知的节肢动物数量占整个动物数量的4/5，如果按照一级近似计算的话，地球上就只有节肢动物，其他动物可以忽略不计。蟑螂、苍蝇、蚂蚁、蜜蜂、飞蛾、蝴蝶、蝗虫、蜻蜓......你就会感到这个近似计算是很有道理的。寒武纪时数量最多的就是属于节肢动物门的三叶虫，可以说寒武纪就是三叶虫的时代，而当今世界也可以说是三叶虫后代的时代。后口类动物的最高级别是脊索动物门中的脊椎动物，被认为是脊椎动物中最高级别的人类至今还以为自己是地球上正真的主人。
原口动物的祖先是一群统称为蠕虫的动物，如线虫动物、扁虫动物、环节动物、曳鳃动物等，他们的身体还没有长出附肢，或很少有附肢，但是高等的蠕虫类身体已经分节，比如环节动物，这是一个伟大的进步。叶足动物就是长出附肢的蠕虫，它们的附肢宽大如叶，虽然它们已经灭绝，但是它们是节肢动物的直接祖先，节肢动物就是附肢分节的叶足动物，附肢分节是一项更加伟大的革命，如果说身体分节的贡献是n，那么附肢分节的贡献就是n的阶乘。分节的附肢不局限于作为运动器官，有的附肢作为感觉器官，如触角；有的附肢作为呼吸器官；有的附肢作为排泄器官；有的附肢作为辅助生殖的器官；有的附肢作为外分泌器官；有的附肢作为捕食器官。
后口动物的祖先是早已灭绝的古虫类动物，紧随其后而来的是棘皮类动物，这是动物界的奇葩，那么高等的身份，身体居然呈现原始的五辐射对称，口和肛门离的那么近，还有那特殊的水管系统和与之伴行的循环系统，这种身体设计让科学家们哭笑不得，也百思不得其解,所以被称为火星物种。好在之后演化出了脊索动物，脊索的出现是动物演化史上非常重要的事件，从此，动物们能够挺直身体，以至于现在的人类能够直立行走。更加令人兴奋的是，在寒武纪已经完成了由脊柱取代脊索的进化，那就是目前发现的最早的脊椎动物，号称天下第一鱼的昆明鱼，这是寒武纪中与我们亲缘关系最近的物种，这是寒武纪时代与我们最亲的老祖宗。
下一期该讲讲澄江动物群中的两大怪物——拥有14条腿的怪诞虫和具有五只眼睛的欧巴宾海蝎。
第八回：适应
数以万亿的生物组成了数以百万的物种，跨越了数以十亿的年岁。哪怕我们从生命那毫不起眼的始源——低等细菌开始，一路追溯浑沌的早期地球历史，当生命的初芽分枝形成令人眼花缭乱的各类微生物和动植物时，我们很快就会迷失方向。然而，不必悲观，表面上杂乱无章的生命有着真正的秩序，生命历史漫长且复杂，但人类终将洞察这一历史。新的物种产生又消失，生态系统形成又崩溃，这个过程周而复始，遵循相同的模式。生命史的组织原理就是演化的过程。在有机世界中，关于生命秩序最为重要的内容就是适应。
生命的世界中存在明显的设计感，难怪会有上帝造人说，然而这是生物与环境相适应的结果。适应大自然，就是大自然的设计。适应的动力源自于生物体努力繁衍下去的“决心”，就是达尔文所讲的过度繁殖。根据道金斯的基因自私理论，每个生物的躯体都是基因的奴隶，基因才是真正的主人，基因是永恒的，而躯体的生命是短暂的，无穷多的基因像潮水般奔向未来，最终能够传递下去的基因便是适应，那些基因将大放异彩，大自然的设计感也就源于此。
适应是生物演化过程中的核心。不同的生物对环境的适应可能会采取相同的方式，这就是趋同进化，蝙蝠的翅膀和鸟的翅膀都是在实现飞行的自然选择下保留下来的。同一种生物对环境的适应可能采取不同的方式，这就是趋异进化，趋异进化形成的各种器官，让人们从表面上看不出它们的起源，只能从胚胎发育阶段去发现。比如哺乳动物耳朵中的三块听小骨是由鱼类下颌骨的三块小骨头经历两栖类和爬行类逐渐向耳朵里转移，最终演化形成的。
同源器官和同功器官的来龙去脉从表面上根本无法得知，只有比较各类动物胚胎发育过程才能真是再现这些器官的来龙去脉。胚胎发育过程的神奇之处在于短时间内真实再现那些漫长岁月演化过程中的一些细节。怪诞虫那么多腿和背上那么多尖刺，是如何演化而来的，又如何演化下去，这些秘密随着怪诞虫的灭绝而成为永久的秘密，我们现在谈的只能是科学家们在研究怪诞虫形态时的一次乌龙事件了。
图1是怪诞虫的化石，前端那团黑色膨大部分应该就是他老先生的头了，上面那两排尖尖的刺状物就应该是它用来行走的脚了吧，下面那一排棒状结构可能是它的背部的“装饰物”，于是怪诞虫第一版复原图出来了，就是图2，还长得不错，细细身材顶着一个圆圆的大脑袋。可是，这家伙怎么用那么尖的脚走路呢？难道是脚多了，尖点也能走得稳？后来科学家们在显微镜下自习观察，发现图1中下面那些棒状结构不是一排，而是整齐的左右两排，只是化石成形时，左右挤在一起了，所以看上去像是一排，而且还发现了图1中的“尾部”有一双眼睛，于是科学家们觉得怪诞虫的形态被彻底搞反了，把前后和上下颠倒了。于是重新复原了怪诞虫的样子，如图3和图4。但是，图1中那团黑色的东西怎么没有安在图3和图4的尾部呢？经过研究发现，那团东西是怪诞虫被挤压出来的内脏。当然怪诞虫的最终样子也被后来发现的化石证实了。
怪诞虫被归类到早已灭绝的叶足动物门，而欧巴宾海蝎的归类让科学家们十分头疼，勉强归类到节肢动物的甲壳纲中，这就意味着欧巴宾海蝎比怪诞虫的地位高一些。欧巴宾海蝎为什么很难归类？因为它实在是太怪了，身体的外骨骼还没有矿化，这可以勉强认为是走在节肢动物的外骨骼完全矿化的道路上，但是它的身体两侧还长着14对用来游泳的腮，节肢动物中没有这么干的呀。更怪的地方是，它头顶上长着五只眼睛，它的视力范围估计比奇虾还要大。它的柔软的长嘴上有一只用来捕食的爪子，爪子是捕食的常用器官，这没什么奇怪的，奇怪的地方是只有一只爪子，这对于两侧对称的生物来说无疑是个新鲜的器官，这让我们不禁想起了大象的鼻子。
站在人类的视角去观察生命的演化过程，会有许许多多奇怪的“产物”，或许人类在其他生物的眼中就是个“怪物”，最起码是它们的“噩梦”。是时候结束寒武纪的故事了，是该进入生物大辐射的奥陶纪了。在结束寒武纪之前，还是想追寻一下寒武纪生物大爆发的秘密，下期就聊这个秘密吧。
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