地球和人類的起源及其發(fā)展

地球和人類的起源及其發(fā)展每當夜晚我們坐在草坪上仰望天空中浩瀚的宇宙，不禁會為它的神奇所吸引，想起我們所在的地球也只不過是漫天星斗的一顆，不禁會為宇宙的鬼斧神工而折服，那么地球究竟是怎么形成的呢？對于這一問題，自古以來，人們就對它有著種種解釋，也留下了很多的神話傳說。我國古代有“盤古開天辟地”之說。相傳，世界原本是一個黑暗渾沌的大團團，外面包裹著一個堅硬的外殼，就像一只大鵝蛋。多年以后，這個大黑團中誕生了一個神人一一盤古。他睜開眼睛，可周圍漆黑一片，什么也看不見，他揮起神斧，劈開渾沌，于是，清而輕的部分上升成了天空，濁而重的部分下沉成了大地……在西方國家，據(jù)《圣經(jīng)》記載，上帝耶和華用六天時間創(chuàng)造了天地和世界萬物。第一天他將光明從黑暗里分出來，使白天和夜晚相互更替；第二天創(chuàng)造了天，將水分開成天上的水和地上的水；第三天使大地披上一層綠裝，點綴著樹木花草，空氣里飄蕩著花果的芳香；第四天創(chuàng)造了太陽和月亮，分管白天和夜晚；第五天創(chuàng)造了飛禽走獸；第六天，創(chuàng)造了管理萬物的人；第七天，上帝休息了，這一天稱為“安息日”，也就是現(xiàn)在的星期天……現(xiàn)在看來，這些美麗的神話傳說是沒有科學根據(jù)的。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對太陽系的認識也逐漸深刻。18世紀以來，相繼出現(xiàn)了很多假說。近數(shù)十年來，由于天體物理學等近代科學的發(fā)展、天文學的進步、宇航事業(yè)的興起等為地球演化的研究提供了更多的幫助，現(xiàn)介紹幾種假說供參考。但要解開宇宙之謎，還須我們不懈的努力。而關于地球的起源雖然已經(jīng)有很多假設和學說，比如星云說、災難學說和隕石論，但是至今仍未達成統(tǒng)一的共識雖然，關于地球的形成至今未能有一個確切的答案，但是經(jīng)過人類多年的努力基本上可以判斷出地球從形成至今的漫長歲月里經(jīng)歷過的比較大的事件：我們的母親一一地球大約形成于46億年前，那個時候的地球像現(xiàn)在我們所看到的月球一樣，既沒有生命也沒有水。38億年前，地球上形成了穩(wěn)定的陸塊，并且已經(jīng)有了水的存在，但是這時候的水的溫度很高，并且大部分以氣態(tài)形式存在。隨著時間的推移，慢慢的具有原始細胞結(jié)構(gòu)的生命也開始逐漸形成。但是在很長的時間內(nèi)尚無較多的生物出現(xiàn)，一直到距今5.4億年前的寒武紀，帶殼的后生動物才大量出現(xiàn)，故把寒武紀以后的地質(zhì)時代稱為顯生宙。在顯生宙和其后的太古宙里，由于現(xiàn)代人類的知識和技術有限所以，只能掌握很少的資料。太古宙之后是元古宙，此時初期地表已出現(xiàn)了一些范圍較廣、厚度較大、相對穩(wěn)定的大陸板塊。因此，在巖石圈構(gòu)造方面元古代比太古代顯示了較為穩(wěn)定的特點。早元古代晚期的大氣圈已含有自由氧，而且隨著植物的日益繁盛與光合作用的不斷加強，大氣圈的含氧量繼續(xù)增加。元古代的中晚期藻類植物已十分繁盛，明顯區(qū)別于太古代。元古宙之后，便是經(jīng)歷了生命大爆發(fā)的顯生宙，從此歷史進入了藻類和無脊椎動物時代。寒武紀是顯生宙古生代的第一個紀，開始于距今5.4億年，延續(xù)了4000萬年。寒武紀是生物界第一次大發(fā)展的時期，當時出現(xiàn)了豐富多樣且比較高級的海生無脊椎動物，保存了大量的化石，從而有可能研究當時生物界的狀況，并能夠利用生物地層學方法來劃分和對比地層，進而研究有機界和無機界比較完整的發(fā)展歷史。比較著名的有早寒武世云南的澄江動物群、加拿大中寒武世的布爾吉斯頁巖生物群。寒武紀的生物界以海生無脊椎動物和海生藻類為主。奧陶紀是古生代的第二個紀，開始于距今5億年，延續(xù)了6500萬年。奧陶紀是地史上海侵最廣泛的時期之一。在板塊內(nèi)部的地臺區(qū)，海水廣布，表現(xiàn)為濱海淺海相碳酸鹽巖的普遍發(fā)育，在板塊邊緣的活動地槽區(qū)，為較深水環(huán)境，形成厚度很大的淺海、深海碎屑沉積和火山噴發(fā)沉積。奧陶紀末期曾發(fā)生過一次規(guī)模較大的冰期，其分布范圍包括非洲，特別是北非、南美的阿根廷、玻利維亞以及歐洲的西班牙和法國南部等地。奧陶紀的生物界較寒武紀更為繁盛，海生無脊椎動物空前發(fā)展，其中以筆石、三葉蟲、鸚鵡螺類和腕足類最為重要，腔腸動物中的珊瑚、層孔蟲，棘皮動物中的海林檎、海百合，節(jié)肢動物中的介形蟲，苔蘚動物等也開始大量出現(xiàn)。奧陶紀中期，在北美落基山脈地區(qū)出現(xiàn)了原始脊椎動物異甲魚類一一星甲魚和顯褶魚，在南半球的澳大利亞也出現(xiàn)了異甲魚類。植物仍以海生藻類為主。志留紀是早古生代的最后一個紀。本紀始于距今4.35億年，延續(xù)了2500萬年。由于志留系在波羅的海哥德蘭島上發(fā)育較好，因此曾一度被稱為哥德蘭系。志留系三分性質(zhì)比較顯著。一般說來，早志留世到處形成海侵，中志留世海侵達到頂峰，晚志留世各地有不同程度的海退和陸地上升，表現(xiàn)了一個巨大的海侵旋回。志留紀晚期，地殼運動強烈，古大西洋閉合，一些板塊間發(fā)生碰撞，導致一些地槽褶皺升起，古地理面貌巨變，大陸面積顯著擴大，生物界也發(fā)生了巨大的演變，這一切都標志著地殼歷史發(fā)展到了轉(zhuǎn)折時期。志留紀的生物面貌與奧陶紀相比，有了進一步的發(fā)展和變化。海生無脊椎動物在志留紀時仍占重要地位，但各門類的種屬更替和內(nèi)部組分都有所變化。如筆石動物保留了雙筆石類，新興的單筆石類也很繁盛；腕足動物內(nèi)部的構(gòu)造變得比較復雜，如五房貝目、石燕貝目、小嘴貝目得到了發(fā)展；軟體動物中頭足綱、鸚鵡螺類顯著減少，而雙殼綱、腹足綱則逐步發(fā)展；三葉蟲開始衰退，但蛛形目和介形目大量發(fā)展；節(jié)肢動物中的板足鱟，也稱“海蝎”在晚志留世海洋中廣泛分布；珊瑚綱進一步繁盛；棘皮動物中海林檎類大減，海百合類在志留紀大量出現(xiàn)。脊椎動物中，無頜類進一步發(fā)展，有頜的盾皮魚類和棘魚類出現(xiàn)，這在脊椎動物的演化上是一重大事件，魚類開始征服水域，為泥盆紀魚類大發(fā)展創(chuàng)造了條件。植物方面除了海生藻類仍然繁盛以外，晚志留世末期，陸生植物中的裸蕨植物首次出現(xiàn)，植物終于從水中開始向陸地發(fā)展，這是生物演化的又一重大事件。在志留紀生命在海洋中生，在海洋中發(fā)展壯大。在4億多年前的志留紀，水域中的生物千姿百態(tài)，熱鬧非凡，植物已發(fā)展到大海藻，動物發(fā)展到低等的脊椎動物魚類。而陸地上的生命卻十分罕見，幾乎到處是童山禿嶺，一片荒涼。末期，由于地殼劇烈運動，地球表面普遍出現(xiàn)了海退現(xiàn)象，不少水域變成了陸地，有的海底崛起了高山。滄海巨變，對水中的生物產(chǎn)生了巨大的影響。圓口類很象魚，但缺乏成對的胸、腹鰭、特別是嘴巴上沒有上下頜，所以又叫無頜類氣古代的無頜類，都是些體外披著硬骨片的〃甲胄魚〃。古代的無頜類，從奧陶紀出現(xiàn)以后，在志留紀很繁盛。但因為無頜，生活方式落后，僅能以流入中內(nèi)的水中夾雜的食物為食，所以在生存斗爭中，它們敵不過新興的有頜魚類而日趨衰落了。泥盆紀是晚古生代的第一個紀，開始于距今4.1億年，延續(xù)了約5500萬年。泥盆紀古地理面貌較早古生代有了巨大的改變。表現(xiàn)為陸地面積的擴大，陸相地層的發(fā)育，生物界的面貌也發(fā)生了巨大的變革。陸生植物、魚形動物空前發(fā)展，兩棲動物開始出現(xiàn)，無脊椎動物的成分也顯著改變。腕足類在泥盆紀發(fā)展迅速，志留紀開始出現(xiàn)的石燕貝目成為泥盆紀的重要化石。此外，穿孔貝目、扭月貝目、無洞貝目和小嘴貝目在劃分和對比泥盆紀地層中也極為重要。泡沫型和雙帶型四射珊瑚相當繁盛。早泥盆世以泡沫型為主，雙帶型珊瑚開始興起；中、晚泥盆世以雙帶型珊瑚占主要地位。鸚鵡螺類大大減少，菊石中的棱菊石類和海神石類繁盛起來。正筆石類大部分絕滅，早泥盆世殘存少量單筆石科的代表。竹節(jié)石類始于奧陶紀，泥盆紀一度達到最盛，泥盆紀末期絕滅。其中以薄殼型的塔節(jié)石類最繁盛，光殼節(jié)石類也十分重要。牙形石演化到泥盆紀又進入一個發(fā)展高峰，這個時期以平臺型分子大量出現(xiàn)為特征。昆蟲類化石最早也發(fā)現(xiàn)于泥盆紀。泥盆紀是脊椎動物飛越發(fā)展的時期，魚類相當繁盛，各種類別的魚都有出現(xiàn)，故泥盆紀被稱為“魚類的時代”。早泥盆世以無頜類為多，中、晚泥盆世盾皮魚相當繁盛，它們已具有原始的顎，偶鰭發(fā)育，成歪形尾。早泥盆世裸蕨植物較為繁盛，有少量的石松類植物，多為形態(tài)簡單、個體不大的草本類型；中泥盆世裸蕨植物仍占優(yōu)勢，但原始的石松植物更發(fā)達，出現(xiàn)了原始的楔葉植物和最原始的真蕨植物；晚泥盆世到來時，裸蕨植物瀕于滅亡，石松類繼續(xù)繁盛，節(jié)蕨類、原始楔葉植物獲得發(fā)展，新的真蕨類和種子蕨類開始出現(xiàn)。標志著歷史開始進入蕨類植物和兩棲動物的時代石炭紀兩棲動物的時代石炭紀開始于距今約3.55億年至2.95億年，延續(xù)了6000萬年。石炭紀時陸地面積不斷增加，陸生生物空前發(fā)展。當時氣候溫暖、濕潤、沼澤遍布，大陸上出現(xiàn)了大規(guī)模的森林，給煤的形成創(chuàng)造了有利條件。石炭紀又是地殼運動非常活躍的時期，因而古地理的面貌有著極大的變化。這個時期氣候分異現(xiàn)象又十分明顯，北方古大陸為溫暖潮濕的聚煤區(qū)，岡瓦納大陸卻為寒冷的大陸冰川沉積環(huán)境。氣候分帶導致了動、植物地理分區(qū)的形成。石炭紀的海生無脊椎動物與泥盆紀比較起來，有了顯著的變化。淺海底棲動物中仍以珊瑚、腕足類為主。早石炭世晚期的浮游和游泳的動物中，出現(xiàn)了新興的篷類，菊石類仍然繁盛，三葉蟲到石炭紀已經(jīng)大部分絕滅，只剩下幾個屬種。最早發(fā)現(xiàn)于泥盆紀的昆蟲類，在石炭紀得到進一步的繁盛，已知石炭、二疊紀的昆蟲就達1300種以上。陸生脊椎動物進一步繁盛，兩棲動物占到了統(tǒng)治地位。早石炭世一開始，兩棲動物蓬勃發(fā)展，主要出現(xiàn)了堅頭類（也稱迷齒類），同時繁盛的還有殼椎類。早石炭世的植物面貌與晚泥盆世相似，古蕨類植物延續(xù)生長，但只能適應于濱海低地的環(huán)境；晚石炭世植物進一步發(fā)展，除了節(jié)蕨類和石松類外，真蕨類和種子蕨類也開始迅速發(fā)展。裸子植物中的苛達樹是一種高大的喬木，成為造煤的重要材料之一。二疊紀）是古生代的最后一個紀，也是重要的成煤期。二疊紀開始于距今約2.95億年，延至2.5億年，共經(jīng)歷了4500萬年。二疊紀的地殼運動比較活躍，古板塊間的相對運動加劇，世界范圍內(nèi)的許多地槽封閉并陸續(xù)地形成褶皺山系，古板塊間逐漸拚接形成聯(lián)合古大陸（泛大陸）。陸地面積的進一步擴大，海洋范圍的縮小，自然地理環(huán)境的變化，促進了生物界的重要演化，預示著生物發(fā)展史上一個新時期的到來。二疊紀是生物界的重要演化時期。海生無脊椎動物中主要門類仍是篷類、珊瑚、腕足類和菊石，但組成成分發(fā)生了重要變化。節(jié)肢動物的三葉蟲只剩下少數(shù)代表，腹足類和雙殼類有了新的發(fā)展。二疊紀末，四射珊瑚、橫板珊瑚、篷類、三葉蟲全都絕滅；腕足類大大減少，僅存少數(shù)類別。脊椎動物在二疊紀發(fā)展到了一個新階段。魚類中的軟骨魚類和硬骨魚類等有了新發(fā)展，軟骨魚類中出現(xiàn)了許多新類型，軟骨硬鱗魚類迅速發(fā)展。兩棲類進一步繁盛。爬行動物中的杯龍類在二疊紀有了新發(fā)展；中龍類游泳于河流或湖泊中，以巴西和南非的中龍為代表；盤龍類見于石炭紀晚期和二疊紀早期；獸孔類則是二疊紀中、晚期和三疊紀的似哺乳爬行動物，世界各地皆有發(fā)現(xiàn)。早二疊世的植物界面貌與晚二疊世相似，仍以節(jié)蕨、石松、真蕨、種子蕨類為主。晚二疊世出現(xiàn)了銀杏、蘇鐵、本內(nèi)蘇鐵、松柏類等裸子植物，開始呈現(xiàn)中生帶的面貌。古生代至此結(jié)束，顯生帶的中生代，也就是我們熟悉的恐龍時代就生存在這個時代；三疊紀是中生代的第一個紀。始于距今2.5億年至2.03億年，延續(xù)了約5000萬年。海西運動以后，許多地槽轉(zhuǎn)化為山系，陸地面積擴大，地臺區(qū)產(chǎn)生了一些內(nèi)陸盆地。這種新的古地理條件導致沉積相及生物界的變化。從三疊紀起，陸相沉積在世界各地，尤其在中國及亞洲其它地區(qū)都有大量分布。古氣候方面，三疊紀初期繼承了二疊紀末期干旱的特點；到中、晚期之后，氣候向濕熱過渡，由此出現(xiàn)了紅色巖層含煤沉積、旱生性植物向濕熱性植物發(fā)展的現(xiàn)象。植物地理區(qū)也同時發(fā)生了分異。生物變革方面，陸生爬行動物比二疊紀有了明顯的發(fā)展。古老類型的代表（如無孔亞綱和下孔亞綱）基本絕滅，新類型大量出現(xiàn)，并有一部分轉(zhuǎn)移到海中生活。原始哺乳動物在三疊紀末期也出現(xiàn)了。由于陸地面積的擴大，淡水無脊椎動物發(fā)展很快，海生無脊椎動物的面貌也為之一新。菊石、雙殼類、有孔蟲成為劃分與對比地層的重要門類，而篷及四射珊瑚則完全絕滅。爬行動物在三疊紀崛起，主要由槽齒類、恐龍類、似哺乳的爬行類組成。典型的早期槽齒類表現(xiàn)出許多原始的特點，且僅限于三疊紀，其總體結(jié)構(gòu)是后來主要的爬行動物以至于鳥類的祖先模式；恐龍類最早出現(xiàn)于晚三疊世，有兩個主要類型：較古老的蜥臀類和較進化的鳥臀類。海生爬行類在三疊紀首次出現(xiàn)，由于適應水中生活，其體形呈流線式，四肢也變成槳形的鰭；似哺乳爬行動物亦稱獸孔類，四肢向腹面移動，因此更適于陸地行走。原始的哺乳動物最早見于晚三疊世，屬始獸類，所見到的化石都是牙齒和頜骨的碎片。三疊紀時，晚二疊世幸存的齒菊石類大量繁盛起來，中、晚三疊世的大部分菊石有發(fā)達的紋飾，有許多科是三疊紀所特有的。菊石的迅速演化為劃分和對比地層創(chuàng)造了極重要的條件。雙殼類也有明顯變化，晚古生代的種類只有很少數(shù)繼續(xù)存在，產(chǎn)生了許多新種類，并且數(shù)量相當繁多。尤其在晚三疊世，一些種屬的結(jié)構(gòu)類型變得復雜，個體也往往比較大。由于三疊紀的環(huán)境與古生代不同，非海相雙殼類逐漸繁盛起來。裸子植物的蘇鐵、本內(nèi)蘇鐵、尼爾桑、銀杏及松柏類自三疊紀起迅速發(fā)展起來。其中除本內(nèi)蘇鐵目始于三疊紀外，其它各類植物均在晚古生代就開始有了發(fā)展，但并不占重要地位。二疊紀的干燥性氣候延續(xù)到了早、中三疊世，到了中三疊世晚期植物才開始逐漸繁盛。晚三疊世時，裸子植物真正成了大陸植物的主要統(tǒng)治者。侏羅紀是中生代的第二個紀。生物發(fā)展史上出現(xiàn)了一些重要事件，引人注意。如恐龍成為陸地的統(tǒng)治者，翼龍類和鳥類出現(xiàn)，哺乳動物開始發(fā)展等等。陸生的裸子植物發(fā)展到極盛期。淡水無脊椎動物的雙殼類、腹足類、葉肢介、介形蟲及昆蟲迅速發(fā)展。海生的菊石、雙殼類、箭石仍為重要成員，六射珊瑚從三疊紀到侏羅紀的變化很小。棘皮動物的海膽自侏羅紀開始占領了重要地位。侏羅紀時爬行動物迅速發(fā)展。槽齒類絕滅，海生的幻龍類也絕滅了。恐龍的進化類型一一鳥臀類的四個主要類型中有兩個繁盛于侏羅紀，飛行的爬行動物第一次滑翔于天空之中。鳥類首次出現(xiàn)，這是動物生命史上的重要變革之一。恐龍的另一類型——蜥臀類在侏羅紀有兩類最為繁盛：一類是食肉的恐龍，另一類是笨重的植食恐龍。海生的爬行類中主要是魚龍及蛇頸龍，它們成為海洋環(huán)境中不可忽視的成員。三疊紀晚期出現(xiàn)的一部分最原始的哺乳動物在侏羅紀晚期已瀕于絕滅。早侏羅世新產(chǎn)生了哺乳動物的另一些早期類型一一多瘤齒獸類，它被認為是植食的類型，至新生代早期絕滅。而中侏羅世出現(xiàn)的古獸類一般被認為是有袋類和有胎盤哺乳動物的祖先。軟骨硬鱗魚類在侏羅紀已開始衰退，被全骨魚代替。發(fā)現(xiàn)于三疊紀的最早的真骨魚類到了侏羅紀晚期才有了較大發(fā)展，數(shù)量增多，但種類較少。侏羅紀的菊石更為進化，主要表現(xiàn)在縫合線的復雜化上，殼飾和殼形也日趨多樣化，可能是菊石為適應不同海洋環(huán)境及多種生活方式所致。侏羅紀的海相雙殼類很豐富，非海相雙殼類也迅速發(fā)展起來，它們在陸相地層的劃分與對比上起了重要作用。侏羅紀是裸子植物的極盛期。蘇鐵類和銀杏類的發(fā)展達到了高峰，松柏類也占到很重要的地位。白堊紀是中生代的最后一個紀，始于距今1.35億年，結(jié)束于距今6500萬年，其間經(jīng)歷了7000萬年。無論是無機界還是有機界在白堊紀都經(jīng)歷了重要變革。劇烈的地殼運動和海陸變遷，導致了白堊紀生物界的巨大變化，中生代許多盛行和占優(yōu)勢的門類（如裸子植物、爬行動物、菊石和箭石等）后期相繼衰落和絕滅，新興的被子植物、鳥類、哺乳動物及腹足類、雙殼類等都有所發(fā)展，預示著新的生物演化階段一一新生代的來臨。爬行類從晚侏羅世至早白堊世達到極盛，繼續(xù)占領著海、陸、空。鳥類繼續(xù)進化，其特征不斷接近現(xiàn)代鳥類。哺乳類略有發(fā)展，出現(xiàn)了有袋類和原始有胎盤的真獸類。魚類已完全的以真骨魚類為主。白堊紀的海生無脊椎動物最重要的門類仍為菊石綱，菊石在殼體大小、殼形、殼飾和縫合線類型上遠較侏羅紀多樣。海生的雙殼類、六射珊瑚、有孔蟲等也比較繁盛。淡水無脊椎動物以軟體動物的雙殼類、腹足類和節(jié)肢動物的介形類、葉肢介類為主。早白堊世仍以裸子植物中的蘇鐵類、本內(nèi)蘇鐵類、銀杏類和松柏類為主，真蕨類仍然繁盛。從早白堊世晚期興起的被子植物到晚白堊世得到迅速發(fā)展，逐漸取代了裸子植物而居統(tǒng)治地位。中生代（三疊紀-侏羅紀-白堊紀）：地球歷史的中生代，被稱為'裸子植物時代氣但是，在真正的陸生植物-裸子植物一興盛的時候，真正的陸生脊椎動物一爬行動物一也發(fā)展起來了。因此，從動物的角度來看，中生代雙可稱為〃爬行動物時代氣爬行動物到中生代成了當時最繁榮昌盛的脊椎動物，它們形態(tài)各異，各成系統(tǒng)，霸占一方，到處是龍〃的天下。向海洋發(fā)展的，如魚龍；向天空發(fā)展的，如飛龍；向陸地發(fā)展的，如各式各樣的恐龍。2億多年前的三迭紀早期以后，有些陸生爬行動物又返回海洋，先后形成了各具特色的魚龍、蛇頸龍等，其中，一些還是當時海洋中顯赫一時的大動物。爬行類由爬行到飛行的種類也不少，如喙嘴龍，翼手龍等。上天不容易，由爬行到飛行不是一下子形成的，而是經(jīng)過了漫長的歲月，是一代代有利于飛行的變異積累的結(jié)果。中生代（三疊紀-侏羅紀-白堊紀）：地球歷史的中生代，被稱為〃裸子植物時代氣但是，在真正的陸生植物一裸子植物一興盛的時候，真正的陸生脊椎動物一爬行動物一也發(fā)展起來了。因此，從動物的角度來看，中生代雙可稱為〃爬行動物時代氣爬行動物到中生代成了當時最繁榮昌盛的脊椎動物，它們形態(tài)各異，各成系統(tǒng)，霸占一方，到處是龍〃的天下。向海洋發(fā)展的，如魚龍；向天空發(fā)展的，如飛龍；向陸地發(fā)展的，如各式各樣的恐龍。2億多年前的三迭紀早期以后，有些陸生爬行動物又返回海洋，先后形成了各具特色的魚龍、蛇頸龍等，其中，一些還是當時海洋中顯赫一時的大動物。爬行類由爬行到飛行的種類也不少，如喙嘴龍，翼手龍等。上天不容易，由爬行到飛行不是一下子形成的，而是經(jīng)過了漫長的歲月，是一代代有利于飛行的變異積累的結(jié)果。第四紀是地球歷史的最新階段，始于距今175萬年。第四紀包括更新世和全新世兩個階段，二者的分界以地球上最近一次冰期結(jié)束、氣候轉(zhuǎn)暖為標志，大約在距今1萬年前后。第四紀生物界的面貌已很接近于現(xiàn)