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33.4:

什么是进化史?

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What is Evolutionary History?

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约40亿年前 地球的早期大气 是由火山喷发产生的水蒸气和其它 气体构成 随着地球冷却 水蒸气凝结成雨 形成了地球上的海洋 单细胞水生生物体作为最早的生物 出现在约35亿年前的地球上 一些原核生物开始捕获二氧化碳 产生糖 这个过程叫做光合作用 在大约20亿年前 单细胞光合生物体 最早定居于潮湿的陆地环境 光合作用的副产品氧气 为地球大气容纳更具多样性 更复杂的 有机生命铺平了道路 多细胞生物体 比如植物、真菌 还有动物 在4亿至5亿年前 开始在 地球的陆地上栖息 科学家重现这一点和其它关于 地球上生命的描述 是通过分析化石记录 和系统谱树来实现 化石是生命体被保留下来的残骸或印记 例如骨骼和脚印 化石记录是记录了 生命的历史并为进化提供 证据的一系列化石 系统谱树是阐明生物体之间 进化关系的图谱 系统谱树的分支图形 表明了生物体如何从共同祖先进化而来 化石记录搭配系统谱树 是重建进化史的 有效工具 例如 人们也许认为鲸类与鱼类的 进化关系比较近 因为二者都是 水生动物 都有鳍和尾用于游泳 然而解剖比较学显示 现代鲸类的结构是与 人类和其它哺乳动物相似 比如相似的前肢 此外 系统发育分析 表明鲸确实与人类的共同祖先比较近 而非与鱼类 科学家还发现有证据表明现代鲸类 是从一种由陆地过渡到海洋的 四足动物进化而来 鲸与鱼类相似的身体结构是单独 进化而来 这一过程叫做趋同进化

33.4:

什么是进化史?

科学家通过分析化石、形态学和遗传数据来记录进化史。化石记录记录了地球上的生命历史,并为进化提供了证据。然而,化石和生物体都提供了概述地球进化史的证据。

植物遗传学树说明了这些生物之间的进化关系。科学家通过评估共同的形态和遗传特征来推断生物体的共同祖先。化石记录和植物遗传树共同帮助科学家重建了地球上生命的进化史。

根据进化史,早期地球的条件为生命的开始创造了条件。将近40亿年前,大气水蒸气凝结成雨水,使地球的盆地充满海洋。因此,正如化石证据所记载的,地球上的生命始于单细胞生命的出现。

科学家,如天体生物学家,利用这些知识研究其他行星上生命的潜力。水的存在被认为是普遍共同的生活要求。例如,在火星上发现的水表明,生命——很可能是细菌——也可能存在于火星上。

随着地球条件的变化,生物体的复杂性和多样性也发生了变化。地球大气层的氧合为多细胞生命和陆地殖民化铺平了道路。随着时间的推移,随着地球环境的变化,无数物种出现(即物种形成)和灭亡(即灭绝)。

在整个进化过程中,物种都发展了适应,以更好地生存地球的动态环境。适应可以产生于共同的祖先,也可以通过收敛进化独立产生。例如,一个共同的祖先导致哺乳动物共同的前肢结构,而鱼的鳍和尾独立于鲸鱼进化。

进化史描述了化石和生物自地球上出现以来是如何进化的。科学家旨在了解推动进化的环境力量以及生物体之间的进化关系。建立地球的进化史为了解进化过程和环境提供了一个框架。

Suggested Reading

Beraldi-Campesi, Hugo. 2013. “Early Life on Land and the First Terrestrial Ecosystems.” Ecological Processes 2 (1): 1. [Source].

Davis, Matt, Søren Faurby, and Jens-Christian Svenning. 2018. “Mammal Diversity Will Take Millions of Years to Recover from the Current Biodiversity Crisis.” Proceedings of the National Academy of Sciences 115 (44): 11262–67. [Source].