海绵

进化极简史人类如何从细菌开始,一步步进化

发布时间:2024/10/2 13:56:58   
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我们来梳理下宇宙、地球和生命演化的时间线:

亿年前,宇宙在一次大爆炸形成。大爆炸使物质四散出去,宇宙空间不断膨胀,为星系、恒星、行星乃至生命的形成奠定了基础。

45.7亿年前,太阳在一个坍缩的氢分子云内形成,但构成我们的星际物质,或许百亿年前就已经存在。

45.4亿年前,地球诞生于原始太阳星云。

44.5亿年前,地球与忒伊亚星大碰撞,月球形成。

44.2亿年前,地月潮汐锁定,月亮开始成为地球的卫星。

44亿年前,第一滴液态水出现。水的出现是地球发育史上的第一个重大事件。

42.8亿年前,或许已有了最早的生命。

41亿年前,地球遭遇超级流星大轰炸,一轰炸就是3亿年,或许带来了生命物质。

40亿年前,地球生命共同的祖先露卡(LUCA)诞生。露卡存在于地下极深的地方,存在于火成岩的裂缝里,“吃”硫、铁、氢和碳为生。因为生物都来自这个祖先,所以人类的基因和香蕉的基因有50%是相同的。

38亿年前,原始海洋形成,原始大气化学演化过程中所形成的氨基酸、核苷酸、核糖、脱氧核糖和嘌呤等有机分子都随着雨水冲进了原始海洋,为古菌与细菌出现创造了条件。

37亿年前,磁场逐渐产生,阻挡了吹向地球的太阳风,防止远紫外辐射直接到达地面,保护了地球这颗湛蓝星球的水圈和生物圈。

35亿年前,生命学会了光合作用,古菌繁荣,此时的地球可能是妖艳的紫色(紫色地球假说)。

32亿年前,蓝细菌诞生,地表开始出现氧气。蓝细菌对大气环境的改造为后来多种多样的需氧生物出现创造了条件。

30亿年前,地球板块开始运动,陆地出现飘移,大陆漂移为后来动物地理隔离提供了基础。

26亿年前,大氧化事件,99.5%的原核生命被毒死,生命大洗牌也预示着更复杂生命的诞生。

21亿年前~24亿年前——3亿年,休伦大冰期,真核生命正在海底火山泉中酝酿。

18亿年前,真核生物出现,真核生物或通过内共生先后掌握有氧呼吸和光合作用。

15.6亿年前,多细胞藻类出现,这些多细胞藻类被称为原始多细胞藻类,它们是所有多细胞藻类的祖先。

12亿年前,出现有性生殖,生物进化的速度大大加快。

衣藻繁殖

10亿年前,出现多细胞动物,海绵宝宝诞生,动物很快向辐射对称演化。

8亿年前,成冰纪冰川期,第二次雪球地球事件,新一轮的淘汰或加速物种进化。

6.35亿-5.42亿年前,埃迪纪繁荣,出现水母、蠕虫、类珊瑚等早期生物集群。

6亿年前,出现原口动物和后口动物两大类,生命逐渐复杂化。

5.42亿年前,埃迪卡拉末期灭绝事件,99%的动物永远消失,小壳动物出现。

5.35亿年前,人类最后口动物祖先出现——冠状皱囊动物。这种成体仅1毫米的微型动物,被认为代表着显生宙最早期的微型人类远祖至亲。

5.3亿年前,最早的脊索动物(或半索动物),澄江生物群的云南虫繁荣。它是是迄今为止发现的脊椎动物的最原始类群。

5.15亿年前,在奇虾制霸下生存的皮卡虫,构造简单接近文昌鱼。

5.1亿年前,脊椎动物出现,昆明鱼、海口鱼。原始圆口类,对标现今的盲鳗、七鳃鳗。

从原始鱼类开始,鳃弓不断减少,进化成其他器官。

4.8亿年前,海蝎子兴起,星甲鱼忍辱偷生,进化出髓鞘和偶鳍。

髓鞘是大脑基础,偶鳍是四肢基础。

有观点认为,偶鳍是鳃弓进化而来。

4.4亿年前,奥陶纪大灭绝,史前动物大洗牌。其间约有85%的物种灭绝。

4.3亿年前,初始全颌鱼,第一次拥有了下颌和舌头。

下颌源于第一鳃弓,舌和相关的软骨、肌肉,以及神经源于第二鳃弓,剩下的为全鳃。

人类的颌骨构造,可追溯到这位“鱼类老祖宗”。

4.15亿年前,可达10米的邓氏鱼出现。邓氏鱼当时在海底几乎可以说是称霸的地位,是一种处于顶级的海洋掠食动物。

4亿年前,梦幻鬼鱼出现,它是最早的硬骨鱼,此时鲨鱼已经出现。梦幻鬼鱼化石是迄今为止全球最古老的保存完整的硬骨鱼乃至有颌脊椎动物化石。

3.8亿年前,肉鳍鱼出现,鱼鳍中出现中轴骨,鱼鳍变得更加强壮有力。

第4对鳃弓和第6对鳃弓进化成了咽喉部位的软骨、肌肉,以及相关神经。

大名鼎鼎的喉返神经,便是第6鳃弓进化而来的。

3.75亿年前,提塔利克鱼开始进军陆地,鱼鳍中已出现骨骼。提塔利克鱼是最早登陆的海洋生物之一。

提塔利克鱼登陆后,鳃逐渐全部退化,进化出了新的呼吸器官肺,感知水流的鼻孔演化成了呼吸的通道。

3.74亿年前,希望螈,鱼鳍上的鳍条退化,软骨内成骨逐渐进化成指骨,于是四肢出现了,与人类手指有对应关系。

泥盆纪后期灭绝事件,约19%的科和50%的属在泥盆纪后期灭绝事件中消失。海洋节肢动物衰退,陆地节肢动物兴起。

3.67亿年前,鱼石螈出现,四肢关节灵活,开始陆地活动,手指减小到6~7根。

3.4亿年,两栖动物离片椎类出现,现今所有滑体两栖类、爬行、鸟类、哺乳动物共同祖先。

3.18亿年前,动物的卵里有了羊膜结构,分化出了蜥形纲与合弓纲。

3.05亿年前,雨林崩溃事件,森林分裂,哺乳动物祖先迎来大发展。

3亿年前,合弓纲繁荣,进化出盘龙类。

2.9亿年前,哺乳爬行动物繁荣,盘龙类进化出哺乳动物祖先兽孔类,水龙兽为代表。

2.75亿年前,基龙和异齿龙出现,类哺乳动物相伴。

2.51亿年前,史上最惨烈的灭绝事件,二叠纪大灭绝。当时地球上70%的陆生脊椎动物,以及高达96%的海中生物消失;这次灭绝事件也唯一一次造成昆虫物种大量消失的灭绝事件。

2.5亿年前,哺乳动物衰退,仅剩小型种类。

2.35亿年前,最早的恐龙出现,恐龙时代开始。恐龙时代一直延续到约6,万年前的白垩纪末期。

2.05亿年前,著名的早期哺乳动物摩尔根兽出现。摩尔根兽代表了包括我们人类在内的整个哺乳动物大家族的祖先类型。

2亿年前,三叠纪末大灭绝。三叠纪-侏罗纪灭绝事件使当时至少50%的物种消失。这次灭绝事件造成许多空缺的生态位,使恐龙成为了侏罗纪的优势陆地动物。

1.95亿年前,吴氏巨颅兽——最早的哺乳动物之一,出现比较发达的嗅觉和触觉,出现了比较发达的新皮层。

1.7亿年前,我们和袋鼠拥有共同的祖先。人类基因组与袋鼠基因组高度相似。

1.48亿年前,真兽下纲(包括胎盘类动物)和有袋动物分道扬镳。

1.35亿年前,我们的祖先,有胎盘类哺乳动物攀援始祖兽出现了,但它们只有25克左右。

8万年前,劳亚兽总目和灵长总目分道扬镳。

树鼩,最接近灵长总目祖先的动物

6万年前,白垩纪大灭绝,恐龙终,最早似灵长类更猴出现。

万年前,普尔加托里猴,酷似松鼠的早期灵长类。

4万年前,蒙古安氏中兽为代表的古食肉目称霸大陆。最早的高级灵长动物中华曙猿出现,然而它们只有50克到克之间。

3万年前,埃及猿出现,旧世界猴(如猕猴)和新世界猴的共同祖先,食肉目(猫狗祖先)开始崛起。

2万年前,从旧世界的猴子(狭鼻次目)中产生了古猿。

万年前,原康修尔猿,长臂猿与我们分道扬镳。

万年前,西瓦古猿,红毛猩猩与我们分道扬镳。

万年前,大猩猩与我们分道扬镳。

万年前,乍得沙赫人,是我们和黑猩猩的近亲。

万年前,黑猩猩与我们分道扬镳。

万年前,黑猩猩分支地猿。

万年前,南方古猿,脑容量ml,常被恐猫捕食。

万年前,直立人,演化出了标枪投掷能力,脑容量ml,走向了食物链顶峰。

万年前,匠人出现。匠人是属于人科的已经灭绝的物种,生存于-万年前的东非及南部非洲,处于上新世末期到更新世初期。

万年前,先驱人出现。先驱人面部具有一些类似现代人类的特征,它可能是尼安德特人和现代人类的最后共同祖先。

60万年前,罗德西亚人、海德堡人,或为智人和尼安德特人的远祖近亲。

此时人类脑容量已达甚至超过现代人水平的ml。

25万年前,智人祖先出现。

16万年前,长者智人(早期智人)。

5万年前,现代智人(晚期智人)。

晚期智人的出现代表人类进入了原始社会,人类文明演化开始了!

以上就是人类演变的过程。

当然,其实,这也仅仅只能作为回答「人类是如何演变来的」的题纲。

这个问题实在是太大了!

未来人类会不会继续进化?第六次生物大灭绝会如何到来?这些都是需要科学家需要回答的问题!

十九世纪著名的生物学家达尔文跟随船队进行了长达五年的全球航行,最终写下了奠定生物进化学理论的《物种起源》。达尔文主张“物竞天择,适者生存”的观念,他认为任何生物必须适应环境才能生存下去,即使人类文明再强大,也无法摆脱这一规律的束缚。因此在人类未来的发展过程中,我们很可能会为了适应环境变化而改变自身。

英国著名小说家赫伯特·威尔斯在其科幻小说《百万年的人》中描述了人类未来可能的进化方向。从小说描述的情节来看,他认为人类对科技产品的依赖会导致减少对人体某些部位的使用情况,对大脑的使用情况会增多。法国生物学家拉马克曾在19世纪提出“用进废退”学说,动物身上的部位如果长期没有得到使用,那么随着时间的推移该部位就会逐渐退化。

因此根据拉马克的“用进废退”学说,未来人类的手部、头部都可能发生较大的变化,而威尔斯在他的小说中将未来的人类塑造成头部增大、四肢萎缩的形象,这是未来人类进化的可能方向之一。还有一种观点截然相反,认为未来人类身上会出现越来越多的机械部件,实现人体半机械化。

现代人体也存在加入机械元素的情况,但这些机械部件的加入通常是为了完善躯体残缺导致的残疾。而未来人体实现半机械化就不再是为了补全残缺的躯体,而是为了加强躯体的活动能力。举个例子,现在我们可以用手做很多事情,但大多数人的手无法自由旋转,无法自由伸缩,因此在执行一些特殊任务时受到限制,而机械臂可以解决这些问题。

基因技术或诞生更强人类

现代基因技术是人类医学上强有力的一门技术,它不仅能够帮助解决人体缺陷和疾病的问题,还能帮助人类培育出具有优良形状的植物和动物。任何生物的性状都是基因表达的结果,因此想要改变人在某一方面的能力,就必须深入到基因层面。比如如果想要提高人的视觉能力,那么我们可以通过基因工程来让自身获得猫眼的能力。

自然界许多动物都展现出超越人类的能力,比如狗具有极其敏锐的嗅觉、蝙蝠具有超强的抗病毒能力、猎豹拥有比人类更出色奔跑能力等等。这些动物某一方面出众的技能都是基因表达的结果,因此如果能够将这些基因进行改造,然后添加到人类的基因序列中,最后诱导这些特殊基因的表达,那么一些动物的高超技能也可以被人类掌握。

通过基因编辑技术,我们不仅可以改造人体,使人体获得更强的运动能力和感知能力,还可以让人体变得更适应太空环境。未来人类大概率要飞出地球,去寻找新的可宜居星球,而这是一个十分漫长的过程,人类适应太空环境是前提,否则一切都是空谈。人类自诞生以来就一直生活在地球上,完全适应了地球上的重力环境和气压环境。

而太空环境中的重力场和气压完全不同,因此人体必须做出适应和改变,基因编辑技术或许能够从根源处解决这方面的问题。关于基因技术改造人类的问题,还有人提出了“设计婴儿”的方案。该方案指的是在婴儿出生之前就利用基因编辑技术让婴儿避免重大疾病,以及修改决定婴儿在某一领域的基因。

年出现过真实版的“设计婴儿”案例,一对夫妇在专业基因研究团队的帮助下,让他们未出生的孩子就获得了不会患上艾滋病的能力。原本该研究团队认为通过该案例,大众会对这一技术感兴趣,从而进行尝试。但没想到的是该消息发布后该研究团队遭到了外界众多指责和批评的声音,都指责他们没有顾及伦理道德问题。

由此可见,利用基因编辑技术来改造人类是一件听起来很酷的事情,但它实际上会产生的影响远比想象中深远,想要推广开来比较困难。

有没有考虑过人类会自愿退化,甚至是自愿灭绝?

除了以上说到的人体遵循自然选择而进化和主动寻求进化的案例之外,有学者认为未来人类的发展还可能存在自愿退化甚至是自源灭绝的情况。从人类过去的发展史来看,人类进化得越高级,对周围生物的威胁就越大。如果人类未掌握驯化能力,那么曾经的野猪也不会过早就失去生命。如果人类未开启工业化革命,那么对环境气候的污染就不会那么严重。

如今人类还在不断地对自然环境和自然生物施加影响,这种影响累积到一定程度后就会出现质变,届时我们在看到自然环境和生物都遭遇前所未有的浩劫,或许会反省自身,人类是不是应该退化到原始形态会更好,这样对其他生物的威胁就会大大减少,地球生态系统是否就会重新恢复平衡?

关于人类未来如何变化的猜想还有很多,我们可以不停地联想下去,但也要顾及实际情况。

来源

Science。博主有改动!欢迎转载!



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