生命的起源 一般認(rèn)為生命是由化學(xué)物質(zhì)從無機到有機演化而來的.地球原始大氣富含甲烷、氨、二氧化碳、水汽等,這些氣體在外界高能（紫外線、閃電、高溫）的作用下,首先合成氨基酸、脂肪酸等小分子有機化合物.這些小分子有機化合物,在適當(dāng)?shù)臈l件下,可以進一步結(jié)合成更復(fù)雜的蛋白質(zhì)、核酸等大分子有機物質(zhì),經(jīng)過進一步演化,終于產(chǎn)生了能夠不斷地進行自我更新的、結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的多分子體系,由此產(chǎn)生了原始生命.當(dāng)非細胞形態(tài)的原始生命在地球上出現(xiàn)時,由于大氣中仍然缺氧,因此,它們一定是厭氧和異養(yǎng)類型.地球約形成于距今46億年,從澳大利亞發(fā)現(xiàn)的距今35億年的瓦拉翁納群中的絲狀細菌化石表明,生命的起源亦即化學(xué)演化過程,應(yīng)發(fā)生在地球形成后約11億年.生命的產(chǎn)生是地球演化史上的一次最大的飛躍,使得地球歷史從化學(xué)演化階段推向生物演化階段. 原核生物的出現(xiàn) 最初的生命應(yīng)是非細胞形態(tài)的生命,為了保證有機體與外界正常的物質(zhì)交換,原始生命在演化過程中,形成了細胞膜,出現(xiàn)了細胞結(jié)構(gòu)的原核生物.細胞是生命的結(jié)構(gòu)單元、功能單元和生殖單元,細胞的產(chǎn)生是生命史上的一次重大的飛躍.當(dāng)前,地球上發(fā)現(xiàn)最早具細胞結(jié)構(gòu)的可靠化石是瓦拉翁納群中的絲狀細菌化石. 藻菌生態(tài)系統(tǒng)的形成 地球上最早出現(xiàn)的異養(yǎng)型原核生物細菌,經(jīng)過不斷地分化和發(fā)展,終于又出現(xiàn)了能夠進行光合作用、從無機物合成有機養(yǎng)料的自養(yǎng)型原核生物藍藻.藍藻和細菌作為早期生物界的合成者和分解者,組成物質(zhì)循環(huán)的兩個基本環(huán)節(jié),形成了一個完整的生態(tài)系統(tǒng).從異養(yǎng)到自養(yǎng)是早期生物演化的另一次重大的飛躍. 藍藻是最早出現(xiàn)的放氧生物,使得地球上原始大氣中氧氣濃度不斷增加,形成含氧大氣層.在高空出現(xiàn)的臭氧層,吸收了太陽的紫外輻射,改變了整個生態(tài)環(huán)境,為喜氧生物提供了有利的生活環(huán)境.于是生物便由厭氧轉(zhuǎn)入喜氧,提高了能量代謝的效能.在加拿大甘弗林組中,發(fā)現(xiàn)了完好的距今約20億年的細菌和藍藻化石. 真核生物的出現(xiàn) 從原核到真核是生物演化從簡單到復(fù)雜的轉(zhuǎn)折點,最早具細胞的生物是單細胞原核生物.原核細胞沒有核膜,沒有細胞器,結(jié)構(gòu)簡單.真核細胞具有核膜,整個細胞分化為細胞核和細胞質(zhì)兩部分.細胞核內(nèi)具有染色體,成為遺傳中心,細胞質(zhì)內(nèi)進行蛋白質(zhì)合成,成為代謝中心.由于細胞結(jié)構(gòu)的復(fù)化,增強了變異性,使得真核生物能夠向高級體制發(fā)展.現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)距今約13億年的美國加利福尼亞的貝克泉組的白云巖中的原核藍藻和真核綠藻.綠藻還發(fā)現(xiàn)于距今約10億年的澳大利亞的苦泉組.綠藻是最早具有真核的生物.動物的出現(xiàn) 隨著真核生物的出現(xiàn),動、植物開始分化和發(fā)展.動物的出現(xiàn),形成了一個新的三極生態(tài)系統(tǒng).綠色植物（真核植物和原核藍藻）通過葉綠素光合作用制造食物,是自然界的生產(chǎn)者；細菌和真菌是自然界的分解者；動物是自然界的消費者.地史上最早的動物化石是距今6～7億年澳大利亞的伊迪卡拉動物群,其中以腔腸動物的似水母類、海鰓類、環(huán)節(jié)動物和少量節(jié)肢動物為主,還有一部分分類位置未定的疑難化石,很可能代表地史上曾短暫出現(xiàn)而又迅速絕滅的類群.從動物的分化水平看,伊迪卡拉動物群已是較后期的類型,不是動物的原始代表.這標(biāo)志著后生動物在元古宙早已出現(xiàn),并經(jīng)歷了一段相當(dāng)長的分化演變過程. 海洋藻類和無脊椎動物時代 早古生代在生物演化史上稱為“海洋藻類時代”和“海洋無脊椎動物時代”.起始于距今6億年,延續(xù)了約1.7億年. 植物仍以海生藻類為主,但很難保存為完好的化石.由于植物進化速度遠較動物緩慢,早古生代植物界一直停留在藻類階段.藻類的大量繁育不僅為海洋無脊椎動物提供了豐富的食物資源,而且通過葉綠素光合作用,放出氧氣,為海洋無脊椎動物的發(fā)展,準(zhǔn)備了有利的生活環(huán)境. 繼元古宙末期伊迪卡拉后生裸露動物群之后,于寒武紀(jì)早期,出現(xiàn)了地史上最早具鈣質(zhì)硬殼的小殼動物群,包括軟舌螺、單板類、腹足類、腕足類等.這與當(dāng)時海水富含鈣質(zhì)有關(guān).由于發(fā)生了礦化事件,使得寒武紀(jì)保存的化石突然增多.這一時期稱為“非三葉蟲時代”.進入三葉蟲時代后,在中國云南發(fā)現(xiàn)了距今5.7億年的澄江動物群,主要由水母、三葉蟲、金臂蟲、非三葉蟲節(jié)肢動物、蠕形動物、海綿、無鉸腕足類、軟舌螺和藻類等組成,是目前世界上保存最早的軟體的多門類動物群,這一動物群的發(fā)現(xiàn)還表明后生動物在寒武紀(jì)開始前已經(jīng)歷了一段分化、輻射的歷史過程.隨后,腔腸動物、古杯類、軟體動物（雙殼、腹足、頭足）、棘皮動物、牙形刺、筆石等相繼出現(xiàn).其中以三葉蟲演化迅速、生態(tài)分異明顯,分布遍及全球整個海域,在動物界中占絕對優(yōu)勢,因而稱寒武紀(jì)為“三葉蟲時代”.古杯類是地史上最早的造礁動物,生活于早寒武世,中寒武世早期絕滅,是生物史上第一個完全絕滅的造礁動物門類. 奧陶紀(jì)是自然環(huán)境有利于海洋無脊椎動物繼續(xù)發(fā)展的時代,層孔蟲、苔蘚蟲等先后出現(xiàn),筆石、腕足類、鸚鵡螺等顯著分異.樹形筆石繼續(xù)發(fā)展,一部分固著在海底生活,而大部分遠運洋漂浮生活,遍及全球海域.到早奧陶世中期,正筆石類興起、演化迅速,是奧陶紀(jì)的重要分帶化石.腕足類出現(xiàn)了分異的第一個高峰期,在數(shù)量上占重要地位.鸚鵡螺開始出現(xiàn)于晚寒武世,到奧陶紀(jì)分異明顯,種類繁多,個體較大,是營游泳生活的兇猛食肉動物.珊瑚最早出現(xiàn)于寒武紀(jì),至中、晚奧陶世大量繁育,同層孔蟲、苔蘚蟲等一起,是溫暖淺海的重要造礁動物.海洋無脊椎動物新類群的出現(xiàn)和多樣化,加劇了淺海陸棚區(qū)的生存競爭. 志留紀(jì)延續(xù)時間較短,生物界來源于奧陶紀(jì),但有新的發(fā)展.其中最重要的生物事件是,三葉蟲顯著衰退,筆石向簡化方向演變,單筆石興起并大量發(fā)展.珊瑚以床板珊瑚和日射珊瑚為主,出現(xiàn)了特有的鏈珊瑚.腕足類出現(xiàn)了內(nèi)部構(gòu)造更為復(fù)雜的五房貝和展翼狀外殼的石燕貝.鸚鵡螺顯著減少但仍有代表.節(jié)肢動物中形體最大的板足鱟類最早出現(xiàn)于奧陶紀(jì),到志留紀(jì)大量繁育,志留紀(jì)末,由于受加里東運動的影響,海水逐漸退去.部分生物為了適應(yīng)新的生活環(huán)境,由海洋向陸地生活轉(zhuǎn)變. 向陸地生活轉(zhuǎn)變和發(fā)展——植物和昆蟲 由于志留紀(jì)末期大規(guī)模海退,陸地面積逐漸擴大,從濱海淺灘綠藻植物演化而來的陸生裸蕨植物最早出現(xiàn)于晚志留世,到早泥盆世開始大量生活在濱海沼澤低地,中泥盆世后期出現(xiàn)根、莖和葉分化的原始石松類和有節(jié)類,到晚泥盆世在自然選擇的作用下,裸蕨迅速絕滅了.一般稱志留紀(jì)末到中泥盆世為“裸蕨植物時代”.到石炭、二疊紀(jì)陸生植物進一步發(fā)展,出現(xiàn)了石松、節(jié)蕨、真蕨和原始裸子植物的種子蕨和科達類,這一時期被稱為“蕨類植物時代”.從晚石炭世到二疊紀(jì)各類植物極度繁茂,由于適應(yīng)不同的氣候條件,逐漸形成明顯的植物地理分區(qū). 陸生植物發(fā)展之后,與植物存在著密切關(guān)系的昆蟲大量繁育,它們相互依存,相互制約,平行發(fā)展.最早的昆蟲類是最原始的無翅類型,最早的無翅類化石出現(xiàn)于泥盆紀(jì).石炭紀(jì)出現(xiàn)了現(xiàn)知最早的有翅昆蟲,當(dāng)時最繁盛的昆蟲是現(xiàn)已絕滅的古網(wǎng)翅類.二疊紀(jì)昆蟲區(qū)系發(fā)生顯著的變化,直翅類明顯縮小,許多現(xiàn)代類型開始出現(xiàn). 魚類的出現(xiàn)和發(fā)展 魚類包括有頜類和無頜類.無頜類包括頭甲魚形類和鰭甲魚形類.頭甲魚形類包括現(xiàn)生的七鰓鰻和盲鰻以及古生代有甲胄的種類；鰭甲魚形類包括已絕滅的異甲魚和花麟魚.無頜類最早的類群是異甲類.發(fā)現(xiàn)于北美落基山區(qū)中奧陶統(tǒng)的異甲魚,是脊椎動物最早的化石代表.晚志留世出現(xiàn)了從無頜類分化出來的最早具頜的棘魚類和盾皮魚類.有了上下頜,就不僅是被動攝食微小有機物,而可主動追捕大的食物了.硬骨魚類包括總鰭魚類、肺魚類和輻鰭魚類,最早出現(xiàn)于晚志留世晚期,與棘魚類有共同的祖先.盾皮魚類最早出現(xiàn)于晚志留世,一直生存到早石炭世,以泥盆紀(jì)最繁盛.軟骨魚類出現(xiàn)于早泥盆世晚期,可能與盾皮魚類有共同的祖先.泥盆紀(jì)時魚類極為繁盛,故被稱為“魚類時代”.硬骨魚類在現(xiàn)代魚類中占絕對優(yōu)勢,被稱為“水中的主人”.從侏羅紀(jì)起,軟骨魚類出現(xiàn)了,如鯊魚和鰩?,還有生活在深海里的銀鮫. 兩棲類的出現(xiàn) 總鰭魚在晚泥盆世時登陸, 是陸生脊椎動物的最早類型.脊椎動物在登上陸地的過程中首先要解決呼吸和行動問題.總鰭魚已具有原始肺的構(gòu)造,肉質(zhì)偶鰭可以在地上爬行.最早的兩棲類代表是發(fā)現(xiàn)于格陵蘭和北美晚泥盆世的迷齒類魚石螈(Ichthyostega),具明顯的從總鰭魚類向兩棲類過渡的中間類型性質(zhì).石炭-二疊紀(jì)是兩棲類最繁盛的時期,被稱為“兩棲動物時代”.殘存下來的現(xiàn)代兩棲類有蠑螈、青蛙等. 裸子植物和爬行運動 裸子植物雖在石炭－二疊紀(jì)時已開始出現(xiàn),但最繁盛的時期是中生代,故中生代被稱為“裸子植物時代”.這一時期的植物群以蘇鐵、本內(nèi)蘇鐵和松柏類為主.北半球還有較多的銀杏類,南半球則以松柏類占優(yōu)勢.從蕨類植物演化到裸子植物,標(biāo)志著從孢子繁植轉(zhuǎn)化為種子繁殖.裸子植物用種子繁殖適于陸上生活和傳播,擴大了生存空間,形成了地球上的廣大森林,為爬行動物的發(fā)展,提供了有利的生活環(huán)境. 石炭-二疊紀(jì)時,從兩棲動物迷齒類演化出來的蜥螈形類,堅持陸生方向,很可能是爬行動物的祖先.經(jīng)過長期演化,產(chǎn)生了能夠適應(yīng)干旱陸地環(huán)境的羊膜卵.于是,爬行動物誕生了.從兩棲類水中產(chǎn)卵、水中受精發(fā)展到爬行動物的體內(nèi)受精和產(chǎn)生羊膜卵,是脊椎動物演化史上的一次重大飛躍.