生命是如何进化出来的？物种为什么为什么突然就“爆发”出来了？

达尔文的进化论已经发表了将近160年了。它被认为是学术界最伟大的理论之一，但对于普通人来说，许多人还没有真正理解它。

不能否认的就是，进化论中还有一些棘手的问题没有解决，比如说生命是怎么起源的，物种为什么会进化，还有新的物种是如何形成的，寒武纪的生命爆发和进化论是否存在冲突，还有生命的起源，这些问题引起了很多科学家的研究和争论。虽然有很多关于地球上生命是如何形成的假说，但迄今为止还没有一个得到承认。人们希望通过模拟早期的自然环境来创造生命，但没有成功。

国外科学家曾声称，他们可以制造出与大自然非常相似的“细胞”，但它仍然缺乏自我繁殖和进化的能力，这是生命定义的两个重要特征。虽然说人类无法理解生命是如何诞生的，但科学家应该可以理解生命是如何进化的。

原核细胞时代，(距今36至25亿年)

 

地球上最早的生命迹象是38亿年前在格陵兰岛发现的世界上最古老的沉积岩中的有机碳，有机碳是生命的残留物。最原始的细胞化石是在35亿年前和34亿年前的澳大利亚和南非的沉积岩中发现的。它们分别是丝状细菌和球形细菌或蓝藻，直径仅超过10微米。它们只有原生质和细胞膜，没有细胞核，称为原核细胞。

细菌里面没有任何叶绿素成分，因此呢它不能自给自足，然而有些蓝藻它们本身有叶绿素，这样就可以吸收阳光和二氧化碳，从而进行光合作用，从而产生细胞生长所需的有机物质并释放氧气。32亿年前，在南非和澳大利亚的燧石层中发现了更多更清晰的这些细胞化石。中国山西省五台山25亿年前太古代晚期发现的原核细胞更为清晰。

有些科学家它们一般否认早期的原核细胞的存在，他们认为这些化石只是一些岩石的结构，他们还说只要了解早期地球的空气大气的变化，就可以完美证明这一点。与其他行星一样，地球的原始大气中充满了二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氨和氢，但没有氧气或很少，表面温度高达70~80℃。地球早期的极端恶劣的条件，对原核细胞的生长是有利的。随后，氧的逐渐增加明显与蓝藻和蓝藻的光合作用有关。虽然它们非常小，因为它们无性繁殖非常快，一代只需要20分钟就可以繁殖，但它们的数量呈指数级增长，导致氧气含量越来越高。

怎么才能证明当时地球上的大气氧气含量的增加？太古代晚期在澳大利亚、中国北部和东北部以及巴西发现的超大型沉积铁矿证实了这一点。当时火山喷发频繁，水中含有大量二价铁。当氧气增加的时候，溶解在水里面的二价的铁可以转化为不能溶解水的三价铁，并且能在水中大量沉淀，导致世界范围内的“铁形成事件”

真核细胞时代，(距今25至16亿年)

早元古代，当大气中的氧气增加到大气总量的1％时，出现有核细胞。固有的核细胞需要有氧代谢，而有核细胞无法抵御强宇宙射线和紫外线。因此，只有在地球有足够的氧气形成阻挡辐射的臭氧层后，它才适合产生和繁殖。有核细胞，一般又被称为真核细胞。

与细胞核一起，它将进一步分为核仁、核液和染色体。它还将促进细胞吞噬其他细胞，并在细胞内形成叶绿体、线粒体、核糖体和溶酶体。因此呢，它们比原核细胞要大得多，也比原核细胞要复杂的多本身也可以分工合作。因此，细胞核可以说是储存、复制和转录遗传信息的主要场所。因此，真核细胞的出现是生物学史上的一次重大飞跃。

真核细胞的出现使藻类进入了前所未有的繁荣阶段。不仅如此，它还为有性生殖和多细胞进化提供了基础，进而为各种高等动植物提供了基础。例如，13亿年前在中国山西省永济地区的岩层中发现了一个长椭圆形藻类化石。它的表面具有独特的螺旋槽装饰，与现代沼泽中的绿藻螺旋藻非常相似，它很有可能是已知的最早的有性繁殖的真核细胞的的化石，这对于研究有性繁殖是如何起源的有重要的参考价值。

地球上最早的真核细胞是在25亿年前从澳大利亚的沉积岩中获得的。以生物标志物甾烷的形式从岩石中分离出来；这些化石可能是19亿年前加拿大燧石层中的一些球形化石；在中国河北省的岩石中也发现了许多保存完好的真核球状化石，可追溯到18亿至17亿年前。

多细胞藻类时代(距今18至10亿年)

随着有核藻类的出现，藻类空前繁荣。藻类的增加肯定会导致细胞的分化这就可以促成细胞向多细胞而进化，哪衣藻来举例子，衣藻的的分裂出的子细胞一般情况下是独立于母细胞生存的但是它们在不利的条件下，也许会“藏”在母细胞中，这样就能形成原始的多细胞的藻类，甲藻则会更进一步，它们是由13-18个细胞组成。细胞之间有一定的联系和统一的作用；绿脓杆菌更进一步。由32～64个细胞组成。细胞之间有分工。一个或两个细胞失去繁殖能力，成为营养细胞；Volvox中有更多的细胞。它由数百个甚至数万个细胞组成，细胞之间有原生质丝，大多数细胞专门负责营养。这是多细胞进化的过程，在化石藻类中也可以看到。

多细胞藻类和真核细胞的的出现，促使了物种多样性。例如，在太古宙的10亿年中，原核细胞进化到4000多个物种，而在有核细胞和多细胞细胞出现的15亿年中，它们很快就发展到100000多个物种，这显然与多细胞和有性生殖的出现有关。

原生动物时代（距今10至5.4亿年)

虽然中元古代有许多多细胞藻类，但它们的个体非常小，只有借助放大镜和显微镜才能看到。然而，原生动物时代，藻类的进化，这就出现了很多大型多细胞的藻类，这就为以后的蕨类生物的进化打好了见识的基础。

那么更让人注意的是原生动物时代晚期动物的出现，那么这也是一个跨时代的事情。虽然世界各地都有古动物化石的报道，但在中国贵州瓮安的磷矿岩层中发现了大量的球形微体化石，大小约为0.5mm，细胞分裂。而且这些分裂后的细胞会呈现螺旋排列，这就和藻类的细胞分裂大不相同，它们非常接近海洋中无脊椎动物的胚胎，因此呢这些奇特的化石被认为是最早的动物胚胎的化石。

早在2005年，中科院南京地质古生物研究所研究员尹雷明与国外学者一起发现，这类化石是在6.32亿年前的硅质层中发现的，在胚胎细胞外包裹着一层囊肿，囊肿外有刺状突起，变成了真正的休眠卵。这个发现非常的重要，因为它再次的证明了瓮安这个地方发现了动物的胚胎化石，而且将动物化石的发现向前推进了5000万年。不幸的是，在宜昌只发现了动物的蛋化石，但没有发现成年动物。在瓮安和宜昌，这些数千枚蛋化石是由什么动物产生的仍然是个谜。

目前发现的动物化石，大多都是多细胞动物化石显然是多细胞的，因为它们能产卵。动物的初始阶段显然是单细胞的，并从有核单细胞藻类进化而来（但早期的单细胞动物化石尚未被发现），这似乎令人难以置信，但理解起来并不奇怪。因为最早的动植物有时很难区分，比如单细胞的单眼虫，他也是原生动物因为它有鞭毛和叶绿体，也可以进行光合作用。还有草履虫，它具有动物和植物的特性。

至于动植物之间的区别？地质学家推测，藻在7亿年前，由于地球的冰河时代的结束和地球的气候变暖，这导致了海洋中有核细胞的大量繁殖，竞争非常激烈，促使一些藻类进行光合作用，不断提高其生产营养素的能力。随着时间的推移，动物在细胞中的功能逐渐丧失，慢慢变成了真正的植物——藻类；为了生存和发展，一些藻类不断利用运动的功能占据有利的区域。即使在危急时刻，它们也会抓住其他脆弱的原核细胞。从长远来看，植物的功能逐渐丧失。相反呢，运动的能力、吞咽能力和消化能力越来越强大，使得单细胞动物便曾原生动物。

近年来，美国科学家发现了一只蜗牛。当它们吞下大量藻类时，它们会将藻类的叶绿体留在自己的体内并发挥作用，从而依靠阳光和二氧化碳为自己生产食物。这充分表明，在低等生物中，动植物之间的界限不是很清楚，可以相互转化。这也许就是原生动物出现后为什么藻类会逐渐减少的原因。随着动物的不断出现，藻类对地球近30亿年的统治终于结束。因此，这一时期也可以称为原生动物时代。

新元古代末期(距今5.7至5.4亿年)

 

1946年，在5.7~5.4亿年前的澳大利亚南部埃迪卡拉山脉的砂岩中发现了大量奇异的化石。大多数是平面印模，一般只有几厘米大小，有些可以达到1米以上。它们身上没有骨头，外面也没有硬壳。这种新的生物群后来在除南极洲以外的各大洲被发现。一些学者认为它们属于腔肠动物的水母和水螅，环节动物和节肢动物的多毛类；另一些人认为它们缺乏动物的运动、进食和消化等功能，因此它们应该归于类似的植物和真菌或一种特殊的有机体；有人根据它们与寒武纪生物爆发后不同的生物学特征，将其归因于生物爆发前失败的生物进化过程。总之，由于这种生物群的特殊性，它引起了广泛的关注和争论，并成为一个悬而未决的谜。

近年来，由中科院南京地质古生物研究所朱茂言研究员带领的中澳美研究团队在贵州省江口县黑色页岩中发现了一种保存完好的动物化石——八臂仙女母蠕虫（图3），为固体化石，与埃迪卡拉的遗迹化石不同，它属于成年人，因此个体较大。它的直径约为2~4厘米，身体上有8条平滑的螺旋状向外旋臂，这是肌肉结构。它被包裹在身体外的一层薄膜中。当它缓慢移动时，黄金依赖于这些肌肉。

这个重要的发现一经发表，便引起了广泛的关注，这是为什么呢，因为它是埃迪卡拉生物群种唯一的一个固体化石，也是目前发现的最古老的成年动物化石，这个化石和现代的珊瑚，还有水母等等的动物相似，这就表明了，埃迪卡拉生物群与古生代的生物群有直接关系。

我国发现了一些6.45亿年前和5.2亿-5.8亿年前的动物胚胎或者是动物类似卵子的化石，这些化石也许是寒武纪生命大爆发的前奏，这也能充分的说明，寒武纪的生命爆发绝非一个偶然的事件，与云南澄江动物群一样，寒武纪大爆发的第二幕，世界上仅在中国澄江地区发现。

从上面的介绍中不难看出，尽管进化论无法完全揭示当今地球上生命如何产生的巨大问题，但它并没有损害进化论的伟大和荣耀，因为从最早的地球化石记录（达尔文当时并不知道）来看，它已经完全证明了地球上的生物确实是来自最底层的原核细胞（虽然病毒比原核细胞更原始，但不能作为化石保存下来，所以人们更难理解），真核细胞、多细胞细胞等都是一步一步进化而来的。