一、地质史
1.显生宙前后
地质学家把这漫长的地质年代划为4个宙（Eons），即冥古宙（Padean）、太古宙（Archean）、元古宙（Proterozoic）和显生宙（Phanerozoic）。从6亿年前到现在都属于显生宙。显生宙分为3个代（Eras），即古生代（Paleozic）、中生代（Mesozoic）和新生代（Cenozoic）。
冥古宙是地球刚形成的时代，约46～48亿年前，所谓混沌初开，天外紫外线与宇宙线辐射强烈、地球火山熔岩频发、狂风骤雨、闪电交加，沧海陆地巨变，导致有机物的天然催化合成与积累和初级大气圈形成，是生物化学演化的前夜。
太古宙距今约35～38亿年，有利于生命起源的大气圈和水圈形成，即不是那样炽热和激烈之变了，是原始细胞形成时期。目前，已在澳大利亚西部Wara woona找到的丝状体化石，视为微生物蓝藻化石，距今约35亿年。太古宙的初级生命大多是一些单细胞厌氧的异养型原核类细菌。这些称为叠层石（stromatolite）化石（图3-1），是蓝藻和光合细菌等原始生命代谢生长产生的碳质和硅质沉积物积累而成的多层结构。
表3-1 地质年代和生物历史
元古宙的叠层石也很多，说明这一时期原核生物已经很发达。人们把元古宙称为“蓝细菌时代”长达10亿年。蓝藻（即蓝细菌）的释氧光合作用造成大气圈自由氧的缓慢积累，为真核多细胞发生创造了条件。随之，蓝藻衰落，这可能与大气圈的氧含量增加而减少，地球表面温度下降等海水理化性质变化有关。
图3-1 蓝藻叠层化石
在显生宙之前，生命几乎只是单细胞的，经历了长达30多亿年，可见生命起源与早期演化是很缓慢的（表3-1）。进入显生宙的古生代寒武纪，在地质生物史上称之为“生命大爆发”，并出现了多细胞生物，以此为界限，把元古宙与显生宙分开，生命演化加速了。
2.古生代
古生代早期，即寒武纪和奥陶纪，是高等藻类和无脊椎动物时代。寒武纪后约500万年，突然出现了多种多样的无脊椎动物化石，还有原始脊索动物成员，如Pikaia化石。寒武纪完成了几乎各门多细胞动物躯体的基本设计。这是为什么？生态学有一定解释：在寒武纪之初，即多细胞动物刚刚出现之时，动物占据的生态位都是空的，任何一种生命类型都可找到合适的生存与发展空间，因此发生了一次蔚为壮观的辐射进化。多细胞动物出现是生物进化史上的一个里程碑。这种观点早被加拿大伯吉斯的动物化石群所叙述。近几年，我国考古生物学家陈均远等在云南澄江帽天山的5亿多年前的地层中发现了微网虫、奇虾、云南虫、海绵等无脊椎动物化石和脊索动物海口虫化石，种类多样。与此同时，他们在贵州瓮安也发现了5.8亿年前，迄今已知最早的多细胞海绵化石，为寒武纪生命大爆发之谜得到进一步论证。
图3-2 总鳍鱼（A）与鱼石螈（B）(www.xing528.com)
古生代中期，即志留纪和泥盆纪，是裸蕨类和鱼类时代。甲胄鱼在泥盆纪后期衰退，代之而兴起的是有原始颌骨的棘鱼和盾皮鱼及其总鳍鱼、鱼石螈也就是由脊椎鱼代替了脊索鱼（图3-2）。
古生代晚期，即石炭纪和二叠纪，是蕨类和两栖类繁盛时期。裸子植物、苏铁、银杏、松柏早期类型出现。三叶虫绝灭、爬行类辐射适应。两栖类必须回到水中繁殖，并没有摆脱水的束缚。到了爬行类，出现了羊膜卵，才获得了陆上繁殖能力。
3.中生代
中生代三叠纪，气候温暖，裸子植物发展成茂密的森林并炭化成煤。爬行类恐龙兴起，原始哺乳类动物出现。
中生代侏罗纪，气候仍然温湿，有内海，大陆漂浮，裸子植物为主，被子植物出现。爬行动物适应辐射，在当时成为统治地位有如水中的鱼龙（Ichthyosaurus）、蛇颈龙（Plesiosaurs）、飞行的翼龙（Pterosaurs）和陆上的霸王龙（Ty rannosaurus）等（图3-3）。如今，世界各地都发现了恐龙骨架和恐龙蛋化石，而中国发掘的恐龙化石更为丰富。
图3-3 中生代恐龙
中生代白垩纪，造山运动出现，火山迸发而后气候变冷；裸子植物衰退，被子植物发达。恐龙突然绝灭，这是一个难解之谜，是自身生态环境改变或是外来小行星撞击所致？但是，恐龙绝灭后，导致哺乳类、鸟类兴起和灵长类的出现。我国考古学家在辽宁朝阳地区发现了鹦鹉嘴龙化石，长有羽毛，确认鸟类起源于恐龙的证据。哺乳动物不仅是恒温动物，而且是胎生和用乳汁抚育幼仔动物。这种方式为哺乳类动物成为新生代最为繁盛的动物。
最近，中美科学家（2011）在我国辽宁境内发现的中华侏罗兽（Juramaia Sinensis）化石是距今1.6亿年的珍兽哺乳动物化石。体型小，体重为13g，前肢有爪，能攀悬上树，这种特征会帮助它在恐龙时代生存下来，以牙齿特征表明其为食虫动物。这是目前已知的最古老的真兽类（有胎盘类）哺乳动物化石，该发现为哺乳动物演化历史建立了一个新的里程碑。可以认为在中生代侏罗纪恐龙存活旺盛时期，鸟儿和哺乳动物开始演化。美国科学家认为这种生活在1.6亿年前的物种几乎是今天所有有胎盘哺乳动物的祖先，包括人类。
图3-4 灵长类“家谱”
4.新生代
距今只有5500—6500万年，含第三纪和第四纪若干世。古新世被视为最早的灵长类动物的出现，个子很小，化石证据有限。时至中新纪，原猴类和人猿类得到发展（图3-4），以南方古猿为代表。这是哺乳动物灵长类的一支，逐步进化为人类，无疑是生物进化史上的一个里程碑。更新世距今160—50万年前，晚期猿人，即直立人出现，已广泛分布于非洲、欧洲和亚洲各地。属于现代人的智人大约25万年前开始进入（图3-4）。
新生代是哺乳类和鸟类大发展时期。经过多次适应辐射进化，它们都演变出形式、习性各不相同的多种多样的类型。新生代也是被子植物和昆虫大发展时期，广布于各种气候带的生态环境。在第四纪，北半球冰期多次发生，大型兽类绝灭。冰期过后，气温上升，被子植物繁茂，人类获得了更好的生存环境。
生物物种漫长演化是何等辉煌而神奇。地球在遥远的过去发生过多次物种大灭绝和大发生，这就将地球生物推向了顶峰。科学家们发现物种灭绝并不是源于什么灾变事件，而是有规律可循的。有一种观点认为，物种灭绝看似突发，却是一种周期性现象。在过去5亿年里，几乎平均6200万年出现一次，而上次则发生在6500万年前，主要原因是星际小行星撞击或地球自身火山大爆发所致。今后地球上生命是否会发生大灾变，却很难预料？
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