岩石里的时钟
科学家也推究出,鸟类和爬行类在很早很早以前,一定也有一个共同的祖先。这个祖先从某些方面看是鸟,可是从另外一些方面看又是爬行动物。这和古猿一样,也是动物进化过程中的一个失去的环节。这个环节后来果然找到了,是两个化石标本。它们像鸟,有翅膀,有羽毛;但是也像爬虫,有一条尾巴骨,有锐利的牙齿,在翅尖上还有指爪。它们在潮湿而炎热的空气中鼓动翅膀的时候,离现在已经有1亿5千万年了。
怎么知道这种古怪的动物是生活在1亿5千万年以前,而不是生活在1000万年或者2000万年以前呢?
我们根据发现化石的地方的岩石的年龄,可以判断化石的年龄。通常,埋得越深的岩石就是越老的岩石,但是这不一定靠得住。因为有时候地壳发生大变动,可以把极古老的岩石翻到上面来,把那些比较新的岩石压在下面。
实际上岩石本身带着准确的时钟。你大概听说过居里夫人发现镭的故事吧。镭是一种化学元素,它能发出人眼所看不见的光,可以用来**一些疾病。它有放射性,能持续不断地放出带电的微粒,自己逐渐蜕变成铅。还有一些别的放射性的元素,例如铀,它会蜕变成镭。在这铀蜕变成镭、再蜕变成铅的过程中,100万克的铀生成七千四百分之一克的铅,需要一年的时间。我们计算一块岩石里有多少铅,有多少铀,还有多少别的放射性的元素,就可以算出这块岩石有多大的岁数。
用这个方法测量岩石的年龄,能告诉我们非常长的年代间隔。如果两块岩石的年龄只相差几千年,用这个方法就难以辨别清楚了。
有些岩石自己记录着它们的年龄。例如有些地方,曾经长时期掩盖在冰雪下面。以后气候逐渐转变,四季代替了终年的严寒。在温暖的季节,冰就开始融化。冰每年这样冻结一次,融化一次,便在岩石上留下了一圈一圈的痕迹,每一圈就代表一年,好像树干的年轮一样。
上面说的,就是计算岩石年龄的两个方法,而岩石又告诉我们化石的年龄。我们观察研究了各个年代的化石,再加上我们关于动物的骨骼结构、胚胎发育以及化学物质等各方面的知识,就可以在大体上弄清物种的进化是怎样发生的,发生的原因是什么,就可以拍摄《生命进行曲》这部电影了。
现在让我们来看看这部《生命进行曲》里的一些特写镜头。
生命的开始
现在找到的*早的化石,是细菌之类的微生物的化石。这些*早的微生物,大约生长在33万万年之前。
地球的年龄大约有50万万年。*初的地球不是现在这个样子,海洋是后来才形成的。雨水和河水不断地把各种化合物带到海洋里。越来越多的化合物在海水里相互作用,渐渐地产生了一些结构越来越复杂的化合物,一些蛋白质状的东西。后来又逐渐产生出能进行生命过程的小物体,这就是蛋白体。这是生命的起点,主要成分是蛋白质和核酸。
原始的蛋白体还没有细胞的结构,但是已经有了生命现象,自己能进行新陈代谢:就是一方面吸收周围的物质,把它们转化成自己的成分,这是同化作用;另一方面把自己所含的有机物分解,获得生命活动所必需的能量,同时产生出一些废物,这就是异化作用。
新陈代谢是生命的*基本的过程,��是生命的*基本的特征。有了新陈代谢,生物才有可能生长和繁殖。
恩格斯所以指出:生命是蛋白体存在的基本方式。
细胞的出现
原始蛋白体进一步发展,就出现了细胞。细胞是各种植物和动物的身体结构的基本单位。
*简单的细胞可以拿细菌的细胞来做例子。细胞里的蛋白体叫做原生质,是由细胞质和染色体组成的。*原始的染色体就是一个核酸分子,它是遗传的物质基础。
细胞进一步的发展,就是里边出现了细胞核。细胞核的主要成分是染色体,这是一种核蛋白,是核酸和蛋白质的结合物。染色体被核膜包围着,形成了细胞核。有细胞核的细胞,叫做真核细胞。现在绝大多数生物的身体,都由真核细胞所组成。
细胞有个基本特点,它能够一分为二。一个细胞在一定条件下,能够分裂成两个子细胞。每一个子细胞长大后,又能够一分为二。这样继续不断地分裂,细胞就越来越多了。
*早的动物都是单细胞动物,分裂产生的子细胞仍旧单独生活。多细胞动物是后来才发展起来的。这就是说,在进化的过程中,某些单细胞动物的遗传性发生了变化,它们所产生的子细胞彼此不再分开,联合成为细胞集团。
*早的这种细胞集团也是很简单的,许多细胞虽然联合在一起了,仍然各自管自己的生活。慢慢地,有些简单的细胞集团起了很大的变化,联合在一起的细胞逐渐分化,成为各种器官,来分担生活上的各种工作。这样,细胞之间就开始了分工合作。有些细胞就发展成为一根管子,管子的开口就是嘴,这根管子专门消化食物,把营养物质供应给所有生活在一起的细胞。有些细胞又发展成为神经。神经能将消息从这一部分传达到另一部分,好像电话线一样。后来,动物又长大了一些,有些细胞又发展成为血管系统,营养物质就可以通过血管输送给体内所有的细胞。因为有些细胞已经离开消化道很远,不能直接从消化道取得营养物质了。
现在还不知道这些复杂的变化经历了多少万万年。因为那些古老的动物又微小又柔软,很不容易留下化石来。不过我们已经知道,在5万万年到6万万年以前,所有的*重要的无脊椎动物都已发展出来了。在自然博物馆里,就陈列着它们的化石。
早期动物界**
6万万年或4万万年以前,陆地上是一片荒凉,没有动物,没有森林,甚至连一根草都没有,到处是光秃秃的岩石。
海洋里的情形怎样呢?陆地上毫无生气,海洋里却已经生气勃勃了!
海水里充满着海藻,这主要是一些小得看不见的绿色植物。右边的图就是一些海藻的化石。它们跟现在的植物一样,在阳光的照射下,能把水和空气制造成自己的食物。如果没有这些植物,动物就不可能生存,因为动物不能自己制造食物。动物要么吃绿色的植物,要么吃别的以绿色植物为生的动物,正如兔子吃草,老虎吃兔子一样。
在这古代的海洋里,已经有很多种动物,如沙蚕、蛤蚌等等。那个时候,统治海洋的是一种样子像虾的动物,叫做三叶虫。它们是5万万年前所有的动物之中*发达的东西。左边的图是我国泰山附近发现的“蝙蝠石”,就是一种三叶虫的化石。
三叶虫的身体分为头、胸和尾三个部分,背上有两条深沟,好像把身体分成三片,所以叫做三叶虫。三叶虫的种类很多,有些在水面上游来游去,有些在海底的泥沙里钻来钻去。它们大多长着眼睛,眼睛也跟现代的虾差不多。用人的标准看,这样的眼睛当然不是顶好的,然而在那古老的年代,三叶虫是生活得*成功的动物。我们说它*成功,是因为它的身体长得很适应它所生存的世界,它有成群的子子孙孙,其中有一些又进化成为新的物种。
三叶虫在2万万年以前,还是动物界**,但是后来全绝灭了。有一种三叶虫已经进化成为水蝎。水蝎长着强有力的螯,能捕捉别的水生动物来当食物。有些水蝎竟有2.7米长,但是跟三叶虫一样,后来也绝灭了。
绝大部分水蝎和三叶虫都走到了科学家所谓的进化的尽头。它们不能适应环境的变化,不能再往前发展。到现在还活着的水蝎的后代,只有蝎子、蜘蛛、虱子和马蹄蟹之类。它们直到现在还极像它们的祖先,生活方式也几乎一样。
它有头脑
三叶虫和水蝎都死绝了,但是同时发生了一件极其重要的事。在那淡水溪流的泥底里,已经出现了一种动物,未来是属于它们的。
这种动物身体小而扁,行动很迟钝,它吃东西的**方法就是吸,靠从泥巴里吸取有机物为生,因为它没有牙床,嘴巴窄得像一条缝。可是它们有另外两件重要的东西,盔甲和头脑。
科学家把它们叫做甲胄鱼,意思是说,它们戴盔披甲。它们是原始的脊椎动物,身体的前部长着骨板,其余的部分都长着鳞。
虽然*初的时候,肉食的水蝎还在水里横行、甲胄鱼终于逐渐繁荣滋长起来了。它们怎么会没给吃掉呢?主要有两个原因:首先是它们的盔甲多少给了它们一些保护,更重要的是它们有了头脑,还有了比较发达的感觉器官,它们能够躲开感觉不大灵敏的水蝎。
这样大约过了7500万年,有一种甲胄鱼又向前发展了一大步,变成了差不多是真正的鱼类。它们有一根真正的脊梁骨,一副支持全身骨肉的骨骼;它们有颚,嘴巴可以开合;它们有鳍,还有个强有力的尾巴;它们全身成为流线型,身体也增大了。
……