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地球-生命的历程

 猫眼石70mnsp72 2018-04-29


纪录地球上生命发展过程中的主要事件。

在生物演化过程中,新物种的生成与生物世界的多样性。经历数十亿年的演化与物种形成,现在的各物种之间皆由共同祖先互相连结。

注:以下的内容中的年限除非写有公元,否则是从现在开始算,如1000万年前是指距离现在已有1000万年的时间了。




冥古宙

冥古宙,是太古宙之前的一个阶段,开始于地球形成之初,结束于38亿年前。因为这个时期的岩石几乎没有保存到现在的,所以并没有正式的细分。但月岩从40多亿年前就比较好的保存下来,因此月球地质年代的某些主要划分可参照用于地球的冥古宙划代。

45.7亿年前


地球从环绕早期太阳旋转的吸积盘之中形成。


45.33亿年前

大碰撞假说,原始的地球与忒伊亚相撞,在原始地球周围产生一个环,这个环在数百万年之后形成月球

重力的拉扯使地球的自转轴倾斜,建立了地球生命的形成环境


41亿年前

地球表面温度降低使地壳得以凝固,大气与海洋形成。


40亿年前

最早生命的出现,可能是源于能够自我复制的RNA分子。这些生命的繁殖所需要的资源有限,所以不久之后便开始竞争。

mRNA的球棍模型,其中灰色小球代表碳原子,红色小球代表氧原子,蓝色小球代表氮原子,橘色小球代表磷原子。与RNA同为核酸的DNA通常是双链分子。


由于天择青睐在复制上更有效率的分子,因此DNA逐渐成为最主要的复制物。之后它们开始在膜内发展,这些膜拥有更稳定的物理与化学环境,形成了原始的细胞。

此时大气中尚未有自由的氧气存在。

自然选择,传统上也译为天择,指生物的遗传特征在生存竞争中,由于具有某种优势或某种劣势,因而在生存能力上产生差异,并进而导致繁殖能力的差异,使得这些特征被保存或是淘汰。自然选择则是演化的主要机制。


39亿年前

后期重轰炸期(38~41亿年前):地球、月球、火星及金星受到小行星及彗星(微行星)撞击的高峰期。连续的干扰可能诱发生命的演化,海洋被完全煮沸。

细胞以及原核生物出现。这些都是化能生物:以二氧化碳为碳源及氧化无机物来抽取能量。后来原核生物演化了糖酵解,从如葡萄糖的有机物释出能量。

糖酵解产生了现今所有生物都用到的三磷酸腺苷(ATP)分子来临时储存能量。




太古宙

太古宙起始于内太阳系后期重轰炸期的结束,地球岩石开始稳定存在并可以保留到现在,结束于26亿年前的大氧化事件。


35亿年前

最后共同祖先(原核生物)在古太古代出现,属于单细胞生物,分化出细菌及古细菌。

细菌发展了光合作用的原始模式,但最初不会产生氧。

这些生物透过电化学梯度产生三磷酸腺苷。


33亿年前

能进行光合作用的蓝菌出现,它们以水为还原剂,并排出。氧首先将海洋中的铁氧化,产生铁矿石

氧在大气层的浓度上升,对很多细菌都有毒(26亿年前的大氧化事件)。




元古宙

元古宙,又称元古代、原生代,是地质时代中的一个时期,开始于25亿年前,结束于5.4亿年前。上一个宙是太古宙,下一个宙是显生宙。

元古宙包括了古元古代、中元古代、新元古代。


25亿年前

一些细菌演化到有能力去使用氧来有效的从有机物中抽取能量。差不多所有生物都用相同的三羧酸循环及氧化磷酸化来使用氧。

'runaway icehouse'效应,造成休伦冰河时期(24~21亿年前)。


21亿年前

更多复杂的细胞出现,包括有细胞器的真核生物。最接近的可能就是古细菌。

大部分有细胞器的都可能是从共生细菌衍生而来:线粒体会用像现今立克次体般从有机物抽取能量,而叶绿体则从光及有机物合成能量。这是共同演化的例子。


12亿年前

出现有性生殖,引发更快的演化。

大部分的生命于海洋及湖中出现,一些蓝菌已经生活在湿润的泥土中。

10亿年前

多细胞生物出现,首先是生活在海洋中的藻及海苔。

11-7.5亿年前

第一个超级大洲罗迪尼亚形成于11亿年前并于7.5亿年前分裂。

斯图尔特冰期:这个时期是多重及接近全球性的冰期,反复的从雪球地球变为温室地球。

每年共有481日,每天18小时。

地球的自转及公转因潮汐力逐渐变慢。

7.5-5.8亿年前

根据雪球地球假说,前寒武纪成冰纪的冰河时期非常严重,连海洋亦完全结冰,只有在热带的海水仍保持是液态。


6亿年前

多孔动物、刺胞动物、扁形动物及其他多细胞动物在海洋出现。(但亦有研究显示最早的动物生活在湖泊的环境中。)

刺胞动物及栉水母是最早有神经元的生物,神经元只是一个简单的网,没有脑部或中央神经系统。

5.8-5.4亿年前

第二个超级大陆潘诺西亚形成于6亿年前并于5.4亿年前分裂。

在埃迪卡拉纪(6.35-5.41亿年前)有复杂的多细胞生物埃迪卡拉生物群出现,主要是腔肠动物(水母类和海鳃类),其次是环节动物、节肢动物等,可能生活于浅海近岸的水中。

5.42亿年前发生埃迪卡拉纪末期灭绝事件。

氧气的累积使臭氧层可以形成,而臭氧层可阻挡太阳的有害辐射,使生命可以在陆地上发展。

如果没有禁止氯氟烃,平流层臭氧浓度的预测

美国宇航局




显生宙

显生宙是距今5.7亿年以来有大量生物化石出现的时期。显生宙表示在这个时期地球上有显著的生物出现。地球从此开始热闹起来。

而那些看不到或者很难见到生物的时代被称做隐生宙。


古生代

古生代是显生宙的第一个代,上一个代是元古宙的新元古代,下一个代是中生代。古生代包括寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪。对动物界来说,这是一个重要时期。它以一场至今不能完全解释清楚的进化拉开了寒武纪的序幕。寒武纪动物的活动范围只限于海洋,但在古生代的廷续下,有些动物的活动转向干燥的陆地。古生代后期,爬行动物和类似哺乳动物的动物出现,古生代以迄今所知最大的一次生物绝灭宣吿完结。


5.65-5.25亿年前


寒武纪大爆发产生了所有现今动物的主要的门,其成因仍然存疑。

以三叶虫为主的节肢动物是最主要的门。

脊索动物的皮卡虫可能是人类的祖先。

奇虾是达2米长的猎食者,它的后代可能是海蜘蛛。

5.30亿年前出现了一个在陆地上的脚印。

丰娇昆明鱼是已知最古老的脊椎动物,在5亿3千万年前寒武纪的地层被发现。


5.05亿年前

第一个脊椎动物甲胄鱼出现,与现今八目鳗及盲鳗纲有关。

海口鱼属及昆明鱼都是没有颌的鱼类,或称无颔总纲。


4.88亿年前

在寒武纪至奥陶纪间发生第一次生物集群灭绝,是为寒武纪-奥陶纪灭绝事件。


4.8亿年前

西班牙巴伦西亚大学的考古学家,在萨拉戈萨南部的特鲁埃尔发现距今4.8亿年前的鱼类化石。这种新的物种鱼“葛氏刀刃棘鱼”大约生存在泥盆纪(4.2~3.6亿年前),也是属于已经绝种的早期鱼类。


4.75亿年前

第一个原始植物从绿藻演化并移至陆地上,沿湖边生长。与它们一同的有真菌,可能植物与真菌是共生的,地衣就是共生的例证。

4.50亿年前

节肢动物的外骨骼可以支撑身体及阻止水分流失,是第一类移至陆地的动物。

最早的有多足亚门(马陆及蜈蚣),及后有蜘蛛及蝎子。

4.6亿年前的广翅鲎在志留纪很繁盛,部分物种已经有了在陆地上活动的能力。


4.5-4.4亿年前

奥陶纪-志留纪灭绝事件发生,这是第二次的生物集群灭绝。


4亿年前

首类没有翅膀的昆虫,即蠹鱼、跳虫及缨尾虫出现。

第一类鲨鱼亦出现。

首条腔棘鱼出现,在1938年发现活标本前它们被误以为是已经灭绝了很久,并被认为是活化石。


3.7亿年前

裂口鲨是高速的猎食者。


3.65亿年前

晚泥盆纪灭绝事件发生,是第三次生物集群灭绝。

昆虫在地上及淡水中从多足纲演化。一些淡水的肉鳍鱼类发展了脚及成为四足总纲。

四足总纲利用它们的脚走上陆地,可能是为了猎食昆虫。肺部及鱼鳔演化出来。两栖类今天仍保有很多早期四足总纲的特征。


3.6亿年前

植物演化了能保护植物胚体及容易快速生长的种子结构,出现了树木和森林。伍德利坑及锡林扬环形坑出现。


3.6-2.86亿年前

鲨鱼的黄金时期


3.5-2.5亿年前

卡罗冰河时期在早石炭纪开始,于晚二叠纪完结。

由于极移,大部分的冈瓦那大陆从亚洲及南美洲中心至印度及澳洲中心都冰封了。

3亿年前

盘古大陆分裂的动画


盘古大陆形成及维持了1亿2千万年。这是地球上的大洲最后一次闭合在一起。

羊膜卵的演化,产生了能在地上繁殖的羊膜动物与爬行动物。


昆虫能够飞行,并出现了多个目(如古网翅目、透翅目及原直翅目),蜻蜓目代表了很多早期的昆虫。

大部分石松纲、有节植物门及桫椤目的森林覆盖陆地,当它们衰化后变成了煤及原油。裸子植物开始广泛分化。苏铁门首次出现。


2.8亿年前


原蜻蜓目的巨脉蜻蜓是最大的昆虫。

脊椎动物,包括两栖动物离片锥目、石炭蜥目及壳椎亚纲、早期的爬行动物无孔亚纲及下孔亚纲出现,例如基龙。

2.56亿年前


二硕齿兽、小头兽、二齿兽、雷塞兽及原犬鳄龙出现。


锯齿龙科是大型的草食性动物。

最初的初龙形动物出现。

2.5亿年前

二叠纪-三叠纪灭绝事件杀死约90%的所有动物,这是第四次及最严重的生物集群灭绝。

灭绝过后,水龙兽是地表最常见的草食性动物。初龙类分开演化出其他的爬行动物。

真骨总目从辐鳍鱼纲演化,最后成为主要的鱼类。


大气层的氧含量下降至以往三分之一的10%,所有有气泡呼吸系统的动物生长理想。


一些杆状菌菌株2-9-3的孢子被困在新墨西哥州的盐结晶中,于2000年重新活跃及分裂,现成为世界上最古老的生物。


中生代

中生代是显生宙的三个地质时代之一,可分为三叠纪,侏罗纪和白垩纪三个纪。由于这段时期的优势动物是爬行动物,尤其是恐龙,因此又称为爬行动物时代(Age of the Reptiles)。


2.2亿年前


气候非常干燥,适合这种气候的初龙类及裸子植物得益。初龙类分化成为鳄鱼、恐龙及翼龙目。

在合弓纲中,演化出哺乳动物的首个先躯兽孔目,特别是真犬齿兽下目。最初它们都是细小的。所有哺乳动物幼时都有乳腺及能保持恒常体温。常染色体对中的一个得到SRY基因(从X染色体的SOX3基因衍生而来)成为Y染色体,长度亦缩短了。

裸子植物(松柏门及苏铁门占大部分)是陆地上的主要植物。草食性动物成长为巨大的体型以消化这些植物。


2.08-1.44亿年前

鲨鱼的第二次主要扩展


2亿年前

第五次生物集群灭绝的三叠纪-侏罗纪灭绝事件发生。



蛇颈龙的模拟动画


海中的爬行动物包括鱼龙类及蛇颈龙类兴盛。恐龙从灭绝事件中存活过来,并成长为巨大的体型,但槽齿类全面死亡。

现今的两栖类,滑体亚纲包括无尾目、有尾目及蚓螈开始出现。


1.95亿年前


目前已知最古老的哺乳动物吴氏巨颅兽出现。


1.83亿年前


托阿尔阶灭绝事件对于海生生物的影响最大,尤其是菊石等软体动物。


1.8亿年前


盘古大陆开始分裂为几个大陆,最大的是冈瓦那大陆,由现今的南极洲、澳洲、南美洲、非洲及印度组成,南极洲当时还是一片森林。

北美洲及欧亚大陆当时仍然连接,是为劳亚大陆。


1.7亿年前至1.6亿年前


阿普第阶灭绝事件发生。根据地层中的证据,此事件对海洋生物造成较大的影响,对陆地生物则较小。


1.64亿年前


最古老能游泳的哺乳动物近亲獭形狸尾兽出现,是现今如鸭嘴兽及针鼹等哺乳动物的直系祖先。


1.6亿年前


3米长的五彩冠龙在中国西北的新疆出现,是最早的暴龙超科。


1.5亿年前


巨大的恐龙甚为普遍及多样化,有腕龙、迷惑龙、剑龙、异特龙、细小的嗜鸟龙及奥斯尼尔龙。

鸟类从兽脚亚目演化出来。始祖鸟是鸟类的祖先,有爪及羽毛,但没有喙。

1.35亿年前


禽龙、林龙等新的恐龙在侏罗纪灭绝后出现。顾氏小盗龙在中国东北辽宁出现,身长77厘米,四翼上有类似鸟类的羽毛。


1.33亿年前


原始热河鸟在中国东北出现,它有大及强壮的翼,并保有像恐龙的长骨质尾巴。


1.30亿年前


被子植物演化出可以吸引昆虫及其他动物散播花粉的花朵。被子植物的革新引发动物的演化及共同演化。

帝龙在中国生活,有羽毛及体长1点6米。

1.25亿年前


现今有胎盘哺乳动物的祖先攀援始祖兽出现,它像现今的睡鼠。

鹦鹉嘴龙是后期有角恐龙的祖先。

1.23亿年前


千禧中国鸟龙有原始的羽毛但不是用作飞翔,其他有羽毛恐龙包括中华龙鸟及长城鸟,它们共同的祖先为始祖鸟。其他恐龙包括多刺甲龙及始暴龙出现。


1.20亿年前


只有25厘米阔的森林翼龙在中国辽宁出现。


1.1 亿年前


8公吨重及12米长最大的鳄鱼帝鳄出现。肉食性恐龙包括驰龙科的恐爪龙及棘龙科。草食性恐龙包括波塞东龙、高吻龙及蜥结龙。


1 亿年前


巨大兽脚亚目的鲨齿龙及南方巨兽龙出现。


8800万年前


印度及马达加斯加大陆分裂。


8000万年前


蜥脚下目、鸭嘴龙科、角龙科及兽脚亚目很多的恐龙种类出现,超过一半已知的恐龙都是在中生代的最后3千万年。



被子植物生长后开始出现。

印度开始移往欧亚大陆。


7500万年前


人类及老鼠的最后共同祖先出现。

由于文章篇幅限制

“生命的历程”先写到这里

下一部分从新生代开始

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