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万物起源于宇宙大爆炸(从地球诞生到生命的出现)

 3601馆长 2021-03-19

一、地球的诞生

太阳系诞生之初,是以巨大并不断旋转的尘埃与气体组成的云团的形态存在。它是由大爆炸所生成的氢与氦组成,也有之前恒星内部合成的其它元素,这些元素经过行星状星云或恒星风散布在宇宙中,之后被形成太阳的巨大云团捕获至太阳系。大约46亿年前,一个邻近的恒星可能形成了超新星爆炸,对太阳星云传送了一个震荡波,并使之收缩。云团在塌缩中,温度上升、自转加速和平坦化。因为云团旋转,引力与惯性将云团压为一个圆碟,与其旋转轴成垂直状态。大部分质量集中在中央并开始加热,最后启动了氢聚变,形成了太阳。

与此同时,引力使得环绕太阳的尘埃粒子紧缩,圆碟剩余尘埃与云团开始形成环绕太阳的环状物,细少的碎片在引力的作用下互相碰撞并组成较大的碎块。而组成的地球物质主要集在距中央约1亿5000万公里的地带。当太阳收缩并被加热,核融合开始,产生的太阳风清空了在圆碟内大部分没有收缩的物质,只剩下少量的元素,这些元素在太阳氢聚变产生的辐射压与引力的双重作用下,开始以预定的轨道环绕太阳旋转。同一轨道附近的块体在引力作用下互相碰撞并组成较大的碎块。其中,较重的元素聚集于太阳附近,形成了体积小,密度高的星体(类地行星);较轻的元素则聚集于离太阳较远的地方,形成了体积大,密度低的星体(类木行星),而地球则是距离太阳第3近的行星。

地球形成早期,与现在的世界十分不同,当时没有海洋,大气层里亦没有氧气。地球与小行星以及太阳形成后剩余的物质不断撞击。这些撞击与放射性崩解产生的热使得地球完全处于熔化状态。较重的元素向中心沉积,而较轻的元素则升至表面,从而形成了地球的不同层次。

二、月球的诞生

月球的起源仍然众说纷纭,但以大碰撞说的支持证据最多。地球可能并非惟一在距离太阳1亿5000万公里处生成的行星。所以科学家们假设了另一颗原始行星在距离太阳与地球1亿5000万公里处形成。此行星被命名为忒亚,并假设其较现在的地球更小,大约为火星尺寸。其运行轨道刚开始时应该较为稳定,但其后被不断增加质量的地球所扰乱。忒亚开始向地球靠拢,最后在大约45亿3300万年前,以一个低斜的角度与地球发生碰撞。其低速与低角度并不足以毁灭地球,但足以使大部份地壳被喷出,构成忒亚的重金属沉入地球的地核内,而剩余的物质与喷出物则在数周内冷凝为一个独立个体。在其自身的引力作用下,大约在1年内,成为一个较为球状的个体,即月球。而人们亦相信这次撞击使地球的自转轴倾斜了23.5°,使地球出现四季,其亦可能加速了地球的自转速度并使地球出现了板块构造运动。

三、地球早期与原始海洋形成

1.地壳形成

地球早期大气层里包括了较轻的气体如氢与氦,但是太阳风与地球自身的热力清空了这层大气层,地球表面开始慢慢冷凝,大约于44亿5000万年前形成了固体的地壳。

大约在40亿至38亿年前,地球经历了一个重型星体撞击期,蒸气由地壳里逃出,而更多的气体通过火山喷发释出出来,形成了第二道大气层。这道新的大气层可能包含了氨、甲烷、水蒸气、二氧化碳、氮气与其它含量较少的气体。而氧气则被氢气或地表上的矿物质束缚着。此时的地球火山活动频繁,因为没有臭氧层防护,紫外线大量照射在地球表面,地壳的水份被分解到大气层中,更多的水份在火流星撞击地球时带来。

2.原始海洋形成

初形成的地壳较薄,而地球内部温度又很高,因此火山爆发频繁,从火山喷出的气体,构成了地球的还原性大气。水是原始大气的主要成分,原始地球的地表温度高于水的沸点,所以当时的水都以水蒸气的形态存在于原始大气中。随着地表不断散热,水蒸汽被冷却凝结成水,大约在38亿年前,地球内部温度逐渐降低,地表温度终于降到沸点以下,于是倾盆大雨从天而降,形成了一场持续上百万年之久的滂沱暴雨,降雨落到地球表面低凹的地方,形成了江河、湖泊和海洋,那时的海洋被称为原始海洋。原始海洋盐分较低,但是有机物质却异常丰富。当时由于大气中无游离氧,因而高空中也没有臭氧层阻挡太阳辐射的紫外线,所以紫外线能直射到地球表面,成为合成有机物的能源。此外,天空放电、火山爆发所放出的能量、宇宙射线以及陨星穿过大气层时所引起的冲击波等,也都有助于有机物的合成。但是天空放电可能是最重要的,因为这种能源所提供的能量较多,又在靠近海洋表面的地方释放,它作用于还原性大气,所合成的有机物质,很容易被雨水冲淋到原始海洋之中,使原始海洋富含有机物质,成了“生命的摇篮”。

原始海洋就其规模而言,远没有现代海洋这么大。据估算,它的水量大约只有现代海洋的10%。后来,由于贮藏在地球内部的结构水加入,才逐渐壮大,形成了蔚为壮观的现代海洋。原始海洋中的水不像现代海水那样又苦又咸。现代海洋海水中的无机盐,主要是通过自然界周而复始的水循环,由陆地带入海洋而逐年增加的。可是,原始海洋中的有机大分子要比现在海洋中的丰富得多。原始大气化学演化过程中所形成的氨基酸、核苷酸、核糖、脱氧核糖和嘌呤等有机分子都随着雨水冲进了原始海洋,并迅速下沉到原始海洋的中层,从而避免了因原始大气缺乏臭氧层而造成的紫外线伤害。又经过了很长时间,原始海洋中的有机分子越来越丰富,据推测,在原始海洋中有机分子含量达到了1%,这就为生命的诞生创造了必要的条件。

四、生命的产生

1.有机大分子的形成是环境刺激引起的化学反应

化学键是纯净物分子内或晶体内相邻两个或多个原子(或离子)间强烈的相互作用力的统称。使离子相结合或原子相结合的作用力统称为化学键。化学键主要分为三种:离子键、共价键、金属键,他们各自有不同的成因。离子键是通过原子间电子转移,形成正负离子,由静电作用形成的;共价键是原子间通过共用电子对而形成的相互作用,原子通过共用电子对形成共价键后,体系总能量降低;金属键是一种改性的共价键,它是由多个原子共用一些自由流动的电子形成的。

键能是从能量因素衡量化学键强弱的物理量。其定义为:在标准状况下,将1摩尔气态分子AB解离为气态原子A与B所需的能量。键能与物质本身的关系:键能越大,本身能量就越低,分子结构就越稳定;键能越小,本身能量越高,分子结构就容易被破坏。在自然界中能量的形式多种多样,如光能、热能、电能、机械能和化学能等。在生命体系中,只有化学能可以被直接作为用来做功的能源,而其它形式的能量则是起激发生物体做功的作用。例如,化学能可以分别激发动物的平衡感觉、视觉、温觉、痛觉和味觉等。提供给生物体做功的化学能,可以来自因水解等化学反应而造成生物分子化学键断裂产生的能量,也可以来自因离子浓度梯度变化而得到的能量。

对生物体来说,储藏在化学键中的能量是一种重要的自由能,而自由能就是能够用来做功的能量。食物中的自由能有相当一部分是以热的形式散发出去,这些热不能再被用来做功,而所有形式的能量最终都要转化为热能。生物分子中化学键能的大小与许多因素有关,其中主要的因素是被化学键连接在一起的原子间电负性差异。具有较小键能的键容易被破坏,即这种键本身较弱、较不稳定。

当环境温度较高时,所有元素都处于原子的游离状态,物质处于高能态,元素之间无法组合成分子。随着环境温度的降低,游离的原子高能态无法维持,就必须将能量释放出来,少部分能量通过热辐射的方式散发出去,当原子动能低于原子间作用力时,就会被附近的原子捕获,并以化学键的方式组合成分子,被释放部分能量就储存在了化学键里,剩余的能量转化成了热能,并企图维持原有的温度。原始海洋刚形成时,地球环境恶劣,在闪电、火山喷发、宇宙射线、太阳光等作用下,原始大气中的气态分子被分解成游离态的原子,随着空气温度降低,这些游离态的原子再次组合成小分子,而部分有机小分子就是在这个过程中形成的,并随着降雨逐渐汇集到原始海洋中,导致原始海洋中聚集的有机分子越来越多,包括氨基酸、核苷酸、核糖、脱氧核糖和嘌呤等。此外,在太阳辐射能作用下上层海水温度较高,这些区域汇集的有机小分子能够独立存在,随着这些小分子逐渐往海洋深处汇集,周边温度开始降低,这些小分子无法再维持游离状态,就必须往低能态转换,这就促进了有机小分子通过化学键组合成有机大分子,并释放热量。

2.DNA遗传物质的形成

DNA又称脱氧核糖核酸,是一种长链聚合物,组成单位称为核苷酸,是糖类与磷酸借由酯键相连,组成长链聚合物。通常在生物体内,脱氧核糖核酸并非单一分子,而是形成两条互相配对并紧密结合,且如藤蔓般地缠绕成双螺旋结构的分子。每个核苷酸分子的其中一部分会通过磷酸双酯键相互连结,组成长链骨架;另一部分称为碱基,可使成对的两条脱氧核糖核酸相互结合。

磷酸二酯键极其稳定,是一种两侧不对称的共价键,使每一条脱氧核糖核酸长链皆具方向性。双螺旋中的两股核苷酸互以相反方向排列,这种排列方式称为反平行,这为DNA骨架的稳定性奠定了基础。磷酸二酯键的高度稳定性被认为是核酸作为遗传物质的重要原因之一。

核碱基是指一类含氮碱基,在DNA中,起配对作用。常见的核碱基共有5种:胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤、胸腺嘧啶(通常为DNA专有)和尿嘧啶(通常为RNA专有)。由于碱基之间的氢键具有固定的数目和DNA两条链之间的距离保持不变,使碱基配对遵循一定的规律,腺嘌呤一定与胸腺嘧啶或者在RNA中的尿嘧啶配对,鸟嘌呤与胞嘧啶配对,而碱基互补配对原则为DNA的复制奠定了基础,也为后续物种的繁殖奠定了基础。

DAN作为有机大分子,是以核苷酸为基础,通过磷酸二脂键组合而成,并采用碱基配对原则形成了双链结构。在生命形成的初期,原始海洋充满了有机分子,这些分子在温度与太阳辐射的刺激下,不断组合与分散,最后在一个非常偶然的机会形成了DNA聚合链,这个形成的概率可能只有亿万分之一。但DNA聚合链在温度刺激下通过复制来吸收外部能量并维持其本身结构的稳定性具有重要作用,因此能够在原始海洋中快速复制。

当外界气温升高时,首先破坏了稳定性较差的碱基对,而不会破坏磷酸二脂键,当双链变成单链以后,周边的核苷酸分子很快填充至两者之间,当温度降低,这些核苷酸通过碱基配对的原则分别与分开的两条单链进行组合,并最终完成了复制。在周围充满核苷酸分子的环境下,这种复制就能够快速进行,并逐渐在有原始海洋中占据主导地位。

这种复制过程本质上是一种化学反应,无论是碱基配对还是磷酸二脂键的形成都是以化学键的方式组合成更稳定的结构。推动这个化学反应的动力就是温度的变化:当温度降低时,有机小分子会向低能态的有机大分子转化,目的是消耗掉过剩能量而寻求使自身稳定的结构。而所谓的复制其实也是DNA聚合链在高温时分解成单链,温度降低时再与周边的核苷酸分子组合成双链,从而达到一种低能态的稳定结构。

3.原核生物的产生

DNA聚合链形成以后由于具有复制功能,因此在原始海洋中得以快速复制,并逐渐在有机大分子中占据主导地位。但是也经常会受到甲醇、乙醇、尿素及甲酰胺等有机小分子的刺激而发生破坏。直到一个非常偶然的机会,某个DNA聚合链周围形成了一层磷脂双分子层。磷脂双分子层最主要的作用是能将一部分水溶液与周围环境分隔开,可以有效避免DNA聚合链被其它分子破坏。

磷脂双分子层的分隔能力是因为亲水性分子难以穿过具有疏水性的中心部分,细胞核、线粒体和叶绿体都有两层磷脂双分子层。目前已知的所有生命形式基本都以磷脂双分子层作为其与外界的屏障,甚至有理论认为,最初的生命形式可能是一种简单的脂质囊泡,其唯一的生物合成是产生更多的磷脂 。此外,磷脂双分子层依靠附着其上的膜蛋白而参与信息传递,膜蛋白是一类非常广泛且重要的生物分子,据估计,人类蛋白质组中可能有多达三分之一的膜蛋白。膜蛋白中的载体蛋白可以有选择性的进行细胞膜内外物质的交换,将有害分子隔绝在外侧,从而为内侧打造一个稳定的环境,确保DNA分子的稳定与快速复制。这层磷脂双分子层后续又经过无数岁月的演化,大约在35亿年前,DNA聚合链与细胞膜演化成了一个整体,从而形成了最早的生命体原核生物,此时的原核生物还不能算是完整的细胞,因为没有细胞核,只是一圈细胞膜包围着遗传物质的简单组合,中间填充着包含遗传物质复制所需要的各类有机分子的液体。

细胞膜本质上也是一种有机分子的聚合物,通过化学键聚合成一个球面,保护内部的遗传物质。细胞膜上的载体蛋白可以将细胞生存所需的各种有机小分子定向运输至细胞膜内,有机大分子则通过胞吞与胞吐运输至细胞膜内。细胞膜内由于新陈代谢作用产生的废料分子也通过载体蛋白与胞吞胞吐运输至细胞之外。而这些输过程都是建立在一系列的化学反应的基础上,目的就是为了保护DNA分子不受有害分子的破坏,并能在安全的环境中快速复制。原核生物相比于之前的有机大分子,稳定性提高,部分生物进化出了鞭毛,开始了最早期的运动行为,有利于其躲避危险与获取繁殖所需要的营养,因此生存能力大大提高,并在短时间内充满在了原始海洋里。

4.光合作用与大气氧化事件

原核生物形成后的一段时间内,原始海洋中还存储着足够多的有机物,这些原核生物通过吸收原始海洋中的有机物进行繁衍,并逐渐统治了地球。随着原核生物越来越多,原始海洋中存储的有机分子变得紧张,原核生物之间的竞争变得激烈,并迫使一部分原核生物开始寻找新的营养来源渠道。大约在30亿年前,部分原核生物中进化出了与现在的光合作用相类的功能,这就使得这些异养生物能够通过光合作用,以含量丰富的二氧化碳与水作为原料,在太阳光提供的能量催动下,产生化学反应形成富含能量的葡萄糖分子,并释放出氧气。

光合作用主要通过光反应和碳反应两个过程完成,其中光反应是指水分子在太阳辐射的作用下吸收能量,并裂解成氢气与氧气,是物质从低能态到高能态的过程,驱动这个过程的动力就是太阳光辐射提供的能量;碳反应是氢气与二氧化碳产生化学反应生成葡萄糖与水,这个过程是放热反应,物质从高能态到低能态。这两个化学反应,能够将一部分的光能存储在有机分子葡萄糖内,能量转换效率约为6% 。

大约在28亿年前,原核生物中进化出了蓝绿藻,这是一类能透过产氧光合作用获取能量的细菌,但有些也能透过异营来获取能量。叶绿体前身应该是蓝绿藻,通过与其它异养原核生物的共生,形成了现在的叶绿体细胞器。

大约25亿年前,随着能够进行光合作用的生物越来越多,二氧化碳和水在光合作用下不断释放氧气,使得地球发生了大氧化事件。虽然每一个细胞只会产生少量氧气,但积少成多,经过长时间大量细胞的新陈代谢作用慢慢地使地球大气层变为现在的状态。原始地球上太阳紫外线非常强烈,大气层上层的氧气吸收紫外线之后变为臭氧,并在大气层上方凝聚,从而形成了现在的臭氧层。氧气吸收紫外线的能量变成臭氧,臭氧分子比氧气分子重,因此开始往下方沉积,由于臭氧处于高能态,反应活性强,极易分解,很不稳定,在常温下会逐渐分解为氧气。当这种不断制造与分解达成平衡态时,臭氧层也就形成了。细胞在强紫外线的照射下很容易发生突变,只能在海水的保护下存活,氧气转化成臭氧的过程需要不断吸收大量的紫外线,这使得细胞可以浮至海水表面生存,并最终往陆地上发展。光合作用制造的大量氧气相对于当时的生命体是有毒的,其含量的上升使得当时地球上大量的生命死亡,号称氧气灾难。而有抵抗能力的生命则存活并繁衍,部分生物发展出使用氧气来增进新陈代谢作用的速度,从而能由相同食物里摄取更多的能量。

5.真核与多细胞生物

真核生物起源于大约20亿年前,最古老的低等真核生物化石仅见于9~19 亿年前的地层。真核生物与原核生物的根本性区别是前者的细胞内含有细胞核,因此以真核来命名这一类细胞,细胞核膜的产生能够更好地保护遗传物质,提高其物种竞争力。许多真核细胞中还含有其它细胞器,如线粒体、叶绿体、高尔基体等。基因证据上来看,真核生物是细菌与古菌的基因融合体,它是某种古菌与细菌共生,异种结合的产物。这种共生结构其实是受到大气氧化事件的推动,根本动力是物种竞争导致这种结构能够更有利于存活。同时,这种共生的结合也是物质从高能态往低能态进化的结果。

古核生物吞入了需氧的、较小的始祖原核生物,如变形细菌等,由寄生过渡到共生,并将其变为线粒体。通过类似的过程,古核生物细胞与较小的始祖光合原核生物,如蓝细菌共生,并演变为叶绿体,从而产生绿藻和红藻等。

真核生物通过进化,在细胞膜中逐渐产生了G蛋白偶联受体。这类受体的共同点是其立体结构中都有七个跨膜α螺旋,且其肽链的C端和连接第5和第6个跨膜螺旋的胞内环上都有G蛋白的结合位点。目前为止,只在真核生物中发现G蛋白偶联受体。它们参与很多细胞信号转导过程。在这些过程中,G蛋白偶联受体能结合细胞周围环境中的化学物质而激活细胞内的一系列信号通路,最终引起细胞状态的改变。已知的与G蛋白偶联受体结合的配体包括气味分子、费洛蒙、荷尔蒙、神经递质、趋化因子等等。这些受体可以是小分子的糖类、脂质、多肽,也可以是蛋白质等生物大分子。一些特殊的G蛋白偶联受体也可以被非化学性的刺激源激活,例如在感光细胞中的视紫红质可以被光所激活。

G蛋白偶联受体参与众多生理过程,包括但不限于感光、味觉感觉、嗅觉、行为和情绪的调节、免疫系统的调节、自主神经系统的调节、细胞密度的调节、维持稳态、参与某些类型肿瘤的生长和远端转移等,这些我们人类已知的各种意识本质上都是G蛋白偶联受体与有机分子产生化学反应之后形成的一种反馈机制,并经过大脑的处理,变成了我们人类已知的各种感觉。

真核生物形成以后,在自然选择的催动下,单细胞生物逐渐进化出多细胞生物,而多细胞生物的产生对于提高生存能力具有重要意义,因此逐渐成为地球生物的主体。

古菌、细菌与真核生物持续地多样化变得更为复杂和更能适应周边环境。大约在11亿年前,超级大陆罗迪尼亚大陆正在形成。部分菌丛开始出现分工合作,边缘的细胞所负担的工作与内部的细胞有所不同。大约在10亿年前,第一颗多细胞植物出现,可能是绿藻。大约在9亿年前,真正的多细胞体在动物界里出现,最初其可能与今天的海绵动物相类,所有的细胞皆为全能细胞,且是一个破裂后能重新组合的有机物。当所有多细胞生物的内部细胞分工合作特征更为完善时,细胞开始变得更为专门化并且更依靠其他细胞,单独的细胞将会死亡。多细胞组织依据功能的不同开始分工配合和,并发展出专门化特征是多细胞生物进化的必然方向。这种分工类似于当今的社会化大生产,只有依据功能的不同进化出有针对性的组织细胞,才能提高能量获取与利用的效率,并在物种竞争中处于优势,而这种进化方向也是自然选择的必然结果。

五、陆生动植物的产生

地球臭氧层形成后,其吸收了大部分太阳紫外线,这使得单细胞生物在着陆后的死亡率大降,原核生物由于更能在没有水份的环境里复制与存活,因此,大约26亿年前殖民着陆地,这比真核生物起源的时间更早。在此后很长的一段时间里,陆地上只有极少量的多细胞生物。大约5亿2000万年前,最早的脊椎动物出现在海洋里。

经测定最古老的陆地真菌与植物的化石后,得知其发生在大约在4亿8000万年至4亿6000万年前。刚开始时,这些水生植物只是在水域边缘存活,并尝试向陆地发展,新环境使得突变与变化开始出现,并使得部分植物最终适应了陆地的生存环境。最古老的化石证据指出节肢动物大约在4亿5000万年前出现在陆地,而其能在陆地繁盛可能是陆地上的植物提供了大量的食物来源。

大约在3亿8000万年至3亿7500万前,四足动物由鱼类进化而成。科学家估计因为鱼鳍进化为四肢可以使其头部离开水域呼吸空气,这可以使它们在缺氧的水域里生存或在浅水区追捕猎物。它们可能在其后的一段岁月里在陆地进行冒险,最后有部分物种变得十分适应陆地生活,但它们只是成年时在陆地上生活,仍然在水里孵化并在水里生蛋,以上便是四足动物的起源。大约在3亿6000万年前,植物开始包含种子,使其在陆地上繁衍的速度大增。

大约在3亿4000万年前,羊膜卵的进化使得蛋可以在陆地上诞下,这使得四足动物繁衍更具备优势,羊膜动物由此从四足动物中进化而来。在大约3亿1000万年前,羊膜动物里分离出哺乳动物。

大约3亿年前,最近期的超级大陆盘古大陆形成。大约2亿5100万年前发生了地球历史上最严峻的二叠纪-三叠纪灭绝事件,当时地球上70%的陆生脊椎动物,以及高达96%的海中生物消失。这次灭绝事件也造成昆虫的唯一一次大量灭绝。这次全球性灭绝事件可能是西伯利亚暗色岩火山不断爆发造成的。但生命仍未完全灭绝,有小部分生命依靠完全的生命力得以继续繁衍。在大约2亿3300万年前,恐龙由其爬虫类祖先分离出来,大部分恐龙在二亿年前的三叠纪-侏罗纪灭绝事件里存活下来,并很快成为脊椎动物里的霸主。虽然在此时期有部分的哺乳类动物分离出来,但是存在的哺乳类动物基本都是细小的动物如鼩鼱等。

大约在1亿8000万前,盘古大陆分裂为劳亚古大陆与冈瓦纳大陆。鸟类与非鸟类恐龙的分界并不清晰,但始祖鸟则在1亿5000万年前生活着。证据显示最早的会开花的被子植物在大约1亿3200万年前出现。

大约在6600万年前,一个直径长10公里的陨石撞向地球上的犹加敦半岛,将大量的物质与蒸气释放至空气里,使得太阳光被阻隔,妨碍了光合作用。很多大型动物,包括了非鸟类恐龙从此灭绝。此后,哺乳动物的分支大幅增多,并开始了大量繁衍,逐渐成为脊椎动物的霸主。大约在6300万年前,所有灵长类动物的共同祖先出现。大约在3400万年前,部分陆生哺乳类动物回归海洋,并成为如古蜥鲸属般的动物,其后演变为海豚与鲸鱼。

六、小结

地球受自转与公转的影响,地表与海洋温度总是在冷热交替中循环。太阳光照射的情况下,万物都在吸收太阳的辐射能,并从低能态往高能态转变,即使这种转变很多情况下无法带来宏观结构的改变,但是在分子层面,却很容易导致化学键的破坏与建立,而万物的生命活动都是基于化学反应,说到底都是化学键的破坏与建立,才是如今万物呈现丰富多彩的本质。

当太阳落山或者冬季来临,周边温度降低,原来的高能态就很难维持下去,就必须往低能态转变。放在分子层面就是原子结合成分子,小分子结合成大分子,通过建立化学键的模式而形成一种低能态稳定结构。这种规律放在细胞生物层面就会造就共生结构或者是多细胞生物。因为这种共生与多细胞结构是单个细胞为了适应低温环境,而往低能态转变的过程,根本上还是各种化学键的建立,促使了这种共生与多细胞结构的产生,同时这种结构的产生也能提高物种竞争优势,这种竞争优势通过不断的累积,就形成了多细胞动植物。多细胞动植物进一步竞争,就会产生细胞组织的分工,这就为后续高级动植物的产生创造了条件。

物种进化表面上是自然选择的结果,但本质上是一种能量获取与使用效率方法的竞争,也是一种高能态不稳定结构往低能态稳定结构进化的过程中,寻求最稳定的低能态结构的自然选择。如果把这个过程放在太阳系层面,就是地球万物不断消耗太阳辐射能,而形成的一系列化学反应,进化的方向就是形成一种稳定的低能态结构,以至于能够最高效率地消耗太阳的辐射能。所以动物首先会从冷血动物进化至恒温动物,因为恒温动物才是更稳定的结构,在外界环境的刺激下也就能够最大程度的维持结构不被破坏,而这种更稳定的结构也是一种低能态结构。

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