第06版:生态周刊

人类如何从“鱼”演化成“人”

《 人民政协报 》 ( 2022年05月12日   第 06 版)

全国政协委员,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所学术委员会副主任 王元青

现在的地球上,与我们人类共同生活的有大约150多万种动物、大约38万种植物,这些生物,不是从地球诞生之日就存在于我们这个奇特的星球之上的,而是生命在地球上经历了大约38亿年漫长演化(或进化)的结果。

当然,在纷繁复杂的生物演化历程中,人类最感兴趣的恐怕还是与我们自身来源有关的脊椎动物的演化。

在“从鱼到人”的演化历史中,发生了一系列关键性(或者说革命性)的事件:

1.脊椎动物的起源:最早的脊椎动物是以5.4亿年前(寒武纪早期)昆明鱼、海口鱼为代表的鱼形动物,它们的出现奠定了后来脊椎动物本质特征——具有脊椎,这是我们人类能够挺起腰杆的物质基础。

2.颌的出现:最原始的脊椎动物没有上、下颌,嘴巴不能像常见的脊椎动物那样开合。口部不能闭合,称为圆口,现在以七鳃鳗和盲鳗为代表的圆口纲仍属于这种类型。在大约4.2亿年前(志留纪晚期),鱼类有了上下颌,这带来了脊椎动物取食方式的革命,也使未来发展出语言交流成为可能。

3.由水登陆:3.65亿年前(泥盆纪晚期)出现以鱼石螈为代表的两栖动物,用具趾的四肢替代了鱼类的鳍,成为最早登上陆地的脊椎动物。这一变化使脊椎动物的运动方式发生了根本改变,拓展了脊椎动物的生存空间,对后来恐龙、哺乳动物等在陆地生态系统中占据主导地位奠定了基础。

4.带壳的羊膜卵出现:鱼类和两栖类(蛙等)需要将卵产在水中才能完成繁殖。而龟、鳄鱼、鸟类则可以把蛋产在陆地上,羊水提供了胚胎发育的水环境,蛋壳则能有效地防止水分流失,使繁殖过程摆脱了对水的依赖。这一革命性事件大约发生在3.15亿年前的晚石炭世(石炭纪晚期),羊膜动物(产羊膜卵的动物)因此成为真正意义上的陆生动物。

5.哺乳动物的兴起:哺乳动物与恐龙大致同时出现在地球上。在恐龙等爬行动物统治地球的中生代,哺乳动物经历了包括从卵生到胎生、哺乳动物中耳形成在内的一系列生理和形态特征的改变,具有了适应环境变化的优势,静等在恰当时机爆发。可以说万事俱备,只欠东风。这个“东风”就是6600万年前发生的灭绝事件,导致恐龙等大型爬行动物的灭绝,哺乳动物得以在新生代主导陆地生态系统。

6.灵长类出现:大约5600万年前,我们人类所属的哺乳动物类群——灵长目在地球上出现。这类动物具有发达的大脑、双眼汇聚的立体视觉等特有的特征,真正开启了脊椎动物向人类进化的征程。

7.大约600多万年前,能够被称为人类的动物在非洲出现,虽然与我们现在的人还有一定的区别,但它已经跨过了猿与人界线的门槛。

前面列举了“从鱼到人”的演化过程中一些最为关键的事件,实际上,不同的生物类群都有各自独特的演化历程。

地质历史中,生物演化的一个主要表现形式是生物类群的更替,其中大的灭绝事件所造成的生物类群的更替,尤其受人关注。这些通常都与环境变化相关联。

以恐龙灭绝为例,虽然有小行星撞击、超大规模火山喷发等多种假说,但都归结到地球环境变化导致恐龙等生物不能适应才最终消失。这可以作为一个例子印证生物演化的本质是生物与环境互动的观点。

另一方面,哺乳动物能够在恐龙灭绝之后成为陆地生态系统的主宰,与哺乳动物在中生代长期演化过程中形成的生理和功能优势是密不可分的。

毛泽东同志1937年在《矛盾论》中指出:“唯物辩证法认为外因是变化的条件,内因是变化的根据,外因通过内因而起作用”,用在此处应该也是合适的。

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