中科大人类生态学课件2.2 地球、生命与人

二、地球·生命与人1生命的产生生命是地球上物质发展到一定阶段的产物。地球约有46亿年的历史。它形成的初期是一个没有生命的荒漠世界。天空烈日炎炎，大地火山喷发，地球表面熔岩横溢，大气圈中没有臭氧层，太阳辐射的紫外线全部直射地面，大气中也没有氧。电离辐射、火山、闪电、高温和局部高压等巨大的自然力量，使得洪荒时代的地球物质激烈地运动，不断发生复杂的化学变化和物理变化。然而，就在这个没有生命的世界里，悄悄地孕育着原始的生命。地球上的原始海洋大约在39亿年前出现。地球刚诞生时，没有河流和海洋，地球表面是干燥的。大气圈中很少有水分。地球上的水分是与后来第二次形成的大气圈一起，由地球内部产生的。当地球表面的温度已经降低、内部温度很高、火山活动非常频繁的时候，一方面地球喷出大量的气体，其中含有大量的水蒸气。另一方面地壳不断地发生变动，有的地方隆起形成高原和山峰，有的地方则成为低地和山谷。大气圈中的水蒸气很快饱和、冷却而形成雨水，降落到地面。大自然中的宇宙射线、太阳光中的紫外线、雷电、高温等各种条件，促使海洋中的各种物质发生剧烈的变化。由于海水能阻止强烈的紫外线对原始生命的破坏和杀伤作用，为原始生命创造了必要的条件。

原始海洋中合成的一系列氨基酸类有机化合物，在盐分很少的原始海洋中逐渐合成核酸蛋白质一类的大分子化合物，当这些有机物在原始海洋中越聚越多的时候，经过亿万年时间的化学作用，形成了“团聚体”多分子体系，这是原始生命的萌芽。后来这些原始的生命又出现了原始的膜，包围了多分子体系，并在海洋中浓缩，形成能够进行新陈代谢和自然繁殖的原始生命。原始生命出现时间估计在35～38亿年以前。大约在距今32～36亿年前，地球上出现了细菌和蓝藻，能进行光合作用而产生分子氧，大气中才有了氧气，生命由无氧发酵进化到有氧呼吸，这是生命孕育中的飞跃。大约在12～18亿年前，地球上出现了具细胞核、叶绿体和线粒体的真核细胞，它们不仅能进行光合作用，也能进行呼吸作用。由于生物有氧呼吸的作用，大气圈中出现臭氧层，减弱了紫外线的杀伤力，为水生生物登陆创造了条件。细菌和蓝藻是进行无性生殖的，而绿藻等藻类则进行有性生殖，由无性生殖到有性生殖进化，也是生物史上的一个重要飞跃。真核细胞出现以后，大气中的氧含量不断增加，生命进化超越了由单细胞向多细胞进化、以及植物与动物的分化两道难关。当大气中的氧气浓度增加至今日的10％以上时，地球环境发生了巨大的飞跃，臭氧层能吸收相当多的紫外线，使生命由海洋发展到陆地成为可能。大地开始披上绿装，从而加速了大气中氧气的增加和二氧化碳的固定，动物活动的范围也逐步扩展到陆地。随着绿色植物的逐渐繁茂，大气中的氧气逐步接近现在的水平。动物也由无脊椎的原生动物进化到脊椎动物，最后由脊椎动物中的哺乳动物之中的灵长类发展到人。2灵长类的出现灵长动物是从树栖的原始食虫动物中发展来的。灵长动物主要生长在热带与亚热带的森林里，在进化过程中发展了拇指与其他指对握的能力，以便在树上攀援和执握物体。视力敏锐，而且产生了双眼的立体视角，大大提高了其动作的灵活性，随之大脑也发展起来了。后来，树鼩中分化出一支，逐渐进化为原猴类。到了距今5700~3400万年前的始新世，较高等的灵长类动物崛起了，眼睛移到脸的前方，发展了三维立体视角，四肢灵活起来，脑量也逐渐增大，进化为现代的猴类。在进一步的进化过程中，某些类型逐渐适应在树丛中执握吊荡的臂行方式，尾巴也失去了原有的功能而逐渐消失，成为原始的猿类。从猿到人的转变过程是在特定的环境中完成的。大约距今2000～1000万年前，地壳上世界性的造山运动很活跃，相继出现了喜马拉雅山、阿尔卑斯山和天山等山脉，在非洲则有东非断裂大峡谷的形成。在生态环境发生巨大变迁时，伴随有河流干涸、森林退缩以及干旱等气候现象，并由此形成了大片的草原开阔地，形成森林、草原交界处的稀树干草原灌丛。气候的变化和生态环境的变迁，使树栖生活的古猿从树栖生活向地栖生活转化。从而也就实现了从猿到人的生物学上的最大区别——直立行走，以及由于行为方式的改变而导致的形态解剖上的特有的特征——人类颅底结构的特点以及颅底大圆孔(枕骨大孔)的位置。此外，人类还有能制造工具进行生产劳动，有意识和语言及有社会组织等社会学特征。由于人直立行走，前肢获得了自由，逐渐使用了工具，也使人的大脑发达起来。人选择了劳动，劳动又塑造了人。人类的进化是以古猿—猿人—智人(古人)—新人的顺序发展的。以距今40～70万年以前的北京人、爪哇人为代表的猿人阶段被人类学家看作是已发现的最早的古人类，而智人(古人)则以德国发现的距今10万年前的尼安德特人为代表，在中国则有马坝人、丁村人等；而新人则以在法国发现的距今3万年前的克罗马农人为代表，中国则有柳江人和山顶洞人。大约在100多万年以前，人类的体质形态、社会组织和文化等都跃进到一个新的阶段——直立人的阶段。以后，随着地球上气候的变化，最初冰期的出现，气候变得寒冷，出现了人类对火的征服。在长期使用和保护火的过程中，人类增长了才智，变得更加聪明的直立人的子孙们——化石智人发明了人工取火。火的利用，使原始人的生活发生了革命性的变化，能够用火烧烤食物，扩大了食物的种类，改变了人的营养条件。人征服了火，火磨炼了人，它使人类成为宇宙中最有才华的理性生物。

直立人Homoerectus能人Homohabilis南方古猿非洲种

Australopithecusafricanus直立人Homoerectus

Homosapiens悲喜两重天尴尬我后悔啊……怎么样，好身材吧?!人类“生物进化时钟”如果把地球漫长的46亿年的历史比作一天中的24小时，人是最后的20秒钟进入地球母亲怀抱的。这就是人为杜撰的“生物进化时钟”的故事。在生物进化时钟里，每小时约合18750万年，每分钟约合312.5万年，每秒钟约合5.2万年。在生物进化的一天里，大约凌晨3:00形成最古老的岩石层，此时即已开始了生命起源的化学进化。在上午7:00出现了类似细菌的原核生物；上午9:00～10:00出现能利用光合作用进行自养的原核生物；到下午13:00，大气中积累了游离的氧气，这才可能出现好氧的原核生物；下午15:00～16:00，出现单细胞真核生物，到夜晚20:00，才出现多细胞生物；在夜晚22:00以前，大气中氧气的积累量达10％以上，才有了最初的植物登陆，以后才