笑树(乐昌含笑树图片)

六八 243 0

今日推荐:《生命故事总动员》 作者:华业。搜索书名开始观看吧~

笑树(乐昌含笑树图片) 第1张

-----精选段落-----

第二章生命重大发现

被子植物的上述特征,使它具备了在生存竞争中,优越于其他各类植物的内部条件。被子植物的产生,使地球上第一次出现色彩鲜艳、类型繁多、花果丰茂的景象。随着被子植物花的形态的发展,果实和种子中高能量产物的贮存,使得直接或间接地依赖植物为生的动物界(尤其是昆虫、鸟类和哺乳类),获得了相应的发展,迅速地繁茂起来。

被子植物的属种十分庞杂,形态变化很大,分布极广,粗看起来,确实难用统一的特征将所有的被子植物归成一类。因此,对被子植物的祖先存在不同的假说,有多元论和单元论两种起源说。

多元论认为被子植物来自许多不相亲近的群类,彼此是平行发展的。中国的分类学家胡先骕1950年发表了一个被子植物多元起源的系统,也是中国学者发表的被子植物的唯一系统。

单元论是目前多数植物学家主张的被子植物起源说。主要依据是被子植物有许多独特和高度特化的性状,如雄蕊都有4个孢子(花粉)囊和特有的药室内层;大孢子叶(心皮)和柱头的存在;雌雄蕊在花轴排列的位置固定不变;双受精现象和三倍体胚乳;以及筛管和伴胞的存在。因此,人们认为被子植物只能起源于一个共同的祖先。

被子植物能有如此众多的种类,有极其广泛的适应性,这和它的结构复杂化、完善化分不开的,特别是繁殖器官的结构和生殖过程的特点,提供了它适应、抵御各种环境的内在条件,使它在生存竞争、自然选择的矛盾斗争过程中,不断产生新的变异,产生新的物种。

地球上的神奇植物

植物在地球上存在了几十亿年的光景。多少年来,奇异的植物世界向人们展示着她多姿的神采,更有一些有趣的植物,吸引着人们的好奇心。让我们认识几种有趣的植物。

1日轮花

在南美洲亚马逊河流域那茂密的原始森林和广袤的沼泽地带里,生长着一种令人畏惧的吃人植物叫日轮花。日轮花的叶子一般有1米长左右,花就散在一片片的叶子上面。

人们要是不小心碰上它或去摘它,那些细长的叶子便马上从四周围像鸟爪一样地伸卷过来,紧紧地把人拉住,拖倒在潮湿的草地上,直到使人动弹不得。这时,躲在日轮花上的大蜘蛛便蜂拥地爬到受害者的身上,美美地饱吃一餐。当蜘蛛吃了人的躯体后,消化排出的粪便又成为日轮花的肥料。

2吃人树

在非洲马达加斯加的一些地方,有一种会吃人的树。它的形状像一棵巨大的菠萝,高约3米,树干呈圆筒状,枝条如蛇样,因此当地人称它为“蛇树”。这种树极为敏感,当鸟儿落在它的枝条上,很快就会被它抓住而不见了。美国植物学家里斯尔曾在1937年亲身感受到蛇树的威力:他无意中碰到树枝时,手很快就被缠住,结果费了很大力气才挣脱出来,但手背被拉掉了一大块肉。

3会走路的树

南美洲生长着一种既有趣又奇特的植物,名叫卷柏。每当气候干旱,严重缺水的时候,它会自己把根从土壤里拨出来,摇身一变,让整个身体蜷缩成一个圆球状,变得又轻又圆,只要稍有一点儿风,它就能随风在地面上滚动。一旦滚到水分充足的地方,圆球就迅速地打开,恢复“庐山真面目”。它的根重新钻到土壤里,暂时安居下来。

4胎生植物

在一些热带海边的沙滩上,生长着一种胎生植物群落———红树林。这种红树林的种子成熟后并不脱落,而是在母树上继续发育,直至长成具有支撑根和呼吸根的棒状幼苗,随风跌落到海滩泥地上,便独立生长成林。

5温血植物

科学家发现了一些“温血植物”,无论外界环境如何,植物花朵的温度总是保持恒定状态。他们把这类植物命名为“温血植物”。例如葛芋花的温度约38℃,而外界气温达20℃时,其温度还维持在40℃左右。温血植物的这种温度调节能力,是为了把自身的花朵当成一个微型小环境,从而吸引昆虫,提高授粉几率。

6热唇草

热唇草一般生长在特立尼达和多巴哥以及哥斯达黎加的热带丛林中,有意思的是,这种奇异植物的花朵一般会盛开长在两片“嘴唇”之间。一场丛林急雨过后,鲜润的“嘴唇”中间含着一朵小巧的花,使它更显妖娆。

7伪装的“生石花”

生石花生活在非洲南部的沙漠地区,它的颜色、形状与卵石惟妙惟肖,叶肥厚多汁,裹成卵石状,能贮存水分。生石花开金黄色的花,非常好看,而且一株只开一朵花,不过只开一天就凋谢。

生石花生成这个样子,当然是为了鱼目混珠,蒙骗动物,避免被吃掉。生石花喜欢与沙砾乱石为伴,要是离开了这种环境就很难活命。

8笑树

非洲东部卢旺达的首都基加利,有个芝密达兰哈德植物园,园里有一种会发出“哈!哈!”笑声的树。笑树是一种小乔木,能长到七八米高,树干深褐色,叶子椭圆形,每个枝杈间长有一个皮果,形状像铃铛。皮果内生有许多小滚珠似的皮蕊,能在果皮里滚动。皮果的壳上长了许多斑点般的小孔,每当微风吹来,皮蕊在里面滚动,就会发出“哈!哈!”的声响。

9百岁叶

在非洲西南部靠近海岸的狭长沙漠带中,远远望去,零零落落地生长着一些像大树桩一样的东西,它叫百岁叶。

百岁叶的长相十分古怪,像树桩的东西是它的茎,高不到30厘米,然而很粗,直径约有60厘米左右。百岁叶虽然只有两片叶子,但和它的生命共存亡,能生长100多年,所以叫它百岁叶。这是植物王国中最长寿的叶子了。

10纺锤树

纺锤树生长在南美洲的巴西高原上,远远望去很像一个个巨型的纺锤插在地里。纺锤树有30米高,两头尖细,中间膨大,最粗的地方直径可达5米,里面贮水约有2吨。雨季时,它吸收大量水分,贮存起来,到旱季时来供应自己的消耗。

纺锤树和旅人蕉一样,可以为荒漠上的旅行者提供水源。人们只要在树上挖个小孔,清新解渴的“饮料”便可源源不断地流出来,解决人们在茫茫沙海中缺水之急。

大千世界,无奇不有。世界上确实有许多神奇的植物,有些我们已经了解,有些我们仍未得知。

植物的特殊本领

植物对人类有着卓越的贡献。它为人类及动物提供氧气,并将太阳能转化为可供人类及动物生命活动所需的能量,植物是地球这个生态圈的食物链的主角。随着科学技术的发展,植物不仅能为人类提供各种生产的原料,而且科学家逐渐发现,植物在报警、探矿、天气预报等方面也都有着独特的才华。

植物可当见证人。近年来,植物学家通过现代科技,发现了植物的一个奇特现象:每当有凶杀案件发生在植物附近的时候,植物会产生一种反应,记录下行凶的全部过程,成为一个不为人们注意的现场“目击者”。美国植物学家、犯罪研究中心的巴科斯塔博士曾经做过这样一个试验:房间里,有秩序地进入6个人,其中一人将一株植物的茎折断了。然后,他把未被折断的那株接上电极,再唤那6个人鱼贯而入。当那位“毁其同胞的罪犯”进来时,植物的“感情波动”使曲线剧烈地跳动起来,仿佛在说:“就是他!”这位博士还多次进行了这样的试验:他在一盆仙人掌上安上特殊装置,组织几个人在附近“搏斗”。结果接在仙人掌上的电流会把仙人掌在整个实验过程中的反应记录,全部变成电波曲线图。这位博士还发现,植物这种特殊的“语言”都有一定的规则和内容,可以从一定的符号反映到记录纸上,这些符号就是通过电波曲线来判读“植物语言”,从而了解搏斗的全部过程。由此,美国科学家们预言:无需多少年,世界各国的间谍案和凶杀案的侦破,都需要植物充当“目击者”而出庭作证。由“植物语言”学家充当法官的翻译,译出植物记录下的凶杀过程,为判断死者是自杀或他杀提供重要线索,进而顺藤摸瓜,抓到真凶。

1983年5月25日,日本的岛山英雄向有关部门发出将有大地震的预报,结果,26日下午日本海中部即发生了77级大地震。实际岛山英雄这次地震预报依据的不是什么先进仪器,而是一种名叫芙蓉树(即合欢树)的植物。芙蓉树为什么能预测地震呢?原来凡是植物的体内都有微弱的电流存在,并在植物根部周围形成复杂的电流环。地震前,地球出现物理化学变化和电磁变化引起了芙蓉树电流环的变化,因而,芙蓉树便有明显的电位变化。岛山英雄数年的记录结果表明,芙蓉树遇到打雷、火山活动前,都会出现显著的电位变化。

印尼爪哇岛上的潘格兰格山上有一种报震花,能预报火山爆发。每当火山爆发的头一天,这种花便突然开放。岛上居民见到这种花开放时,就搬到安全地方去避难。

我国广西新城县龙顶村,有一棵150年的青枫树。晴天,树叶呈深绿色;久旱将要下雨前,树叶变成红色;雨后转晴,树叶又恢复原色。根据树叶的变化,人们便可预测天气是晴还是阴。所以青枫树素有气象树之称。

还有许多花草树木也能预报天气。安徽省和县大滕村,有一棵400多岁的朴树,它如果在谷雨前发芽,芽多叶茂,当年将雨多水大,易成涝灾;如果与其他朴树一样按时令发芽,树叶有疏有密,当年基本上风调雨顺;如果推迟发芽,叶子又尖又稀,当年将有旱情,发芽时间越迟,旱情越重。我国云南省的西双版纳有一种雷雨花,每当风雨将要来临之前,它便精神抖擞,含苞欲放。风雨降临,便迅速开放,而且任凭风吹雨打,依然亭亭玉立。

植物是大气监测的“新哨兵”。一棵树的叶子干枯了,一棵青草发黄了,一朵花儿枯萎而凋谢了……这表明什么呢?除了人为的伤害和风雨、干旱之外,就是大气污染的结果。科学研究表明:构成植物的细胞是个灵敏的“活仪表”,它能根据电位差或原生质的运动测定周围环境中有害物质含量,鉴别所有各种毒物的有害作用。比如,紫花苜蓿、大麦、棉花等对二氧化硫的污染就最为敏感,当它们受到低浓度的二氧化硫污染时,叶绿素受到破坏而变成淡黄色并留下斑点,而叶脉仍能保持绿色。当受到高浓度二氧化硫污染后,叶子便全部变色,叶脉间和叶脉都会变成灰白色。因此,发现苜蓿、大麦等的上述变化,便可断定出二氧化硫的污染程度。乙烯浓度接近百万分之一时,就会危害植物。一般危害能造成落叶、落果及发生偏向生长或幼枝弯曲等现象,并不出现枯死症状。树皮更是一种优良的生态系统监测仪,目前,一些国家用一些树种的皮来对空气中放射性核素散落物的污染情况进行定期监测。

植物还是探寻矿藏的“新助手”。许多植物具有吸收金属矿物的本领,对这些植物的根、茎、叶和花粉进行化验,便可获悉植物下的矿藏资料。

随着人类对植物的越来越了解,植物的新本领将随着科技的发展而开拓出来,为人类所用。

动植物分化

动物和植物差别很大,植物是固定生长,而动物是可以四处活动的;植物可利用阳光进行光合作用,制造养料,而动物不能制造养料,只能耗费养料;两者从细胞上分,植物细胞有壁,动物细胞没有壁;动物出现要比植物晚,因为动物是吃植物的,同时它呼出二氧化碳,吸入氧气,而没有植物,地球上就没有氧气,没有食物,动物也就不会出现。

地球上最早出现的原核生物是单细胞的细菌,以周围环境的有机质为养料,是异养生物。但原始海洋中由化学反应产生的有机质有限,当消费与生产达到平衡时,异养生物缺乏养料,就很难发展下去。于是,由于高度的变异潜能,原核生物演化出具有叶绿素的蓝藻,它能够进行光合作用,把无机物合成有机的养料,生物学把它称为自养生物。自养的蓝藻所合成的有机质,除供本身营养外,还能供应异养细菌;异养细菌除从蓝藻取得食物供应外,还把有机质分解为无机物,为蓝藻提供原料。因此在生态学中称蓝藻为合成者,细菌为分解者。自养蓝藻的出现使早期生物界具备了自养和异养、合成和分解两个环节,形成了个菌藻生态体系,也叫两极生态体系,解决了营养问题,突破环境限制,在原始海洋中获得了更广泛的发展。两极生态体系形成之后,经过了很长一段时间,随着真核细胞生物的出现,生物界开始了动、植物的分化。动物的出现形成了一个三极生态体系,所谓“三极”指的是:

(1)绿色植物进行光合作用制造养料,自养并供给其他生物,称为自然界的生产者。

(2)细菌和真菌以绿色植物合成的有机质为养料,同时通过其生活活动分解出大量二氧化碳及氮、硫、磷等元素,为绿色植物生产养料提供原料,称为自然界的分解者。

(3)动物以植物和其他动物为食,是自然界的消耗者。

由此可见,真核细胞生物的出现,是动、植物分开的开始。在这个时期,动、植物门类中所产生的都是一些最低等、最原始的生物,它们之间尽管大体能区分开,但彼此多少都有一些对方的特征。如强甲藻,虽已有细胞壁(这是植物的特征),但却仍有自主的运动器官——二根鞭毛,一条纵鞭毛、一条横鞭毛,可任意选择运动方向,被称为运动性的单细胞植物;眼虫,无细胞壁,能够自由活动,是一种单细胞的原生动物,可它的细胞质内却含有叶绿素,在阳光下和植物一样可进行光合作用,自己制造食物。它们都不太符合动、植物的定义。

其实,定义是根据大部分动、植物的特征制定出的,生物等级越高,其特征越明显;而低等原始生物,本身就结构简单、功能不全,为了生存,其方式自然是五花八门的,专家们不可能在定义中把所有的动、植物特征全部罗列出来。任何定义都是对某一范畴中的事物高度的概括,极少数范畴中的事物违反了定义规定也并不奇怪,只要它总体上符合定义就行了。

现在有的科学家正在研究“植物人”,这不是医院里所指的那种大脑已经死亡、身体瘫痪,仅心脏跳动且能呼吸的病人,而是研究如何让人类从异养性(由外界供给养料)变成植物那样,利用光合作用自己产生养料,自给自足。他们认为,地球上的资源总有耗尽的一天,到那时人的生活方式就要改变,与其等到那时才被迫改变,不如现在就研究如何改变。他们能成功吗?拭目以待吧。很有可能研究的主题没有实现,而在某些方面却取得了进展,即所谓:“有心栽花花不开,无心插柳柳成荫。”

动物大家族

一提到动物,我们立刻可以想到顽皮的猴子、可爱的大象、憨态可掬的熊猫、俏皮的卷毛狗、凶猛的狮子和老虎、令人毛骨悚然的蛇和鳄鱼以及各种美丽的飞鸟,等等。在动物大家庭中,大约有150多万个种类。面对这样多的动物,若没有一个统一的科学的标准将它们区分开,人类对动物的认识将陷于杂乱无章的境地,不但无法对动物进行调查和研究,而且更谈不上充分利用动物资源和防治有害动物了。动物是怎样分类的,又分成哪些类群呢?

各种不同的动物,甚至于同种动物的不同个体都有许多不同的形态,但同一类群的动物往往有许多相似之处。动物学家则根据这些动物之间相同、相异的程度,亲缘关系的远近,使用不同的等级特征,将动物逐级分成许多类群。“种”是最小的类群,也是分类的基本单位。

以动物形态上或解剖上的相似性和差异性为基础,以古生物学、比较胚胎学、比较解剖学上的许多结论为依据,基本反映了动物大家族中自然的类缘关系,因此被称为自然分类系统。在此分类系统中,由大而小的等级有:界、门、纲、目、科、属、种,任何一个已知的动物均毫无例外地归属于这几个等级之中。

目前,动物界一共分为20余门,其中主要的有以下几门:

(1)原生动物门。如草覆虫、变形虫。它们的身体十分微小,为单细胞动物,一般必须用显微镜才能看到,但它们的分布却很广泛。

(2)多孔动物门(海绵动物门)。如浴海绵、毛壶等。它们多数生活在海水中,成体附着在水中岩石、贝壳、水生植物或其他物体上,是最原始的、最低等的多细胞动物。

(3)腔肠动物门。如海蜇、珊瑚等。它们有辐射对称的体型,体壁有两个分化的胚层,有原始的消化腔、原始的神经系统及分化的组织,在动物进化过程中占有重要的位置。

(4)扁形动物门。如涡虫、血吸虫等。它们的身体不分体节,两侧对称,三胚层,无体腔,背腹扁平。以自由生活(涡虫)或寄生生活(血吸虫)为主。

(5)线形动物门。如蛔虫、钩虫和线虫等。这类动物在自然界中分布极广,靠寄生生活或自由生活与寄生生活兼有。身体结构显然比前面几门动物要高等,有三个胚层,出现了原体腔。

(6)环节动物门。如蚯蚓、沙蚕等。它们都具有两侧对称体型,三个胚层,身体分体节,具有真体腔等特征。

(7)软体动物门。如田螺、蜗牛、乌贼等。这些动物与其他类群最明显的区别是:身体柔软,不分节,由头、足及内脏三部分组成,身体外有硬壳或退化为内壳藏于外套膜下。

(8)节肢动物门。如虾、蜘蛛、昆虫等。节肢动物身体不仅分节,而且还分头、胸、腹三部分。在身体两侧还有分节的附肢(足),体外有外骨骼,常在生长发育过程中出现蜕皮现象。

(9)棘皮动物门。如海参、海星、海胆等。棘皮动物无头部、体部,成体呈辐射对称,而幼体则是两侧对称,这说明成体的辐射对称体型是适应围着或不大活动的生活方式次生形成的。

(10)脊索动物门。又分为头索动物亚门(文昌鱼),尾索动物亚门(海鞘),脊椎动物亚门(鱼、蛙、龟、鸟、兽等)。脊索动物门是最大最高等的一个门。这类动物形态结构较复杂,生活方式多样,差异很大。它们最主要的共性是身体背部都有支持身体的结构——脊索。脊椎动物亚门的动物在胚胎期有脊索,长大以后则被由脊椎骨组成的脊柱所取代。

动物的不同类群之间亲缘关系有远有近,我们根据动物亲缘关系的远近,把各门动物的关系排列成“系统树”,这就像动物界的“大家谱”,“树”下方的动物较为原始,“树”上方的动物较为高等。

随着现代化新设备、新技术、新观念的发展,尤其是电子计算机的应用,大大加速了分类学数据的处理,通过学科的渗透,分类学中又建立了新的标准。例如,根据某些蛋白质类型的不同来区别同种生物;根据决定生物特征的遗传物质DNA的差异来区分生物;根据免疫学标准及行为学标准等,来确定生物间相互关系,等等。

动物的亲缘关系就是动物的演化关系,由此可见, 动物是从简单到复杂, 从低级到高级, 经过漫长的时间变化发展而成的。通过比较解剖学、胚胎学的例证,生理、生化的例证都可以间接地证明这一点。但最直接的论证则是古生物学——化石的例证。人们根据埋藏在地层中的生物化石遗骸, 就可以把地球上出现生命以来动植物发展变化的历程基本查证清楚。

单枪匹马的单细胞动物

当生命进化到真核细胞以后,便有了动物和植物之分。最早的动物叫原生动物,是最低等的一类动物,它的个体是由一个细胞构成的。尽管如此,“麻雀虽小,却五脏俱全”,这是一个完整的生命活动体,拥有作为一个动物应具备的主要生活机能,如新陈代谢、刺激感应、运动和繁殖等,它的体内有了原始的分化,具有一定功能,形成了类器官。

原生动物身体微小,一般在250微米以下,需要在显微镜下才能看到。原生动物分布广泛,既有绝灭的,也有生活在现代的;既可以生活在水里、土里,也可以生活在动、植物身体里。根据运动“器官”的有无,原生动物一般可以划分为鞭毛虫纲、纤毛虫纲、孢子虫纲和肉足纲。让我们看看其中的几个代表性动物:

(1)眼虫。身体呈梭形,能分出前后,前端有一根鞭毛,靠其搅动能在水中游泳,它最明显的特征是有一个能感光的“眼点”,故名眼虫。它有两种生活方式:一种是寻找泥里的有机物为食;另一种是依靠自己体内的叶绿素,和植物一样可进行光合作用为自己制造食物。后一种生活方式表明了在某些环境下它是植物,这说明在原始最低等的动物中,动、植物之间的界线还并不明显。

(2)有孔虫。自我保护方面要比眼虫好,体内分泌黏液粘住沙粒,在体外形成一个硬壳。壳口伸出许多丝状的肉足,生物学上称为伪足,其形状是可以变化的,当触到一块食物,伪足就包围住送进“口”吃掉,伪足还能排出废物,使虫体移动。有孔虫通常有两种生殖方式,在发育过程中交替进行,即世代交替。

(3)纺锤虫。一种已经绝灭的动物,生活在大约100米深的热带或亚热带海底。它有钙质壳,壳体随着虫子的长大不断增多,并随着它的演化而不断增大,从发现的化石来看,最小的不足1毫米,而大者可达到20~30毫米。它最早出现在早石炭世晚期,早二迭世时极盛,不仅数量丰富且种类繁多,构造也变得复杂,但到了二叠纪末期就全部绝灭了。此类动物分布时间短,演化迅速,地理分布十分广泛,更因其体形小,在二叠纪地层划分上已成为十分重要的化石门类。

以上几种化石因体形微小,在化石界中称为微体化石。遥想那时的年代,它们从细菌“手”中接过了生命的“接力棒”,经过漫长岁月“传”给了多细胞动物后仍不愿离去,又“护送”到了古生代,有的种类还一直“护送”到现代,似乎是害怕进化夭折,实际上,它们一直是鱼虾的食物。单枪匹马,当时还能横闯天下,可现在却寸步难行了。

单细胞动物称之为原生动物,意思是指它们生来就具备各部分分化和必要的生活机能。生命进行到多细胞动物就称后生动物,指的是卵细胞要经过胚胎发育变形阶段才能出生的动物。

团结的多细胞动物

单细胞动物单枪匹马地闯天下,力量是单薄了一点,于是生命进化开始向多细胞类型发展。

最原始的多细胞动物是两胚层动物,它们身体是由两层细胞组成的,一是表皮细胞层,二是襟细胞层(它位于体壁内面),两层细胞之间填以胶状物质称中胶层。这类动物分为三个门,即海绵动物门、古杯动物门和腔肠动物门。

海绵动物从距今6亿年的寒武纪以前开始出现,并一直延续到现代,它的细胞虽分化为二层,但无器官和组织。海绵体壁多为入水孔,体腔是空的,上端开口为出水口,水从入孔流进体内,海绵动物吸收水中有机质后再将水由出口排出体外。海绵动物多为群体生活,彼此用胶质连接,生活在海底,专家称为底栖生活。海绵动物体有骨骼支撑,按其大小分别叫骨针和骨丝,只有骨针才能形成化石,有的地层中可以形成几公分厚的海绵骨针灰岩。但总的来说,海绵动物造岩的能力很弱,这与它体内不保存无机质(如硅、钙等元素)有关。

古杯动物是一种绝灭了的海底动物,形状如同酒杯,其生活方式和新陈代谢基本与海绵类相同,但它是个体动物,一般生活在蓝绿藻当中,最合适的生长环境是在水深20~30米的海底。它从早寒武世开始出现,到了中寒武世就绝灭了。因它对生活环境要求很严,不能在海水浑浊的地方生长,故不用它作为划分对比地层的标准化石。

腔肠动物尽管也是两胚层动物,但要比前两门动物高等,即开始有了神经细胞和原始肌肉细胞的分工,并具有消化腔,所以叫它腔肠动物。它的身体多为辐射对称,在消化腔口处有一圈或多圈触手。腔肠动物自寒武纪后期出现至现代,种类繁多,化石丰富,其现在动物代表有我们大家熟悉的海葵和水母。

从以上三门动物的特征上我们可以看出,尽管它们都是二胚层动物,但在进化上也有先进和落后之分,尤其是在胚胎发育中,海绵动物表现为小细胞内陷形成内层,大细胞留在外面形成外层细胞,这与其他多细胞动物胚胎发育恰好相反。以后出现的更高级的动物没有哪一类是由海绵动物门中分化出来的,说明这类动物在生物演化上是一个侧支,又称侧生动物。

海绵动物不可能再进化了,古杯门已绝灭,那么向后传递生命进化的接力棒就落在腔肠动物门中。它传递的速度很快,在奥陶纪时就传给了三胚层动物,从那时开始, 生命进化又进入了一个新的阶段。

三胚层动物的出现

动物在外壁和内壁细胞层之间又分化出一层细胞——中胚层,这就是三胚层动物。不要小看中胚层的产生,它在动物发展史上是一次巨大的飞跃。中胚层为动物机体各组织器官的形成、分化和完备,提供了必要的物质基础。它的肌肉组织强化了运动的机能,使动物与环境的接触复杂化,由此促进了感觉器官、神经系统发育,提高了动物对刺激的反应和寻食的效率。高效率的觅食又使动物增加了营养,新陈代谢旺盛,排泄机能随之加强,这样使动物形态结构产生了强烈分化。同时,中胚层不仅有再生的能力,而且能贮藏水分和营养物质,大大提高了动物对干旱和饥饿的适应力,为动物摆脱水中生活,进入陆地环境提供了必要的物质条件。

中胚层产生以后,动物的进化分成了两支:一支是原口动物,一支是后口动物。后口动物是进化的主线,从原始的后口动物中,发展出了神经系统获得充分发展的脊椎动物,最后又在脊椎动物中发展出了我们人类。原口动物是指细胞内陷形成体腔后留下的与外界相通的孔,这个孔以后就变成了动物的口;后口动物是在体腔形成的后期,在原口相反的一端,由内外胚层相互紧贴最后穿成一孔,成为幼虫的口,原口则变成幼虫的肛门。

原口动物虽不是动物进化的主干,但它也分出了不少的门类,而且它们的总数是最多的,以陆地动物为例,如大家熟悉的蟋蟀、蚯蚓、蜻蜓、蝉、蜘蛛,所有这些都是原口动物。

原口动物和后口动物尽管后来差别极大,但是直到现在仍然是有很多共同特征的:

(1)身体是分节的。蚯蚓和蚕就是典型的代表。动物身体分节增加了灵活性,扩大了生活领域,加强了对环境的适应性,此外,身体分节又为后来进化的异律分节打了基础(身体分成头、胸、腹三部分)。

(2)雏形的附肢。在出现体节的同时,腹部皮肤突起形成疣足,其上有硬毛,每节一对,是附肢出现的最初形式。它是动物强化运动的产物,而产生后又加强了爬行和游泳功能,为扩大动物的生活领域提供了条件。

(3)具有体腔。体腔是指消化道与体壁之间的腔,体腔中充满体腔液。体腔的出现使内脏器官处于一种相对稳定的环境中,并使它们具有运动的可能性(如肠子的蠕动、心脏的跳动等),因而大大加强了新陈代谢作用,是运动进化过程中的一大进步。体腔有原生体腔(段体腔)和真体腔(次生体腔)之分,中胚层与内胚层(消化道)外壁之间没有膜的称原生体腔,有膜的为次生体腔。低等的原口动物具有原生体腔或根本没有体腔,高等的动物具有次生体腔。

在原口动物和后口动物分化过程中,还出现一类中间动物,它们某些特征像原口动物,如具有次生体腔,生殖细胞是从体腔膜上产生的,但它们的体腔形成方式却与后口动物相同。这说明在动物分化初期,还没有显示出优劣势的情况下,万物竞争,走哪条进化道路任意选择。

高等的脊索动物

脊索动物是动物界最高等的一类,种类相当丰富。它包括低等的脊索动物如现代海洋中的文昌鱼、海鞘等,以及较高等的脊索动物如鱼、蛙、龟、鸟、牛、猿猴、人类等。

脊索动物最主要的共同特点是具有脊索。脊索是一条具有弹性而不分节的白色轴索,起源于内胚层,起支持身体的中轴作用。高等动物的脊索只在胚胎期存在,胚胎期后由周围结缔组织硬化而成的脊椎所代替。

脊索动物的脊索背侧有中枢神经系统,是中空的神经管,起源于外胚层,大多数脊索动物的神经管前部扩大成脑。在脊索的腹侧有消化道,它的前端两侧有左右成排的小孔与外界沟通,这些小孔称为鳃裂。水中生活的脊索动物终身保留鳃裂,陆地脊索动物仅在胚胎期具有鳃裂,后来发展成肺呼吸。

脊索动物门中的动物,根据其脊索、神经管鳃裂的特点以及形态特征,可分为4个亚门:半索动物亚门、尾索动物亚门、头索动物亚门和脊椎动物亚门。这四个亚门中仅有脊椎动物亚门是进化的主干,其余3个亚门是在向脊索进化途中生出的旁支。

(1)半索动物亚门又称口索动物。身体分为吻、领和躯干三个部分,在吻部有一段类似脊索的构造。单凭着这一小段“类脊索”便能判断它是由无脊索向有脊索转变的一种过渡型动物,这类动物全部是海生,现在还活着的动物代表有柱头虫,化石代表有笔石。

(2)尾索动物亚门的幼体呈蝌蚪状,尾部有脊索,但成年后尾巴消失,钻进沙土里底栖生活,属海生单体。这类亚门的动物比半索动物亚门在脊索的长度上进化了一些,推测它是由半索动物亚门的祖先分化出来的,可它的倒退比半索动物亚门还大,不会游泳,不能主动地觅食,只有斜插在沙滩中等食物自动送上门来。海边渔民和海滨游泳池出售的海鞘,就是尾索动物亚门的代表。

(3)头索动物亚门的身体似鱼,但无真正的头,终身都有一条纵贯全身的脊索,背侧有神经管,咽部具许多条鳃裂。比起半索动物亚门、尾索动物亚门来,头索动物亚门要算相当进步的了,它的代表动物是文昌鱼。说起文昌鱼来很有意思,它全身无骨,体长2~5厘米,生活在浅海地区,因最初是在我国海南省文昌县的沿海一带发现的,故称此名。文昌鱼数量最多的地方是在福建省沿海一带,渔民们经常捕食,其捕捉的方法也很特别,根据它遇惊而喜钻沙的特点,先趟水走几次,然后把沙子挖起堆成堆,再盛一桶海水,用瓢舀起一瓢沙,在桶中慢慢澄,沙落鱼出,多的时候,一瓢中能澄出半瓢鱼来。拿回家里用鸡蛋裹上下油锅一炸,其味鲜美无比,又无骨刺鲠喉,常是渔家用来招待客人的佳肴。可惜现在已不多见了,随着沿海工业的发展,近海污染严重,文昌鱼也已不见踪迹了。

(4)脊椎动物亚门,脊柱代替脊索成为支撑身体的中轴,神经系统发达,脑和感觉器官集中于前端,形成明显头部。脊椎动物亚门又分6个纲:圆口纲、鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲、哺乳纲。体形左右对称,一般分为头、躯干和尾三个部分。繁殖有三种类型:卵生、卵胎生、胎生。

半索动物亚门、尾索动物亚门和头索动物亚门,尽管都算脊索动物门,但都是低级的,连头都没有,故统统称为原索动物或称为无头类,它们是动物进化中的侧支,真正代表进化方向的还是脊椎动物亚门。

鸟类的祖先

鸟类是脊椎动物进化主干上的一个侧支,这个侧支从爬行动物时代就开始分化了,虽然距今已年代久远,但因它们的活动领域——天空,环境稳定,不易遭受地面动物的侵犯,相对比较安全,所以生存到了现代。

据古生物学家的研究,鸟类的祖先起源于爬行动物。在三叠纪时期,爬行动物刚刚兴盛,有一类爬行动物想靠自己的力量冲向天空,像昆虫一样主动飞翔,这就必须要长出一副翅膀来。可它们不像西方神话中描述的天使那样:四肢健全,再从后背生出一双翅膀来。而是有得必有失,以失去前肢来换取翅膀。在前肢变翼的过程中又分化出来两支:一支是皮质翼,一支是羽毛翼。皮质翼的代表动物是翼龙,而羽毛翼的代表动物便是始祖鸟——鸟类的祖先。

目前,全世界发现的始祖鸟化石仅有7个,个个都可以说得上是世间珍贵标本,它们都发现在德国巴伐利亚省石灰石矿山中。经过年代测定,它们是生活在距今14亿年前的侏罗纪晚期,和乌鸦一般大小,长着多节尾椎骨组成的长尾,嘴里有牙齿,翅膀的前端残留着爪,如果不是同时找到它的羽毛印痕,很可能把它鉴定为爬行动物。

为什么说始祖鸟是爬行动物和鸟类之间的中间环节呢?因为它保留爬行类的一些特征,除上述提到的以外,还有骨骼没有气窝;三根掌骨没有愈合成腕掌骨;胁骨细,无钩状突起,这些特征与鸟类比起来是非常落后和原始的。但它也有鸟类的一些特征,如有羽毛,就意味着它已是恒温(热血)动物了。恒温动物始终保持一个相对稳定的体温,这就加强了这类动物对环境适应的能力,为有效地征服空间提供了必要的基础。第三掌骨已与腕骨翕合,这是后来的鸟类掌骨都愈合成腕掌骨的开始。我们吃鸡的时候注意观察一下鸡翅膀,翅膀末端的那块小尖骨就是愈合的腕掌骨。始祖鸟代表着爬行类过渡到鸟类的一个中间环节,这种过渡型的动物身上分类界线是很模糊的,恩格斯曾提到过“用四肢行走的鸟”,指的就是始祖鸟,有的专家也戏称它为“美丽的爬行动物”。

由于仅有7个化石标本,使得专家们研究的材料非常少。为什么不多找一些呢?难!鸟类化石是所有化石类型中发现得最少的,归结起来有以下原因:鸟类是在空间活动的高等动物,死后落到陆地或水里,随时都有被其他动物吃掉的可能,如果没有被及时埋藏,也会腐烂掉,而这种几率极大;在中生代时期,陆地和水里有大量的爬行动物和鱼类,被称为爬行动物时代,刚分化出来的鸟类,无论从适应能力或从数量上讲都处于开始阶段,不占优势,随时都会遭受攻击,故化石从总量上讲也不可能很多。

不过也不是没有希望,至今发现的始祖鸟化石都还限于欧洲德国巴伐利亚省的侏罗纪地层中,其他各国还都未发现。20世纪80年代,我国在辽宁省境内发现了一件古鸟化石,经专家鉴定,它的生活时代要比始祖鸟晚,身体结构也比始祖鸟进化。

鸟类化石的陆续发现表明,只要不懈的努力,终有一日这些化石会重见天日、为鸟类的进化提供证据。

鱼类的祖先

最早的鱼类叫文昌鱼。文昌鱼是一种很原始的脊索动物,它被视为动物界的珍宝,早在6亿多年前的古生代就已出现。直到现在,它的身体依然没有发生多少变化,仍保持着原始古老的特征。

文昌鱼主要分布在我国厦门、青岛、烟台、台湾等地,体形像海鳗,呈纺锤形,成体体长42~47毫米,细长侧扁,两头尖尖,国外常称其为“双尖鱼”或“海矛”。活鱼体色稍带粉红色,全身半透明,可以看到一节节的肌肉组成,以及身体背部的神经索。文昌鱼没有明显的头部,更没有集中的嗅觉、视觉、听觉等感觉器官。文昌鱼的全身没有鳞片,没有偶鳍,没有骨质的骨骼,主要是脊索作为支持身体的结构,脊索像一条富于弹性的棒状物纵贯全身,这也是它归属脊索动物的依据。

文昌鱼常会栖息在江河汇合、透明度较高的浅海海底,平时很少游动,游泳时可保持每分钟60厘米的速度,连游50秒后会突然停下,沉入海底。它的摄食不是靠主动游泳去追捕食物,而是将身体埋入泥沙,只露出身体前端,依赖口部纤毛摆动形成的水流,将浮游植物和氧气带入口和咽部。它的消化系统比较简单,肠尚未分化,只是一条直筒。由于文昌鱼走上适应泥沙、少活动的进化道路, 故未能成为脊椎动物的直接祖先。

雌雄异体的文昌鱼,在体形上并无性别的差异,到了繁殖季节,双双成群地钻入泥沙中,生殖细胞成熟后排到海水中,完成受精过程。受精卵在第二日的上午即可发育成幼鱼,并能自由游动。幼鱼3个月后便可长成成体,1年后成体才能繁殖。

文昌鱼具有重要的研究价值,由其胚胎发育可知,它是以简单而典型的形式代表脊索动物的发育,是从无脊椎动物进化到脊椎动物的过渡种。文昌鱼还有较高的经济价值,它肉味近似虾米,鲜美可口,干制品含有70%的蛋白质和其他无机盐类,含碘较高,是名贵的水产品。

动物界的“活化石”在地球上已生存了数亿年,至今仍墨守着亿万年前的形态和生活方式。关于“活化石”准确的含义,有广义和狭义之分。狭义讲,“活化石”是指曾经繁盛于某一地质历史时期,种类多,分布广,形成重要化石的生物类别,现今仍残存于某个地区。广义讲,“活化石”也指发生于地质历史时期,而至今犹存的物种。如寒武纪时期就出现了,现在仍然广泛分布的舌形贝。

两栖动物

两栖动物是最原始的陆生脊椎动物,既有适应陆地生活的新性状,又有从鱼类祖先继承下来的适应水生生活的性状。多数两栖动物需要在水中产卵,发育过程中有变态反应,幼体(蝌蚪)接近于鱼类,而成体可以在陆地生活。但是有些两栖动物进行胎生或卵胎生,不需要产卵,有些从卵中孵化出来几乎就已经完成了变态,还有些终生保持幼体的形态。

现代的两栖动物种类并不少,超过4000种,分布也比较广泛,但其多样性远不如其他的陆生脊椎动物,只有3个目,其中只有无尾目种类繁多,分布广泛。每个目的成员也大体有着类似的生活方式,从食性上来说,除了一些无尾目的蝌蚪食植物性食物外,其他均食动物性食物。两栖动物虽然也能适应多种生活环境,但是其适应力远不如更高等的其他陆生脊椎动物,它既不能适应海洋的生活环境,也不能生活在极端干旱的环境中,在寒冷和酷热的季节则需要冬眠或者夏蜇。

两栖动物属体外受精,受精卵在水中发育成幼体,幼体用鳃呼吸,在发育过程中经过变态,成为成体后,在陆地上生活,用皮肤及肺呼吸。两栖类皮肤光滑无鳞,富于黏液腺,经常保持皮肤湿润,利于呼吸。眼球角膜呈凸形,适于陆生;耳朵结构略呈复杂机制,已有中耳,可感受声波,并可通过耳咽管平衡鼓膜内外压力;嗅觉尚不完善,但已具味觉感受器。两栖动物通过身体的保护色,或通过分泌毒液来防御敌人。

两栖动物是由水生到陆生的过渡类群,这一类群中包括大鲵、蝾螈等有尾两栖类和日常习见的青蛙、蟾蜍等无尾两栖类。现存的两栖动物,从机能结构上和个体发育上都可以反映出它们的过渡性质。

从机能结构上来看,两栖动物既保留着水栖祖先的许多特征,同时它们又获得了—系列陆栖脊椎动物的特点,承前启后,居于中间地位。从个体发育上来看,蛙类的幼体——蝌蚪,生活在水中,经过变态发育为成体后,则能上陆生活。从两栖类的个体发育也可以反映它在系统发生中所处的中间过渡地位。陆地上和水中的生活条件是极不相同的,水中的温度变动范围,一般不超过25℃~30℃,而陆地上的温度,则存在着剧烈的周期性变化。陆地上的湿度变化很大,对于陆栖动物来说,存在着体内水分蒸发的问题,面对生活在水中的鱼类来说,这个问题是不存在的。

两栖动物的祖先是肉鳍鱼类,但是到底是起源于哪类肉鳍鱼尚不明确。过去一般认为以泥盆纪的真掌鳍鱼为代表的总鳍鱼中的扇骨鱼类是两栖动物比较理想的祖先,但是新近的研究否认了这种说法,因此两栖动物的祖先到底是肉鳍鱼类中的扇骨鱼类、空棘鱼类或者肺鱼类尚待研究发现。

最早的两栖动物是出现于古生代泥盆纪晚期的鱼石螈和棘鱼石螈,它们拥有较多鱼类的特征,如保留有尾鳍,还不能很好的适应陆地的生活。鱼石螈和棘鱼石螈代表鱼类和两栖动物之间的过渡类型,但是新近的研究表明它们只是两栖动物早期进化的一个旁支,不是其他两栖动物的祖先类型,真正最原始的两栖动物尚待发现。进入石炭纪后,两栖动物迅速分化,并在古生代的最后两个纪石炭纪和二叠纪达到极盛,这个时代也因此称为两栖动物时代。

举报/反馈

发表评论 (已有0条评论)

还木有评论哦,快来抢沙发吧~