原始汤和进化论

传统科学家认为，地球最初的生命起源于原始汤，在经过优胜劣汰、物竞天择的自然法则后，衍化出如今的万物。

科学家们认为，生命是蛋白质的存在形式，离开蛋白质的生命现象是不可思议的。蛋白质的存在和生命的发生需要一定的条件，不具备这些条件就不可能有生命。那么，生命的产生必须具备哪些条件呢？

以地球现今生物生存所需的条件来看，生命产生的条件极其苛刻。这不仅要求有恰好距离、质量的母恒星，还要求行星本身拥有适中的化学元素、水、温度、大气等等。

智慧生物的诞生要求恒星必须至少能在约50亿年时间内稳定地发出光和热。恒星的寿命与质量大小密切相关。大质量恒星的热核反应只能维持几百万年，这对于生命进化来说是远远不够的。太阳质量的恒星恰恰是合适的候选者。第二个关键点是行星到母恒星的距离必须恰到好处。太阳系有八大行星，但明确处在能有条件形成生物的所谓生态圈内的只有地球。金星和火星位于生态圈边缘，直至目前的探测活动表明，在它们的表面都没有生物存在。

对一颗行星来说，能具有生命存在所必须满足的全部条件实在是十分罕见的。以下是行星产生生命所需的四个条件：其一，必备的化学元素。对现代生物有机体的研究表明，其主要物质组成是碳、氢、氧、氮、磷等元素，这些元素是生命发生的必要物质条件。其二，液态溶液。以地球为例。这颗蓝色的星球布满了水，被称为水球。而地球本土上的生命是在水中产生，并在9/10的时间里全部生活在水中，后来虽有部分生物登上陆地，但都离不开水。其三，适当的温度。对生物体来说，温度不能太高也不能太低。温度太高，有机分子必然运动过剧，甚至瓦解；温度过低，生命过程进化缓慢，甚至停止，生命物质又难以适应变化的环境。如果生命产生在水中，水的温度一般在0℃—100℃之间，这样，生命体的适应性就基本有了保障。其四，一定数量和质量的大气。生物体只有与周围环境进行物质交换才能生存，在这一过程中，一定数量的大气是必不可少的条件，生命不可能发生在没有大气的天体上。天体要在其周围留住大气，就必须有足够大的重力，也就是说，天体必须具备相当大的质量。质量太少，重力太小，引力就小，天体周围的大气就要脱离这个天体而逃到其他天体上。没有大气的天体，它的表面也不可能有液态的水或其他溶剂，没有液态溶剂，生命将无从产生。

太阳系中的地球便是至今所知的独一无二的幸运儿。生命诞生的进程慢慢拉开了序幕。

生命产生前在分子水平上的进化（Prebiological Evolution）被称为化学进化。这门学科试图解答物质是如何产生的问题。即怎样由简单、无机的小分子进化到复杂、有机的大分子，进而产生生命体。

生命来自非生命，这是现代科学家所认为的。据大爆炸理论来推断，在宇宙必定有至少100亿岁的时候，生命在我们这个行星上悄然出现。生命出现的前提条件之一，是围绕太阳的原初行星的气体在45.6亿年前开始固化。在此之后不久，地球上的生命开始了缓慢的进化过程。

一如科学家所设想的，在地球的原始汤中，生命进化所需的化学成分，在生命进化产生之前随机组合着。组成已知宇宙98%的六种化学元素——氢、氦、碳、氮、氧、氖，以及合成第一批自养细胞所必需的更复杂的分子在宇宙中合成起来，甚至连氨基酸和核酸也已经在宇宙中创生，在陨石中可以找到它们的印迹。因此，我们也可以做出这样的推断：在其他行星上生命很可能也以某种形式发展起来了。要知道，在我们的银河系中有数百亿个行星，而宇宙中有数百亿个银河系。

地球的热环境和化学环境非常适合于作为生命基础的复杂分子的合成。例如糖、氨基酸、嘌呤、嘧啶这样的单体和由这些单位，如蛋白质、核酸和其他大分子构成的线性复合体便合成起来。在某个时候，原核细胞诞生了。它们以更高生命形式的先导身份出现，并成了这一星球上正在出现的生物圈中的主要要素。

生物进化论者认为，除病毒和细菌外，今天分布在地球上的生物物种都是从早期的原核细胞演化而来的，整个物种家族在标志成功的进化时代的突创中出现。

生物的进化是一种极为缓慢的过程，所经历的时间之长完全可以同太阳的演化过程相比。太阳系形成后大约经过50亿年之久地球上才有人类。现在设想，把每50亿年按简单比例压缩成1年。用这样的标度，1星期相当于现实生活的1亿年，1秒钟相当于160年。从宇宙大爆炸起到太阳系诞生，已经过去了大约2年时间。地球是在第3年的1月份中形成的。3、4月份出现了蓝／绿藻类这种古老单细胞生物。嗣后，生命在缓慢而不停顿地进化。9月份地球上出现了第一批有细胞核的大细胞，10月下旬可能已有了多细胞生物。到11月底，植物和动物接管了大部分陆地，地球变得活跃起来。12月18日恐龙出现了，这些不可一世的庞然大物仅仅在地球上称霸了一个星期。除夕晚上11时，北京人问世了，子夜前10分钟，尼安特人出现在除夕的晚会上。现代人只是在新年到来前的5分钟才得以露面，而人类有文字记载的历史则开始于子夜前的30秒钟。近代生活中的重大事件在旧年的最后数秒钟内一个接一个加快出现，子夜来临前的最后一秒钟内，地球上的人口便增加了两倍。

有一点值得我们注意：地球诞生后大部分时间一直在抚育着生命，但只有很短一部分时间，生命才具有高级生物的形式。

1837年7月，达尔文坐在小屋里，画下一幅纤细的树形结构图，以此来阐述物种的进化方式。这是达尔文首次提出“树状生命进化论”。

22年后，这一理论公之于众，在此基础上，LUCA（Last Universal Common Ancestor，缩写为LUCA）概念形成。LUCA，即“第一个基本的共同祖先”。由LUCA衍生出的一个躯干，经过一次次分裂，生长成一棵枝叶繁茂的大树，每个分支都相当于一个物种。这个树形图表可以简明地表示生物的进化历程和亲缘关系。

具体来说，进化树以所有现存生物的共同祖先为基础，伸展出树干，然后从树干不断地分支，最后便形成典型的大树结构。一如我们所知，树上的每一个分支都代表着一个单独的物种，而分支点则表示该物种在进化上一分为二。如果树枝不幸终结于某个死角，就表明该物种已经灭绝；成功到达树枝顶端的则代表现存的物种。这颗独特的进化树试图向人们展现曾经存在于地球上的每一物种之间千丝万缕的复杂关系，并追溯生命是如何从最初的形态走到了今天。可以这么说，进化树在达尔文理论中的重要性丝毫不亚于自然选择，它使进化论在科学界大获全胜。

达尔文进化树的手稿

现代生物进化树

地球上的生命，从最原始的无细胞结构生物进化为有细胞结构的原核生物，又从原核生物进化为真核单细胞生物，然后按照3个不同的营养路线发展，出现了真菌界（Fungi Kingdom）、植物界（Plant Kingdom）和动物界（Animal Kingdom）三大类生物世界。其一是沿着具有光合作用的自养路线发展成为植物界；其二是沿着吞食现成营养的路线发展成为动物界；其三则沿着吸收营养的异养路线发展为真菌界。真菌界由从没有鞭毛进化到壶菌门、接合菌门、子囊菌门、担子菌门；植物界：单细胞藻类→多细胞藻类→苔藓植物→蕨类植物→裸子植物→被子植物。动物界从原始鞭毛虫到多细胞动物，从原始多细胞动物到出现脊索动物，进而演化出高等脊索动物——脊椎动物。脊椎动物中的鱼类又演化到两栖类再到爬行类，从中分化出哺乳类和鸟类，哺乳类中的一支进一步发展为高等智慧生物，这就是人。

生物界的历史发展表明，生物的进化遵循从单细胞到多细胞、从水生到陆生、从简单到复杂、从低等到高等的过程，从中呈现出一种进步性发展的趋势。

达尔文，英国博物学家，进化论的奠基人。他在动植物和地质方面进行了大量的观察和采集，经过综合探讨，形成了生物进化的概念。1859年，达尔文出版了震动当时学术界的《物种起源》一书，“物竞天择，适者生存”这一概念开始广为人知。

达尔文进化论的核心，是关于人工选择和自然选择的学说。他首先形成了人工选择的学说，而后在此基础上又建立了自然选择的学说。

在总结育种实践的经验和自己的科学实验中，达尔文逐步形成了人工选择学说。在研究家畜和作物品种起源时，达尔文首先发现每一种家畜和作物都有许多品种。他认为，不论品种有多少、差异有多大，这些品种其实都来源于一个或少数几个野生品种。以家鸽为例。家鸽的品种有很多——达尔文当时搜集的鸽子有150个品种，但它们都起源于野生的岩鸽这一种。

而这些家养生物的各种品种，达尔文认为是人类通过有意识的选择而创造出来的。他分析，新品种的形成包括3个因素：变异、遗传与选择。变异起着提供材料的作用，因为没有变异就没有选择的原材料；选择保留了对人有利的变异，淘汰了对人不利的变异，没有选择，就没有变异的定向发展；遗传巩固了变异，没有遗传，就没有变异的积累。

进一步的研究使达尔文确信：各物种的起源也是由于在自然界存在着同人工选择相似的选择过程。这就是自然选择学说。在人工选择的学说的引导下，达尔文根据以下三个观察到的事实和由此而得出的两个推论，建立了自然选择学说。

达尔文观测到这三个事实：第一，每一生物都有很高的繁殖率，如果自然界没有限制生物繁殖的因素，那么各种物种都有按几何级数迅速繁殖后代的趋势；第二，一般说来，自然界各种生物的数量在一定时期内都保持相对稳定。尽管生物的繁殖潜力巨大，但实际上，动物的卵子或植物的种子不一定都能发育，幼体不一定都能成活，它们中的很大一部分被淘汰了；第三，生物普遍地存在着变异。亲代与子代并不完全相同，同一亲代所生的子代也总有差异。事实上，没有两个个体是完全相同的。

从观察到的3个事实中，达尔文得出了两个推论：第一，自然界物种的巨大繁殖潜力未能实现，是因为生存斗争（Struggle for Existence）的存在。一方面生物具有高度繁殖力，另一方面生存条件不允许生物所产生的后代都能生存下来，因而生物必然总是为生存而斗争，或者与无机环境作斗争，或者与不同种生物斗争，即种间斗争，或者与同种的其他个体作斗争，即种内斗争；第二，在生存斗争中，具有有利变异的个体得到最好的机会保存自己和生育后代，那些具有不利变异的个体在生存斗争中便会遭到淘汰。达尔文把生存斗争所引起的这个过程称为自然选择（Natural Selection），或适者生存。通过长期的、一代一代的自然选择，物种的变异被定向地积累下来，逐渐形成了新的物种，推动着生物的进化。

以上就是达尔文进化理论的基本要点。

达尔文的进化理论，从生物与环境相互作用的观点出发，认为生物的变异、遗传和自然选择作用能导致生物的适应性改变。《物种起源》一书用大量资料证明了形形色色的生物都不是上帝创造的，而是在遗传、变异、生存斗争中和自然选择中，由简单到复杂，由低等到高等，不断发展变化的，从而摧毁了各种唯心的神造论和物种不变论。他所提出的天择与性择，在目前的生命科学中是一致通用的理论，在学术界产生了深远的影响。