中华学生百科全书-第218部分

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寒的极地和高山、热带的丛林、荒芜的沙漠、较深的海洋，其生物调查还很
不全面。随着生物学的发展，逐年都有新种发现，每年植物能发现　5000　个新
种，动物能发现　10000　个新种及亚种。所以又有人认为，植、动物合计　180
万种的估计数字偏于保守，地球上现存的生物至少应有　400～500　万种。这么
丰富多彩的生物是怎样起源的呢？关于这个问题，历史上出现过各种错误的
解释，有主张一切生物来自神创的“神创论”；有认为生物是由某种“活力”
的激发而产生于死物的“活力论”或“自生论”；有提倡“一切生命来自生
命”，认为地球上的生命是宇宙空间其他天体飞来的“宇宙生命论”；还有
坚持生物只能由同类生物产生的“生源论”等等。可是随着辩证唯物主义宇
宙观的发展和自然科学的进步，实践和理论都已证明了这些观点的误谬，并
对它们进行了批判。
　　　　恩格斯曾经提出：“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”我们
已知道化学分无机化学和有机化学两种，生命是有机质，必然是通过有机化
学实现的。目前，探索生命起源的科学家们通过生物学、古生物学、古生物
化学、化学、物理学、地质学和天文学等方面的综合研究，证明了恩格斯这
一预见的正确性。大量研究成果说明，生命是由无机物经历了漫长时间而发
展产生的，自从生命在地球上出现了以后，又经历了几十亿年的时间，才由
生命逐渐发展成为生物界。生物界发展的历史是与地球发展的历史密切相
关、不可分割的。
　　　　宇宙大爆炸产生了宇宙后，银河系、太阳系、地球相继形成。当地球这
个星体稳定后渐渐冷却，地表开始划分出了岩石圈、水圈和大气圈。那时大
气圈中没有氧气，宇宙紫外线辐射是产生化学作用的主要能源，化学反应就
在这样的条件下不断地进行着。由于缺氧，合成的有机分子不会遭受氧化的
破坏，得以进化出具有生命现象的物质，最终产生了生命。生命的产生过程
可以概括为四个阶段：
　　　　（1）原始海洋中的氮、氢、氨、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氯化氢、
甲烷和水等无机物，在紫外线、电离辐射、高温、高压等一定条件影响和作
用下，形成了氨基酸、核苷酸及单糖等有机化合物。科学家们所做的模拟试
验也表明，无机物在合适条件下能够变成有机物。
　　　　（2）氨基酸、核苷酸等有机物在原始海洋中聚合成复杂的有机物，如甘
氨酸、蛋白质及核酸等，被称为“生物大分子”。
　　　　（3）许多生物大分子聚集、浓缩形成以蛋白质和核酸为基础的多分子体
系，它既能从周围环境中吸取营养，又能将废物排出体系之外，这就构成原
始的物质交换活动。
　　　　（4）在多分子体系的界膜内，蛋白质与核酸的长期作用，终于将物质交
换活动演变成新陈代谢作用并能够进行自身繁殖，这是生命起源中最复杂的
最有决定意义的阶段。技术改造构成的生命体，被称为“原生体”。
　　　　这种原生体的出现使地球上产生了生命，把地球的历史从化学进化阶段
推向了生物进化阶段，对于生物界来说更是开天辟地的第一件大事，没有这
件大事，就不可能有生物界。

　　　　但值得一提的是：有生命的原生体是一种非细胞的生命物质，有些类似
于现代的病毒，它出现以后，随着地球的发展而逐步复杂化和完善化，演变
成为具有较完备的生命特征的细胞，到此时才产生了原核单细胞生物。最早
的原核单细胞细菌化石发现是在距今　32　亿年前的地层中，那就是说非细胞生
命物质出现的时间，还要远远地早于　32　亿年以前。
　　　　单细胞的出现，使生物界的进化从微生物阶段发展到了细胞进化阶段，
这样，生物的演化过程又登上了一个新台阶，在此基础上演化就分成了两支，
分别朝着植物和动物方向发展。32　亿年以后，几百万种形态各异的、但均以
细胞为基础单位的生物就充满在地壳的海、陆、空领域之中了。

　　　　　　　　　　　动植物的分化
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　动物和植物差别很大，植物是固定生长，而动物是可四处活动的；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。但植物又是怎样出现的呢？
这要从　32　亿年前谈起。
　　　　地球上最早出现的原核生物——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；异养的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，在　17　亿年前，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：
　　　　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。
　　　　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。
　　　　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、植物分经的开始。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。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，虽无
细胞壁，能够自由活动，是一种单细胞的原生动物，可它细胞质内却含有叶
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。
　　　　俗话说：“分久必合，合久必分。”今后动物、植物会不会又合成一体
呢？从辩证法的观点上看是会的。目前在生物进化的道路上也出现了某些萌
芽：过去的动物，或是吃植物，或是吃动物，界线分明，而第四纪后出现了
一类杂食动物，它们既吃植物又吃动物，如大熊猫（竹源不足时也吃动物）、

野猪、熊、狗等。尤其是熊，在冬季冬眠中有时醒来，饿劲儿一上来就舔自
己的前掌“画饼充饥”，把一双过冬时肥厚的前掌舔得鲜血淋淋。熊掌，尤
其是前掌为何值钱，原因就在于此。植物中有一种花叫猪兜茏，花室很深，
像个小瓶子，内壁上长有倒毛，开花时散发的香气把小虫子吸引过来，虫子
嗅着香味爬进“瓶”底就再也爬不出来了，不久就被花“吃”掉。如果自然
环境稳定，人为不加干涉的话，过上几百万年，从这种植物或动物中分化出
新的种类来也是有可能的。
　　　　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。”

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　单枪匹马闯天下——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。仅管如此，
“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，各具一定功能，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。本门动物分布广泛，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，本门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：
　　　　眼虫　　身体呈梭形能分出前后来，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动物中，动、植物之间的界线还并不明
显。
　　　　有孔虫　　自我保护方面要比眼虫好，体内分泌粘液粘住沙粒，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。无性生殖是由成熟的裂殖体向外放出大量的配子母体，配子母体
成熟后又大量放出带鞭毛能游动的配子，两个配子形成合子就是有性生殖，
合子再发育长大成为新的裂殖体。
　　　　有孔虫在地史时期中出现过几次繁盛期，尤其在白垩纪时出现了特殊种
类（如能游的有孔虫），成为地质学家们划分对比白垩纪海相地层的重要依
据；白恶纪时有孔虫的数量也是极大的，甚至在白垩纪形成的岩石中都占有
很高的比率，专家们管这种有大量生物参与形成的岩石叫生物礁。
　　　　纺缍虫　　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，但到了二迭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，在二迭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，在化石界中被称为微体化石。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，它们是一直在作鱼虾的食物。
单枪匹马，当时还能横闯天下，可现在却寸步难行了。
　　　　单细胞的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，那指的是卵细胞要
经过胚胎发育变形阶段才能出生的动物。后生动物范围很广，它包括二胚层、
三胚层、原口动物、后口动物……在本书中，这些动物都将一一讲到。

　　　　　团结有力量——多细胞动物
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　单枪匹马地闯天下，力量是单薄了一点，生命进化自然就向多细胞类型
发展，而且从此以后都是多细胞动物。但在这个题目中我们只讲最简单的、
最原始的多细胞动物，高级的将在以后提到。
　　　　最原始的多细胞动物是两胚层动物，即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。下面简单介绍一下各门的特征及所属的化石代表。
　　　　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，也为入水孔，体腔是
空的，上端开口为出水口，水从入孔流进体内，海绵吸收水中有机质后再将
水由出口排出体外。海绵多为群体生活，彼此用胶质连接，生活在海底，专
家称为底栖生活。难怪从海里出来的海绵都是一块块的，用力一捏水都流了
出来，放进水里又吸满了水。过去在洗澡中，人们总用海绵块，现在已被淘
汰了。海绵体有骨骼支撑，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
陈代谢作用基本与海绵类相同，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　　尽管它也是两胚层动物，但要比前两门动物高等，即开始了
神经细胞和原始肌肉细胞的分工并具消化腔，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。本门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，有人喜欢吃的海蜇皮，就是水母，一种大型的腔肠动物。
　　　　本门的主要化石是珊瑚和层孔虫，珊瑚将专门列题讲述，这里先说说层
孔虫。
　　　　层孔虫是海底生活的群体动物，自寒武纪开始出现一直延续到白垩纪。
它体中有钙质骨骼，群体的骨骼相连结成不规则的团块状、层状等。大的群
体宽达　2　米、厚　1　米，小的直径不足　1　厘米。由于它有这样的不易分解腐烂
的硬骨骼，故被称为造礁动物。层孔虫礁石化石代表着一种繁荣的海底动物
生长环境，其化石丰富的地区，常能发现可供开采的石油。在我国广西、湖
南、贵州发现的油田过程中，层孔虫在与已知油区的地层对比中发挥了很大
的作用。
　　　　从以上三门的动物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。

　　　　　　　　　　　美丽的珊瑚
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　晶莹的海水覆盖着的海底，是令人神往的世界。耀眼夺目的珊瑚，繁花
似锦，五彩缤纷，有的像披上露珠的树枝，有的像凌霜盛开的菊花……袅娜
多姿，争芳斗艳。这些迷人的景色，多少年来赢得了人们的惊叹和赞美。人
们喜爱珊瑚，尤其是红珊瑚，将它列入珍宝之中。清朝官员官服上的朝珠和
官帽上的顶戴，就是用红珊瑚雕琢而成的。然而，珊瑚所蕴藏的科学启示，
一直到最近几十年才被人们所领会。
　　　　现代的珊瑚虫，生活在热带的海洋里，过独生或群体固着的生活。单体
的珊瑚（如常见的海葵），圆柱体状，一端固着于他物，另一端环绕中央的
口孔，长有很多触手。珊瑚体的外层细胞能分泌出石灰质（碳酸钙）骨骼，
分泌的快慢又与太阳光强弱有关，白天分泌得多，夜晚分泌得少，甚至不分
泌。季节的变化也影响着这种分泌的速度。这样，生活着的珊瑚虫，在那昼
夜交替、四季循环的漫长历史中，在自己的体壁上留下了一道道粗细不同的
生长环纹。有人研究过：从一个最粗的（或最细的）环纹到相邻的另一个最
粗的（或最细的）环纹之间，即相当于植物的一个年轮，有　365　条环纹，这
个数目正好和一年的天数相等。
　　　　地史上泥盆纪时期是珊瑚繁衍的旺盛时期，专家们发现，该地质年代中
的某些珊瑚化石表面上也满布环状细纹，粗细递增递减，交替出现，只是相
邻两个最粗（或最细）的环纹之间的环纹数，不是　365　条，而是　400　条左右。
珊瑚化石外表的这些特有环纹，就像是一种特殊的文字，告诉我们当时一年
有　400　来天。我们知道，如果地球绕太阳运动的轨道不变，它公转一周的时
间就不大可能有变化，利用数学公式求出了泥盆纪时一天不到　22　小时。更有
趣的是，在泥盆纪以后的石炭纪，也找到过类似的珊瑚化石，每一年轮上的
生长纹是　385～390　条。根据这样的一些事实，有人推测地球的自转速度越来
越慢，从最原始的状态时的每天　4　小时减慢到现代的　24　个小时。
　　　　所有的珊瑚都属于腔肠动物门珊瑚纲，它包括现代的海葵、石珊瑚、红
珊瑚和已绝灭的四射珊瑚、横板珊瑚等，全部是海生（即在海水中长大）。
　　　　在珊瑚化石中四射珊瑚是重要的化石，由于它在地球上存在的时间短，
内部结构变化很快并有阶段性，因此古生物学家利用它来作为古生代地层中
的标准化石。四射珊瑚从产生到灭绝，骨骼发育很有规律，专家们主要是从
它的内骨骼演化上划分时代。珊瑚虫分泌钙质除了形成外壁，还要形成内壁，
内壁自下而上，从边缘往中心生长，专家们称它为隔壁，意思是它把体腔隔
开了。早期的珊瑚壁单一仅一种，称为单带型，生活的时代为奥陶纪和志留
纪；以后在隔壁之间又长出骨钙叫鳞板，这时的珊瑚化石就称双带型，出现
在志留纪和泥盆纪；到了石炭纪和二迭纪时，内骨骼在体腔的中心部分彼此
连接、膨大形成了一根从下到上的柱子（学名叫中轴或中柱），这时它就变
成了三带型。四射珊瑚对于专家们来说，在确定古生代各个纪的时间上起着
重要的作用，研究它的专著也非常的多。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　向前迈进一大步——三胚层动物
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　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。
来源于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“牵一发而动全身”，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。原口是
指细