人与自然 系列丛书-第4章
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人们终会解开这个千古之谜的。
现在，我们已经知道，宇宙中的一切物质都是由原子组成的，再由原子组合成分子，不同分子的排列组合，形成了各式各样不同的物质。宇宙的历史，也是原子连结后，形成复杂结合物的历史。而生命物质——有机物，才是宇宙中这种结合构造出的最复杂的东西，它的复杂性，远非无机物可比拟。
有机物是由蛋白质和核酸构成的，蛋白质又是由较为简单的分子氨基酸组成的。核酸中的脱氧核糖核酸（DNA），它保存有生命代代相传的密码。靠着它，下一代生物才能造就出同上一代一样的“外貌”和“秉赋”。这些生命必备的有机物是怎样在地球表面产生的呢？
诺贝尔化学奖获得者哈罗德·尤瑞提出这样一种看法：地球原始的大气层，大部分是由氢和氮的化合物——如甲烷、氨（NH3）和水蒸气组成，这些化合物里的化学元素，即氢、碳、氮、氧，是形成氨基酸和蛋白质分子的基本成分。这些简单的氧化合物分子，受到太阳紫外线的辐射，以及地球大气层中雷电的影响，可以结合成较为复杂的氨基酸分子。他的这个观点已被他的研究生斯坦利·米勒，在实验室中通过实验证明了。其他科学家也通过实验，在甲烷、氨气、水蒸气等混合物中造出了糖类和碱基。而那种在大气层中不断形成的氨基酸，随雨水降到地面，进入海洋。在海水里形成浓度较高的溶液，溶液中的氨基酸结合形成蛋白质，而糖类和碱基分别组成了各种核酸，在某个时刻，核酸与蛋白质结合，形成了活的有机体，有了独特的繁殖再生能力。最原始的单细胞生物体就这样进化出来了。
前苏联科学家奥巴林，在1924年发表了著名的《生命的起源》一书。书中，他在生物化学、地球化学和宇宙学的大量材料基础上，提出了生命起源的原生物进化假说，即“异养假说”，系统地论述了生命起源的化学进化过程。
据推测，在38亿年前，地球上已有了古老的菌类，这些菌类都能在高温、高压、黑暗无光的条件下存活，它们以海水中溶解的有机物为养料。另有一些有机体，则完全靠无机物而生长，这就是所谓的吃矿物的有机体，如现在仍存在的“硫、铁细菌”。
当时地球上还没有氧气，最初的生物也都是厌氧型生物，在它们的进化过程中，引发了一个重大事件——因突然的变异而出现了会放氧的生物——光合生物，也就是原始植物，它们是利用太阳能的新类型生物，具有了一种非常有用的物质叶绿素，靠它利用太阳能分解空气中的二氧化碳，再利用取得的碳建造有机物质，满足身体生长的需要。这种新型生物摄取营养的方式，与厌氧型生物相比，它的效率提高了约20倍，能使自身大量繁殖。它们吸收空气中的二氧化碳后放出的氧气，大大地改变了地球的面貌。这种能放氧的生物早在35亿年前，就已出现在地球上了。科学家们于澳大利亚西海岸发现了这种在地球上最古老的生命化石。现在，海底深处还能找到这类生物，它就是蓝绿藻。
由于太阳光中的紫外线，对有机物和生物体有极大的破坏作用，所以，最初的生物，都存活于可吸收紫外线的深海之中。而后，在大约20亿年前，随着放氧生物的出现，大气中氧气渐渐增多，在大气上层形成了可阻挡紫外线的臭氧层，使得生物由深海进入了浅海，并为生物的登陆，创造了条件。
生物以浅海为舞台，发展得更为多样了。这时，已出现了海生软体动物，而藻类也充斥了海洋。在大约6亿年前的寒武纪时代，统治海洋的是三叶虫和其他一些原始节肢动物，还有一些如海绵、蠕虫一类的早期软体动物。而后，包括海星、珊瑚在内的海生无脊椎动物与一些原始鱼也开始在海中生活了。
在大约4亿年前，由于地壳变动，引起地面上升，海洋退落，随着海底部分露出海面，浅海生物也迫不得已地登陆了。由于初出海水，对陆地生活不适应，这些生物仍生活在海边，不能完全离开水。初期的陆上植物是仅限于水边等潮湿环境里才能生存的羊齿类植物；而初上陆地的动物则多有两栖性，如蛙类，被称为两栖动物。慢慢的，生物适应了陆地生活，由水边向内陆挺进了。这时，植物已由低级的藻类、蕨类，进化成为常绿植物，进而进化为水杉、银杏等裸子植物。陆地上，也已是爬行类动物的天下了，并出现了近代昆虫；海星、鱼类也在极旺盛地繁殖了。在距今1。8亿年前，有了恐龙等巨型动物以及初级哺乳类动物，也进化出了最初的鸟类。恐龙在生存了大约1。5亿年之后，终于灭绝了。而哺乳类动物则大量繁殖，同时，出现了许多近代树木，被子植物在陆地上蔓延开来。再往后，哺乳动物开始统治地球，并且进化得更加完美，更加高级，终于在大约200万年前，灵长类中的一支——古猿，经过几十万年的发展演变，进化为具有高度智慧，会思想的生物——人类。人类是宇宙和地球，集几十亿年的功力造就出来的“天之骄子”，是宇宙最伟大的创造。
生物的进化是非常缓慢的，由最初的生物体进化到现代人类，历经了数十亿年。如果我们把地球形成至今的整个历史当作一年12个月来比喻，地球形成的日期算作1月1日，则地壳约形成于2月份，最早的生物体大约出现于4月份，恐龙类生物的全盛时期就到了12月中旬，从类人猿进化成人类，只有两小时的历史——发生在12月31日晚上十点钟左右。从古人到现代人类，在这一比喻中，目前才生存了5分钟。
生命改变了地球
可以说，生命是地球这颗有着各种幸运条件的、不平凡的行星创造出来的奇迹。然而，生命的出现，对于地球来说，也是一种幸运，由于生命出现带来的地球形貌上的变化是相当大的，它的影响也是相当深远的，地球环境创造了生命，生命也反过来改造了地球。
生命改造地球，最显著的一点，就是放出了氧气、减少了二氧化碳，改变了地球上的大气结构。根据最近的宇宙探测，在地球的近邻——金星、火星的大气中，没有哪一个的氧气含量能与地球相比。金星的大气，几乎完全是由二氧化碳组成的，而且很厚，气压很高，使得金星表面温度高达500℃。
地球的大气中，不仅有氧气，而且含量还不少呢，占了大气总量的21％。而二氧化碳呢？含量只有0。03％。地球大气既维持了有机物的生产，又保持了地表一定的温度。这一切，都要归功于生物的活动。其实，地球原始大气的成份也与金星、火星差不多，根本没有氧气，而是氢、氮、二氧化碳占优势。
正是由于放氧型生物的出现，开始吸收二氧化碳，放出氧气，经过漫长的时期，才将大气层变得适合生物生存。同时，由于氧气在大气中的增多，大气层上部出现了可防止紫外线大量射入的臭氧层，使得生物不会被紫外线伤害，逐渐由海里登上了陆地，臭氧层现在仍在保护着地球上的芸芸众生。可以说是地球为生物进化创造了条件，生物也为自己的进化创造了条件。生物的进化是地球环境与生命体相互作用的结果。
另外，地球上拥有其他任何星球都不具备的板块构造运动，也是和生命活动分不开的。构造运动是与岩石圈的厚度相关的，体积小的水星、火星由于早期冷却过快，形成了过厚的岩石圈，成不了板块构造。但与地球体积差不多大的金星，没有板块构造，则是由于没有石灰岩的缘故了。石灰岩是二氧化碳与水溶合的结果，它的形成，除了海水与酸性岩石起作用外，生命体搬运二氧化碳的“功劳”，也是不能抹杀的。而岩石风化为肥沃的土壤，除了物理、化学作用外，生物的参与也是不能忽视的。所以说，生物也是塑造地球外貌的“工程师”之一。
生物对地球环境的另一个重大影响，就是使地表的太阳能能够被捕获、转移和储存了。地球上一切物质活动所需的能量，主要来自太阳，太阳能大量地辐射到地表上，只有一少部分立刻参与物质活动，比如使水蒸发成水蒸气，推动大气运动等等，其他的则白白地散失了。生命的出现，改变了这种状况，生物利用太阳能进行光合作用，将二氧化碳转换成生物体生长所需的有机碳，也就是将太阳能转化成了生物化学能，而这种生物化学能除了供生物体活动外，剩余的都在生物体死后，进入了岩石圈中，并通过地壳变动，储存于深深的地表下，如煤和石油中的能量，就是生物体几亿年前储存下来的。
可以说，地球现在的这种形态、面貌和环境，是地球与生命一起塑造的。
地球与生命在46亿年中一直进行着共同作业，这种作业也正是生命之星——地球进化的动力之一。
地球形状变化之谜
人类正确地认识所居住的这个星球的形状，经历了漫长的时间，也付出了巨大的代价。远古时代，人们用“天圆地方”来解释我们周围世界。随着生产力和科学技术的不断发展，人类逐渐认识地球的基本形状。通过海上航行，对月蚀和日蚀的研究，以至人类第一次环球航行探险的成功，人们最后证实了地球是个球体。可是，只是到了科学技术高度发展的今天，由于人类地球卫星的发射成功，使人类有可能从几十万公里的宇宙空间观测地球，于是人类对地球的形状才有了精确的概念。
现在已经明白，地球是一个两极稍扁，赤道略鼓的球体。因此，它并非人们一般所认识的那样具有正圆形状的球体。事实上，从地心到两极的半径比地心到赤道的半径短一些，所以地球是个扁球体。1971年，国际大地测量和地球物理协会决定采用以下数据：赤道半径（长半径）为6378。160公里；极半径（短半径）为6356。775�
