生命進程中的十宗「最」

@前十網 2015-10-29 5:58 來源：前十網

在這個星球上，為了實現生命那令人驚嘆的多樣性，大自然必須克服億萬年來生命進化過程中的種種阻礙，而人類則需要適應新環境、採用新方法來探索新型可利用資源。自從人類利用古生物學和地質學，第一次回顧原始自然界開始，我們發現了一些地球生命發展過程中的轉折點。下面前十君就帶各位看官例數生命進程中的十宗「最」。

10.最早的人類——奧莫遺骸（Omo Remains）

當然，人類的起源可以追溯到很久很久以前。但是，你知道誰是最早的現代人嗎，如同你我的現代人？或許奧莫人一代（Omo I）和奧莫人二代（Omo II）就是我們想要的答案。1967年左右，衣索比亞發現的兩塊頭骨化石，最近經證實距今已有19.5萬年，是迄今為止發現的最早能被解剖的現代人類。（其實，關於奧莫人二代有一些爭議，但是奧莫人一代則完全被認為是現代人。）事實上，現在科學家們認為智人進化期約為20萬年前，這樣，奧莫人就有可能是曾在地球上行走的第一批真正的人類。

那麼這兩個頭骨表明了什麼呢？除了證實人類在非洲的出現，也使得人類的進化過程更加神秘。能夠證明文化特質的物品——如樂器、針和首飾等——只可追溯到5萬年以前。雖然原石工具可以追溯到更早時期，但是像魚叉這樣複雜的工具出現時間則少於5萬年。因此，如果整個現代人類曾在20萬年前的土地上生活過，那為什麼15萬年的時間，人類的文化沒有進一步發展呢？

9.最早的鳥——原生鳥（Protoavis）

我們現在知道鳥由恐龍進化而來，因為其實許多恐龍身上長滿了羽毛。因此，「哪一種是世界上最早的鳥類」似乎可以理解為「我們什麼時候開始不把恐龍稱之為恐龍，而稱為鳥呢？」在很長一段時間裡，古生物學家將始祖鳥(Archaeopteryx,見上圖)和孔子鳥（Confuciusornis）區分開來，孔子鳥是一種身上滿是毛、能夠飛、也能爬樹和奔跑的動物。我們也知道孔子鳥擁有真正的喙，這也助它成為世界上最早的真正的鳥。

但是，還有一種更古老的原始鳥可得此頭銜。我們知道，原生鳥生活在約2.2億年前，比它的「競爭對手」早出現至少8000萬年。古生物學家桑卡斯·查特吉（Sankar Chatterjee）在德克薩斯州發現了原生鳥的化石，他認為它比始祖鳥更接近現代鳥類。如果是真的，原生鳥就是已知的最古老的鳥類，它很有可能會重寫整個我們所熟知的鳥類進化史。現在，大家一致認為鳥是由虛骨龍（coelurosaurian dinosaurs）進化而成。但原生鳥似乎和最初的虛骨龍生活在同時期，因此這樣的情況不可能發生。如果原生鳥是一隻鳥，那麼鳥類肯定來自於其他某個地方。

現在還不需要重寫教科書，因為將原生鳥作為一隻鳥來認知的說法，目前爭議不斷。在查特吉發現化石時，化石並非完好無損，因此許多古生物學家認為發現的化石實際上是一種或多種物種骨頭碎片的混合物，這件事讓查特吉急於想要拼湊一個合理的骨架。有的人指出他們沒有理由相信原生鳥是現代鳥類的祖先。相反，他們認為趨同進化（審校註：趨同進化指不同的生物，甚至在進化上相距甚遠的生物，如果生活在條件相同的環境中，在同樣選擇壓的作用下，有可能產生功能相同或十分相似的形態結構，以適應相同的條件。）才是導致兩種不相關的物種長相相似的原因。

8.最早行走在陸地的動物——提塔利克魚（Tiktaalik）和呼氣蟲(Pneumodesmus)

2004年，人們在加拿大發現了一種從海洋脊椎動物過渡到原始爬行動物的生物——提塔利克魚,它是水陸動物之間過渡的關鍵點。這種魚生活在3.75億年前泥盆紀的淺灘，屬鴨嘴獸科，同時具有魚、蛙和鱷的特徵。為了適應兩種不同的環境，它的肋骨可以支撐起整個身體，並且使用肺部呼吸，頸部獨立於身體且可移動，眼睛如鱷魚般位於頭頂。原本應該具備游泳能力的魚鰭半進化成它的腳。然而，提塔利克魚的「腳」並不能真正大範圍地在地上行走。最多就是在軟土上慢慢蠕動，要不就是在淺灘爬行。

而當提塔利克魚為了能夠上岸生存而努力進化時，生存在4.28億年前的呼氣蟲「打敗了」它們，成為最原始的陸地生物。呼氣蟲身長1厘米，屬多足動物，它的足實在是太小了，用肉眼幾乎看不到，但是它確實是已知的第一種生存在陸地上的生物。呼氣蟲有最原始的呼氣器官，呼氣孔遍布整個身體，它為後來所有陸地生物的生存做鋪墊，也是大自然賦予這個星球最成功的一個「實驗物種」。

7.真正最早的爬行動物——林蜥（Hylonomus Lyelli）

爬行動物是最早能夠在陸地生存並且繁殖的生物。這真的是一件很棒的事情，而林蜥是讓人最驚奇的存在。林蜥生活在3.1億年前或更早之前，被視為「最早的爬行動物」，是一種類似蜥蜴的動物，也有可能是食蟲動物的一種，身長僅20厘米。1860年，人們在加拿大新斯科舍島的一個樹榦里發現了林蜥。

當然了，1860年已經是很早之前的事情了，在發現林蜥之後又有兩種生物向「最早爬行動物」發起「挑戰」，分別是3.38億年前的西洛仙蜥（Westlothiana )和3.35億年前的卡西諾亞蜥 (譯者註：casineria，漢語為音譯，此生物是迄今發現最早的羊膜動物）。而科學界爭論的是，這兩種生物是否完全進化成爬行動物，因為它們仍有兩棲動物的特徵，這意味了它們的生存和繁殖仍需依靠水。所以，目前林蜥是最早爬行動物的地位仍然無法撼動。

6.最古老的會飛的生物——萊尼蟲（Rhyniognatha Hirsti）

作為一項運動，飛行需要一個複雜的設計（低體重，但強健的體格）以及通過強有力的翼肌產生大量的氣流。最早會飛行的生物實際上是一種最古老的昆蟲—-萊尼蟲。這種小昆蟲生活在大約4億年前，這意味著從進化論的觀點來看，飛行絕不是近期的發展。

科學家於1928年在泥盆紀（Devonian）的岩石中發現了萊尼蟲。但這些化石隨即被遺忘了近75年，直到生物學家邁克爾·恩格爾（Michael Engel）意外地在倫敦自然歷史博物館的抽屜里發現了它們。看到如此稀奇的標本，恩格爾驚訝地大叫起來，而且此前他甚至並不知道這一標本的歷史如此悠久。

此後，專家們對這些化石殘骸進行了徹底深入的研究，證實這種小昆蟲具有翅膀並且很可能會飛。但是，仍然不能完全確定這種昆蟲屬於哪個科目。不過，這些化石的發現令人驚奇，而更深入的研究也將會揭露更多關於這個最早飛行生物的真面目。

5.最早的開花植物——波托瑪卡普諾斯（Potomacapnos）和互葉梅（Amborella）

人們往往會把植物和花聯繫起來，但實際上花是近期演化而來的，至少在進化的時間進程里如此。在這些開花植物出現之前，數億年以來，植物通過孢子進行繁殖。事實上，科學家們甚至不知道為什麼開花植物會最先進化，因為它們很脆弱並且需要大量的養分，而許多植物可以更好地利用這些養分孕育種子或者長得更高。此外，無花植物沒有任何真正與花相對應的部分，這使「花源自何處」成為了一個迷。這些進化上的「缺環」使查爾斯·達爾文把開花植物的迅速崛起稱為一個著名的「討厭的迷」。

這些最古老的開花植物化石始源於白堊紀（1.15-1.25億年前）。其中的一種就是波托瑪卡普諾斯（Potomacapnos），一種類似現代的罌粟且極其複雜的植物。這種早期化石的複雜性表明開花植物很可能迅速地進化成現代的形態，而不是經過一個漫長的時期緩慢發展。但是這很難下定論，因為花朵很脆弱並且極少可以保存下來成為化石。

然而，有些結論可能取決於一種只有在大西洋的新喀里多尼亞島才能找到的灌木。互葉梅（Amborella trichopoda，見上圖）是無油樟目（Amborellales）植物唯一存活下來的植物。在白堊紀初，無油樟目從遍布大地的無花植物中分離出來，成為開花植物最古老的類型，存活至今。後來出現了另外兩種存活下來的類型：睡蓮目（Nymphaeales），即現代的睡蓮/荷花，以及木蘭藤目（Austrobaileyales），其他所有的開花植物都從此發展而來。因為無油樟目最早出現，互葉梅仍然是最接近原始的開花植物。通過與木蘭藤目（Austrobaileyales）的對比，我們可以獲得一些啟發：開花植物原本擁有自己的性狀並且這些性狀完全可以進一步進化。

4.最古老的哺乳動物——吳氏巨顱獸（Hadrocodium Wui）

我們所知道的最古老的哺乳動物外形很像小老鼠或者說像現代的鼩鼱科。吳氏巨顱獸的化石是2001年在中國發現的，該化石長3.5厘米，重2克。它的生活習性和飲食習慣可能和現代的鼩鼱科相似，因為它的尖牙也可以把昆蟲咬碎。

那麼我們怎麼知道吳氏巨顱獸是哺乳動物，而不是獸孔目動物（在中生代盛行時的一種類似哺乳動物的爬行動物）呢？吳氏巨顱獸的身軀雖纖小，卻有著異常大的頭顱，還有它的中耳骨與頜骨分離，這個與眾不同之處被認為是在哺乳動物和爬行動物之間的一個進化趨異。實際上，吳氏巨顱獸長的很有現代感，特別是它那獨特的嗅覺。

然而，真正令人印象深刻的是吳氏巨顱獸的年齡。有1.9億年的歷史，吳氏巨顱獸在一些著名恐龍，包括劍龍，梁龍，暴龍之前就出現了。實際上，在巨顱獸出現很久很久以後，才出現了強大的暴龍，這個時間間隔要比暴龍後出現人類的間隔還要長。

3.最古老的樹——瓦蒂薩（Wattieza）

森林過去以及現在仍在地球大氣層的形成中扮演著重要角色。至少我們目前所知道的，沒有它們將二氧化碳轉化成氧氣，地球將很快變得不適合生存。事實上，第一片森林的出現大大改變了我們的生態系統。它讓地球溫度降低從而使當時的地球自然條件和現在的沒有多大差別。因此，樹的出現在整個進化階段中，可以被看作是一個最重要的突破。

現在，最古老的樹種瓦蒂薩，距今已有3.97億年，這是一種看起來像現代棕櫚樹的樹木，樹高30英尺，瓦蒂薩比恐龍早1.4億年出現。在地球上第一個脊椎動物出現之前就有了。繁殖方式是袍子生殖，和今天的蕨類食物和真菌的繁殖方式相似。雖然該物種現在已經滅絕，但是2004年在紐約發現的重達180千克的化石（見上圖）解決了許多懸而未決的問題，例如，森林是如何「主宰」土地的。

2.最早的恐龍始祖——帕氏尼亞薩龍（Nyasasaurus Parringtoni）

大約發生在2.5億年前的二疊紀大滅絕，使得地球上近90%的物種都滅絕了，其中包括95%的海洋生物以及地球上絕大部分樹木，而至此之後，恐龍才出現，並開始進入了統治地球的時期。

現在已知最早的恐龍始祖是帕氏尼亞薩龍，這一物種發現於19世紀30年代的坦尚尼亞，但直到2011年才得到最終確認。直至目前為止僅有一小部分該物種的骨骼得到了鑒定——科學家們仍未發現確鑿證據可以確定其是食肉動物還是食草動物，也無法確定其是否能夠兩腿直立行走。

儘管如此，我們仍可以推斷帕氏尼亞薩龍體型絕對不是高大威猛型的，站立時僅1米高，重18-60千克。實際上，這樣的體型幾乎都沒有達到絕大多數恐龍的正常體型標準，但其骨骼分析顯示，它是一種生長速度極快的動物，這也就意味著它是溫血動物（恐龍的必要特點之一）。由於目前我們還不能確定該恐龍屬於哪種恐龍族系，所以科研機構希望能夠發現更多化石。

1.史上最古老的生物——形體

科學上已知最古老的生物是什麼？唉，好吧，這還真是個出人意料的棘手問題！因為早期生物的要素過於基本以至於很難準確辨別。例如，於澳大利亞近皮爾布拉地區發現的岩石中，有最初被認為含有紫色海洋微生物群落的蹤跡，該微生物群落已存活約35億年。這可能成為地球上最古老生命的存在跡象，大家都感到十分激動！一直到今年上半年，最新測試結果證實這種「微體化石」其實只不過是熱液活動形成的奇形怪狀的礦藏。換句話說，它們根本就不是生物！

無巧不成書，南非也發生了同樣的事情，科學家們在岩石中發現的小管狀蟲，認為其是擁有34億年歷史的細菌存在證據，然而結局讓人十分心痛，最後一系列的研究表明這些只是火山活動產生的自然形態！幸運的是，這些科學揭示並沒有讓尋找最古老化石的路程退後太遠，因為澳大利亞的斯特尼湖的構造中蘊含碳含量豐富的「袋形體」，這種形體被認為是古老微生物生命的有力證據。斯特尼湖34.3億年的歷史比人們認為的皮爾布拉「微體化石」的歷史只短了2千萬年。

有趣的是，一些證據表明斯特尼湖的有機體是靠光合作用生存的（通過把光轉化為能量）。儘管沒有發現化石記錄，但人們普遍認為最早的細菌是被人們稱為化能無機營養型生物的食岩菌（rock-eaters），以及之後誕生的光合細菌。所以我們可以肯定的是，最早的細菌比斯特尼湖礦藏的成型要早上很多很多年。

翻譯/@舊書店導語10+9； @丸子7+8； @passant-Chan5+6； @yuan3+4；@瓜瓜1+2；

審校/晃晃 via listverse

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