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生命的多样性:多细胞生物的源起(the origin of

发布时间:2020-07-24 浏览量:287人次

最早的生命起源始于海洋,远古的陆地上是难见生命的痕迹!但是能行光合作用的生物因风浪或是地壳变迁,并非情愿地到了陆上,就必须要解决水份的吸收/保存与气体交换的挑战。叶片上有气孔(方便光合作用的气体交换)和腊质(防止水份蒸发),加上有些细胞分化出根,抓牢潮湿的土地,就能在乾涸的水边生存,形成了陆生藓苔植物的雏型。

植物在陆地上站稳了脚步,彼此竞争的重点就成了如何得到更多阳光的眷顾。争先恐后地向上发展成了唯一的选项。但如何把根部吸收的水份送到树顶和把树顶叶片光合作用的产生的养分迭回根部,成了当下最大的瓶颈。基因的变异使得一些细胞得以分化成「管束」结构,解决了上/下输送的难题,这些植物立刻取得了生存的优势。它们就是蕨类植物的兴起!

蕨类植物曾经是陆上植物最主要的物种,但是今天陆上却是被子植物的天下,是谁决定了蕨类的衰退与被子植物的兴盛?天候与动物提供了这个问题的答案!三亿多年前地壳变动形成了一块古大陆,使得在温暧潮溼环境下生长的蕨类植物,突然得面对旱乾寒冷的内陆气候。蕨类传宗接代的孢子对严苛环境的耐受性显然不及「种子」,于是全面败阵下来 (煤炭的原料与石炭纪?),取而代之的则是裸子植物。另一方面,陆生的植物使得海中动物「上陆」后仍然有生路!动物以植物为食物,植物又能藉重动物什幺样的特点?当植物以花蜜吸引昆虫前来取蜜,顺带传送花粉,或是把它的种子以甜美的果肉包裹,吸引动物取食但将不消化的种子远播他乡,这种动植物间互利互惠的关係,使得被子植物成了今天陆生植物的主流!

另一方面,动物的出现与大气层中氧约含量有绝对密切的关係,所有的动物细胞都需要氧。原始动物的结构非常简单,像水母、海棉。溶在水里的氧可以直接渗透到表面下一、二层的细胞。但是,但细胞的表层数再多就不行了。内部深处的细胞会因为得不到充份氧的供应而死亡。但如果有些细胞能「分化」成具有携带氧气的功能(如血球),加上一个帮浦(心脏)让这些细胞在体内流动,生物个体的厚度就不在是个限制。像海中的鱼类,光靠身体表面的细胞无法从水里吸取足够的氧,于是有些细胞就要分化成「鳃」。透过无数折叠的表面,以增加循环系统与水接触的面积,来有效地取得水中的氧!另外动物还有一个特徵就是要进食(口),消化(肠)到排泄(肛门)。从最原始的鞭毛虫,到最複杂的人,这个基本结构是完全一样的。当然循环系统就同时担负起养份输送的工作了!有了这样的分工,生命才能再次突破种种自然的限制而澎浡发展。

生命树是一个人为的建构,目的在了解生物演化的历史过程,现存生物的形态,化石记录到DNA序列的比对都不过是想重建过去生物演化的历史场景罢了!

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