複雜生命:動物、植物和大滅絕的故事

寒武紀大爆發、登陸、大滅絕和恐龍的故事。這一頁按事件講複雜生命的演化,並列出相關的化石與研究。

複雜生命的時代從 6.4 億年前細胞開始分工講起:先是柔軟的葉狀生物,然後是眼睛、外殼和捕食者一起出現的寒武紀大爆發,再到脊椎動物、植物登陸、四足動物,其間還被兩次大滅絕打斷。這個時代一直延續到 600 萬年前,一共有十三個關鍵事件。

十三個事件

  • 6.4 億年前 · 多細胞生物:細胞開始分工。
  • 5.7 億年前 · 埃迪卡拉生物群:柔軟的葉狀生物。
  • 5.4 億年前 · 寒武紀大爆發:眼睛、外殼、捕食者。
  • 5.3 億年前 · 脊椎動物:脊索變成脊椎。
  • 4.7 億年前 · 植物登陸:苔蘚爬上岩石。
  • 3.7 億年前 · 四足動物:魚鰭變成四肢。
  • 3.1 億年前 · 羊膜卵:卵可以離開水。
  • 2.5 億年前 · 二疊紀大滅絕:96% 的海洋物種消失。
  • 2.3 億年前 · 恐龍時代:爬行動物統治陸地。
  • 1.3 億年前 · 開花植物:花與傳粉昆蟲共同演化。
  • 6600 萬年前 · 白堊紀滅絕:小行星撞擊希克蘇魯伯。
  • 6000 萬年前 · 哺乳動物輻射:哺乳類佔據空出的生態位。
  • 5500 萬年前 · 靈長類:樹棲、立體視覺、抓握的手。

演化是怎麼發生的

自然選擇理論由兩個人同時提出,第二年《物種起源》出版(達爾文與華萊士,《Journal of the Proceedings of the Linnean Society》1858)。一百多年後又有人補充:物種可能長期穩定,然後在短時間內快速變化,而不是一直勻速演化,這就是間斷平衡(Eldredge 與 Gould,《Models in Paleobiology》1972)。

最早的動物和脊椎動物

狄更遜水母化石中儲存著膽固醇類分子,證明這種神秘生物是動物,它是已知最早的動物之一(Bobrovskiy 等,《Science》2018)。雲南澂江發現的昆明魚和海口魚,把脊椎動物的歷史推到了寒武紀早期(Shu 等,《Nature》1999)。

從水到陸地

科學家預測了過渡化石應該在哪個年代的岩層,然後真的在加拿大北極找到了提塔利克魚(Daeschler、Shubin 與 Jenkins,《Nature》2006)。反方向的故事也有:巴基斯坦出土的化石顯示,鯨的祖先是在陸地上奔跑、與河馬有親緣關係的有蹄類(Thewissen 等,《Nature》2001)。

兩次大滅絕

二疊紀末大滅絕是地球上最嚴重的一次:精確測年顯示它可能只持續了約 6 萬年,與西伯利亞火山活動吻合(Burgess、Bowring 與 Shen,《PNAS》2014)。

白堊紀末的滅絕則有一條“偵探線”。地層中銥元素異常富集,阿爾瓦雷斯父子推斷:一顆小行星撞擊了地球(Alvarez 等,《Science》1980)。十多年後,墨西哥尤卡坦半島地下埋著的一個直徑約 180 公里的隕石坑被找到,恰好是那顆小行星留下的(Hildebrand 等,《Geology》1991)。

羽毛與花

遼寧的化石顯示,羽毛在鳥類出現之前就已經長在恐龍身上(Ji、Currie、Norell 與 Ji,《Nature》1998)。同樣來自遼寧的古果,被認為是最早的開花植物之一,其年代後來修訂為白堊紀早期(Sun 等,《Science》1998)。

想讀原文,可以搜這些題目

  • 達爾文與華萊士(1858):《On the tendency of species to form varieties; and on the perpetuation of varieties and species by natural means of selection》,大意是“論物種形成變種的傾向,以及變種和物種通過自然選擇而延續”
  • Eldredge 與 Gould(1972):《Punctuated equilibria: an alternative to phyletic gradualism》,大意是“間斷平衡:對系統漸變論的另一種解釋”
  • Bobrovskiy 等(2018):《Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals》,大意是“古老的甾類分子證明埃迪卡拉化石狄更遜水母是最早的動物之一”
  • Shu 等(1999):《Lower Cambrian vertebrates from south China》,大意是“華南下寒武統的脊椎動物”
  • Daeschler 等(2006):《A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan》,大意是“泥盆紀類四足動物的魚與四足動物體型的演化”
  • Thewissen 等(2001):《Skeletons of terrestrial cetaceans and the relationship of whales to artiodactyls》,大意是“陸生鯨類的骨骼與鯨和偶蹄類的關係”
  • Burgess 等(2014):《High-precision timeline for Earth's most severe extinction》,大意是“地球最嚴重滅絕的高精度時間線”
  • Alvarez 等(1980):《Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction》,大意是“白堊紀-第三紀滅絕的地外原因”
  • Hildebrand 等(1991):《Chicxulub Crater: A possible Cretaceous/Tertiary boundary impact crater on the Yucatán Peninsula, Mexico》,大意是“希克蘇魯伯隕石坑:尤卡坦半島上可能的白堊紀/第三紀界線撞擊坑”
  • Ji 等(1998):《Two feathered dinosaurs from northeastern China》,大意是“中國東北的兩種長羽毛恐龍”
  • Sun 等(1998):《In search of the first flower: a Jurassic angiosperm, Archaefructus, from northeast China》,大意是“尋找第一朵花:來自中國東北的侏羅紀被子植物古果”

遊戲裡怎麼體現

遊戲裡,複雜生命時代的資源叫生物量,生成器依次是多細胞群落、海洋浮游、陸地植物和食物網。它們覆蓋了從細胞分工到生態系統成形的主線,上面的兩次滅絕,則是這條主線上的重大中斷。

真實依據

  • 多細胞生物(6.4 億年前):細胞開始分工

  • 埃迪卡拉生物群(5.7 億年前):柔軟的葉狀生物

  • 寒武紀大爆發(5.4 億年前):眼睛、外殼、捕食者

  • 脊椎動物(5.3 億年前):脊索變成脊椎

  • 植物登陸(4.7 億年前):苔蘚爬上岩石

  • 四足動物(3.7 億年前):魚鰭變成四肢

  • 羊膜卵(3.1 億年前):卵可以離開水

  • 二疊紀大滅絕(2.5 億年前):96% 的海洋物種消失

  • 恐龍時代(2.3 億年前):爬行動物統治陸地

  • 開花植物(1.3 億年前):花與傳粉昆蟲共同演化

  • 白堊紀滅絕(6600 萬年前):小行星撞擊希克蘇魯伯

  • 哺乳動物輻射(6000 萬年前):哺乳類佔據空出的生態位

  • 靈長類(5500 萬年前):樹棲、立體視覺、抓握的手

相關研究

這些研究和本頁主題相關,但不是本頁內容的直接證明。

  • 自然選擇:達爾文和華萊士共同發表自然選擇理論。第二年,《物種起源》出版。

    出處:Darwin & Wallace, Journal of the Proceedings of the Linnean Society 1858, "On the tendency of species to form varieties; and on the perpetuation of varieties and species by natural means of selection"

  • 恐龍滅絕之謎:白堊紀末的地層中銥元素異常富集,阿爾瓦雷斯父子推斷:一顆小行星撞擊了地球。

    出處:Alvarez et al., Science 1980, "Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction"

  • 找到撞擊坑:墨西哥尤卡坦半島地下埋著一個直徑約 180 公里的隕石坑,恰好是那顆小行星留下的。

    出處:Hildebrand et al., Geology 1991, "Chicxulub Crater: A possible Cretaceous/Tertiary boundary impact crater on the Yucatán Peninsula, Mexico"

  • 提塔利克魚:科學家預測了過渡化石應該在哪個年代的岩層,然後真的在加拿大北極找到了它。

    出處:Daeschler, Shubin & Jenkins, Nature 2006, "A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan"

  • 最早的動物:狄更遜水母化石中儲存著膽固醇類分子,證明這種神秘生物是動物。

    出處:Bobrovskiy et al., Science 2018, "Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals"

  • 最早的脊椎動物:雲南澂江發現昆明魚和海口魚,把脊椎動物的歷史推到了寒武紀早期。

    出處:Shu et al., Nature 1999, "Lower Cambrian vertebrates from south China"

  • 長羽毛的恐龍:遼寧的化石顯示,羽毛在鳥類出現之前就已經長在恐龍身上。

    出處:Ji, Currie, Norell & Ji, Nature 1998, "Two feathered dinosaurs from northeastern China"

  • 最早的花:遼寧古果被認為是最早的開花植物之一,其年代後來修訂為白堊紀早期。

    出處:Sun et al., Science 1998, "In search of the first flower: a Jurassic angiosperm, Archaefructus, from northeast China"

  • 間斷平衡:物種可能長期穩定,然後在短時間內快速變化,而不是一直勻速演化。

    出處:Eldredge & Gould, Models in Paleobiology 1972, "Punctuated equilibria: an alternative to phyletic gradualism"

  • 最嚴重的大滅絕:精確測年顯示,二疊紀末大滅絕可能只持續了約 6 萬年,與西伯利亞火山活動吻合。

    出處:Burgess, Bowring & Shen, PNAS 2014, "High-precision timeline for Earth's most severe extinction"

  • 走上陸地的鯨:巴基斯坦出土的化石顯示,鯨的祖先是在陸地上奔跑、與河馬有親緣關係的有蹄類。

    出處:Thewissen et al., Nature 2001, "Skeletons of terrestrial cetaceans and the relationship of whales to artiodactyls"

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