第五章 生命的起源在哪里

第五章

生命的起源在哪里？

——海洋部分一、生命起源于海洋46億年前地球剛誕生時(shí),它的模樣和現(xiàn)在一樣嗎?第一節(jié)生命的起源與演化

原始地球一個(gè)由巖漿構(gòu)成的熾熱的球。原始地球形成以后，由于地球內(nèi)部放射性元素發(fā)生蛻變等原因，溫度逐漸增高，使較重的物質(zhì)沉到中心形成地核，較輕的物質(zhì)浮在上面，形成由巖石構(gòu)成的地殼。當(dāng)時(shí)地球上的火山頻繁爆發(fā)，噴發(fā)出大量的氣體，形成了原始的大氣層，其中的水蒸氣冷卻后降落在地面，形成了原始的海洋。地球上最初的生命就誕生在海洋之中。

早期地球的特點(diǎn)：

——一個(gè)由巖漿構(gòu)成的熾熱球。巖漿噴發(fā)熔巖流巖漿的收縮冷卻凝固固態(tài)的地殼高溫巖漿不斷噴發(fā)而釋放的水蒸氣和二氧化碳等原始大氣高溫巖漿不斷噴發(fā)而釋放的水蒸氣降溫凝結(jié)成水滴降到地表，匯流原始海洋在距今約38億年前，最原始的生命體在原始海洋中誕生。25億年前至今的演化大量的地層學(xué)和古生物研究成果使我們對地球25億年前到現(xiàn)在的演化歷史有了一個(gè)比較清晰的認(rèn)識。25億～5.7億年前的元古代，地球上開始出現(xiàn)大片的陸地和山脈，海洋中等藻類釋放出氧氣，大氣中的氧氣含量逐漸增多。二、海洋生命的大發(fā)展變形蟲5.7億～2.5億年前的古生代，地球上的陸地大面積增加，原始的歐亞大陸和北美大陸露出海面，出現(xiàn)昆蟲、魚類、兩棲類、裸蕨類等生物。三、脊椎動物出現(xiàn)我國東南沿海一帶海域，至今還生活著一種身體半透明的小動物，因?yàn)樗紫仍谖覈牟h發(fā)現(xiàn)，所以叫文昌魚。達(dá)爾文曾把這稱為“最偉大的發(fā)現(xiàn)”，因?yàn)樗疤峁┝私沂炯棺祫游锏蔫€匙”。文昌魚并不是真正的魚，它沒有脊椎骨，只有一條縱貫全身的脊索作為支撐身體的支柱，這條支柱代表了脊椎的先驅(qū)。在它以后發(fā)展起來的動物，像魚、鳥、獸等，以至于人都是脊椎動物。這些脊椎動物的器官和機(jī)能有千差萬別，但脊椎的構(gòu)造基本相同。在文昌魚的基礎(chǔ)上進(jìn)化，發(fā)展出現(xiàn)了魚類。文昌魚距今2.5億～0.65億年前的中生代，大西洋和印度洋形成，中國大陸輪廓基本形成，裸子植物和爬行類動物出現(xiàn)。距今0.65億年前至今的新生代，地球在第三紀(jì)經(jīng)歷了大規(guī)模的造山運(yùn)動，形成了喜馬拉雅山脈等許多世界上的高大山脈，奠定了現(xiàn)代地球地貌的基礎(chǔ)；鳥類、哺乳類動物和被子植物出現(xiàn)。四、陸地動物大展宏圖地球有自身的演化規(guī)律，并且在不同的演化階段，有不同的生物進(jìn)化特點(diǎn)。五、生命發(fā)展的新紀(jì)元始祖鳥與現(xiàn)代鳥類比較始祖鳥現(xiàn)代鳥類

右圖是記錄地球歷史的“金釘子”。原始海洋形成于從原始生命形式到藻類的進(jìn)化

大氣中氧氣的出現(xiàn)和增多

魚類的出現(xiàn)和繁盛

恐龍生活的時(shí)期

哺乳動物的出現(xiàn)

距今25億年距今6億年距今2.5億年距今0.7億年現(xiàn)代距今46億年地球的歷史距今38億年ABCDEFFEABDC如果把地球生成以來的漫長的地質(zhì)年代，“壓縮”到一年12個(gè)月內(nèi)，那么：一月地球形成，二月地殼凝結(jié)，三月原始海洋產(chǎn)生，四月最初的生命出現(xiàn)，五月最早的化石形成，恐龍?jiān)?2月中旬主宰一切，最早的靈長類在12月下旬出現(xiàn)，人在一年最后一天才開始出現(xiàn)。事實(shí)上，他真正脫離動物變?yōu)槿?，?yīng)是12月31日夜晚10點(diǎn)鐘左右。從地球上生命的起源到人類社會的形成，從生產(chǎn)力低下的原始社會到科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會，人與水結(jié)下了不解之緣。隨著全球人口的不斷膨脹和耕地的逐漸減少，資源問題日漸突出?？茖W(xué)家們不得不把解決這一問題的希望寄托于廣袤的海洋，海洋是人類的資源寶庫。21世紀(jì)將是一個(gè)海洋經(jīng)濟(jì)時(shí)代。第二節(jié)

海洋面臨的威脅一、漁業(yè)資源

日趨衰退以我國為例，由于我國沿岸近海的漁撈失控，甚至是酷漁濫捕，從而造成我國近海漁業(yè)資源的明顯衰退。主要表現(xiàn)為：1.海區(qū)的魚群分布密度日趨降低。2.漁獲物質(zhì)量日趨惡化。3.漁獲物中主要經(jīng)濟(jì)魚類年齡組成趨于低齡早熟化及個(gè)體小型化。傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)魚類的產(chǎn)量逐年降低，有些原來屬于我國沿岸近海的優(yōu)勢種類，逐漸減少甚至變成稀有種類，若任由這種趨勢繼續(xù)發(fā)展，這些原來的優(yōu)勢種類就有可能從我國沿岸近海徹底消失。產(chǎn)生上述變化的原因是：1.酷漁濫捕，漁船大量增多。2.環(huán)境污染。3.管理不力，執(zhí)法不嚴(yán)，宣傳教育不夠。二、海洋環(huán)境質(zhì)量不斷退化1.海洋污染（1）海洋污染的特點(diǎn)首先是污染源廣。其次是持續(xù)性強(qiáng)。第三是擴(kuò)散范圍廣。第四是防治難危害大。（2）海洋污染物的種類石油及其產(chǎn)品重金屬和酸堿農(nóng)藥有機(jī)物質(zhì)和營養(yǎng)鹽類放射性核素固體廢物廢熱海洋污染的主要來源圖2.赤潮災(zāi)害赤潮簡介“赤潮”，被喻為“紅色幽靈”，它是海洋中某一種或某幾種浮游生物在一定環(huán)境條件下爆發(fā)性繁殖或高度聚集，引起海水變色，影響和危害其它海洋生物正常生存的海洋生態(tài)異常現(xiàn)象。赤潮爆發(fā)時(shí)，因赤潮生物種類和數(shù)量的不同，海水可呈現(xiàn)紅、黃、綠等不同顏色。國內(nèi)外大量研究表明，海洋浮游藻是引發(fā)赤潮的主要生物，在全世界4000多種海洋浮游藻中有260多種能形成赤潮，其中有70多種能產(chǎn)生毒素。他們分泌的毒素有些可直接導(dǎo)致海洋生物大量死亡，有些甚至可以通過食物鏈傳遞，造成人類食物中毒。成因

赤潮是一種自然現(xiàn)象，也有人為因素引起的，可能但不一定是一種有害生態(tài)現(xiàn)象。主要成因有海域水體富營養(yǎng)化；有特殊物質(zhì)作為誘發(fā)因素，已知的有維生素B1、B12、鐵、錳和脫氧核糖核酸(DNA)；環(huán)境條件，如水溫、鹽度等也決定著發(fā)生赤潮的生物類型。引發(fā)赤潮的生物類型主要為藻類，目前已發(fā)現(xiàn)有63種浮游生物，硅藻有24種，甲藻32種、藍(lán)藻3種、金藻1種、隱藻2種、原生動物1種。大量工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水排入海洋，特別是未經(jīng)處理直接排入而導(dǎo)致近海、港灣富營養(yǎng)化程度日趨嚴(yán)重海洋開發(fā)、水產(chǎn)業(yè)帶來了海洋生態(tài)環(huán)境和養(yǎng)殖業(yè)自身污染問題全球海運(yùn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)致外來有害赤潮種類的引入；氣候變暖導(dǎo)致赤潮發(fā)生危害使海洋生態(tài)平衡破壞

在植物性赤潮發(fā)生初期，由于植物的光合作用，水體會出現(xiàn)高葉綠素a、高溶解氧、高化學(xué)耗氧量。這種環(huán)境因素的改變，致使一些海洋生物不能正常生長、發(fā)育、繁殖，導(dǎo)致一些生物逃避甚至死亡，破壞原有的生態(tài)平衡。危害人類健康

有些赤潮生物分泌赤潮毒素，當(dāng)魚、貝類處于有毒赤潮區(qū)域內(nèi)，攝食這些有毒生物，雖不能被毒死，但生物毒素可在體內(nèi)積累，其含量大大超過食用時(shí)人體可接受的水平。這些魚蝦、貝類如果不慎被人食用，就引起人體中毒，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致死亡。3.破壞紅樹林紅樹林是生長在海水中的森林，是生長在熱帶、亞熱帶海岸及河口潮間帶特有的森林植被。它們的根系十分發(fā)達(dá)，盤根錯(cuò)節(jié)屹立于灘涂之中。它們具有革質(zhì)的綠葉，油光閃亮。它們與荷花一樣，出污泥而不染。漲潮時(shí)，它們被海水淹沒，或者僅僅露出綠色的樹冠，仿佛在海面上撐起一片綠傘。潮水退去，則成一片郁郁蔥蔥的森林。紅樹林紅樹林被砍伐后，生態(tài)環(huán)境破壞原來在紅樹林生活或繁殖的水生動物的棲息環(huán)境被破壞，沒有紅樹林的根系及其呼吸根的保護(hù)，灘涂地的泥沙被海浪侵襲，泥沙流失，影響海岸構(gòu)造。4.濫采珊瑚礁，海岸遭侵蝕珊瑚蟲是一種海生圓筒狀腔腸動物，在白色幼蟲階段便自動固定在先輩珊瑚的石灰質(zhì)遺骨堆上，珊瑚是珊瑚蟲分泌出的外殼，珊瑚的化學(xué)成分主要為CaCO3(碳酸鈣)，以微晶方解石集合體形式存在，成分中還有一定數(shù)量的有機(jī)質(zhì)，形態(tài)多呈樹枝狀，上面有縱條紋，每個(gè)單體珊瑚橫斷面有同心圓狀和放射狀條紋，顏色常呈白色，也有少量藍(lán)色和黑色，珊瑚不僅形象像樹枝，顏色鮮艷美麗，可以做裝飾品，并且還有很高的藥用價(jià)值。濫采珊瑚礁造成的珊瑚礁生態(tài)的嚴(yán)重破壞第三節(jié)

保護(hù)海洋

一、《聯(lián)合國海洋法公約》的頒布在聯(lián)合國的歷史上，至今為止，一共舉行過3次海洋法會議。第1次是1958年2月24日至4月27日在日內(nèi)瓦召開的；第2次是1960年3月17日至4月26日在日內(nèi)瓦召開的；第3次從1973年12月3日開始，先后開了11次共15次會議，直至1982年4月30日通過《聯(lián)合國海洋法公約》。二、我國的海洋法制建設(shè)新中國成立以來，中國全國人大先后通過了《中華人民共和國領(lǐng)海及毗連區(qū)法》、《中華人民共和國海洋環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國海上交通安全法》、《中華人民共和國漁業(yè)法》、《中華人民共和國礦產(chǎn)資源法》等海洋和涉海管理法律。國務(wù)院也制定了《對外合作開采海洋石油資源條例》、《涉外海洋科學(xué)調(diào)查研究管理規(guī)定》、《鋪設(shè)海底電纜管道管理規(guī)定》和《礦產(chǎn)資源勘查區(qū)塊登記管理辦法》等行政法規(guī)。三、海洋保護(hù)區(qū)的興建中國的海洋特別保護(hù)區(qū)，是指對具有特殊地理?xiàng)l件、生態(tài)系統(tǒng)、生物與非生物資源及海洋開發(fā)利用特殊要求，需要采取有效的保護(hù)措施和科學(xué)的開發(fā)方式進(jìn)行特殊管理的區(qū)域。海洋特別保護(hù)區(qū)分為國家級和地方級，其中具有重大區(qū)域海洋生態(tài)保護(hù)和重要資源開發(fā)價(jià)值、涉及維護(hù)國家海洋權(quán)益及其它需要申報(bào)國家級的海洋特別保護(hù)區(qū)，列為國家級海洋特別保護(hù)區(qū)，報(bào)國家海洋局批準(zhǔn)。迄今全國共有15處國家級海洋特別保護(hù)區(qū)。江蘇：南通蠣蚜山牡蠣礁海洋特別保護(hù)區(qū)(2006年)連云港海州灣海灣生態(tài)與自然遺跡海洋特別保護(hù)區(qū)(2008年)浙江：樂清西門島海洋特別保護(hù)區(qū)(2005年)嵊泗馬鞍列島海洋特別保護(hù)區(qū)(2005年)普陀中街山列島海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)(2006年)漁山列島國家級海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)(2008年)迄今全國共有15處國家級海洋特別保護(hù)區(qū)。山東：昌邑海洋生態(tài)特別保護(hù)區(qū)(2007年)東營黃河口生態(tài)國家級海洋特別保護(hù)區(qū)(2008年)東營利