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科普:地球歷史的24個轉折點

地球已經存在了45.4億年,這是漫長而又忙碌的幾十億年。在這段時間內發生了數不盡的事件,其中有些事件成為了影響地球歷史和生命進程的里程碑。今天,我們就來看看,塑造了這個世界的24個重大轉折點。

1. 地球的誕生(45.4億年前)

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當太陽還是一顆年輕的恒星時,在它的周圍圍繞著由塵埃、氣體和巖石形成的云,這便是地球的誕生之地。一些巖石會發生碰撞,最終,它們的質量大到足以通過引力吸引其他巖石,或周圍其他的物質,從而形成了地球。月球可能是在不久之后形成的,我們普遍認為當時有一塊行星大小的巖石撞擊地球,產生了巨大的碎片,凝結成了月球。

2. 生命的起源(42 - 37億年前)

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沒有人確切地知道生命是從什么時候開始的。目前已確認的最古老的單細胞微生物化石大約存活于42億到37億年前。生命有可能起源于深海熱泉,也有可能起源于火山口附近的淡水泥坑,又或是來自地球之外。

3. 借用陽光的能量(34億年前)

所有的生命都需要能量才能生存,而地球上生命的最大能量來源就是太陽。一些早期的微生物進化出了一種利用陽光的能量從簡單分子中制造葡萄糖的方法,這個過程就是光合作用。但有別于現代植物的是,最早進行光合作用的生物體并不能將氧氣當成廢棄物排出,因此當時的空氣中并沒有氧氣。

4. 板塊構造的開始(30億年前?)

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現在,地球的表面被分成幾十塊巖石板塊,其中有的板塊有時會撞擊到另一塊,在地球熔融的中心被摧毀。這個過程被稱為板塊構造,地質學家猜測它大約始于30億年前。只有當板塊構造開始運作時,第一塊大陸才得以形成。

5. 大氧化事件(24億年前)

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在地球歷史的前半部分中,空氣中是幾乎沒有氧氣的。后來,一些細菌開始像現在的綠色植物那樣,利用陽光從二氧化碳和水中制造糖分。它們把氧氣作為廢棄物排出體外,創造出了我們今天所擁有的富氧大氣。但由于第一次氧化事件可能將溫室氣體——甲烷,從空氣中剝離,導致整個地球凍結成了一個“雪球地球”。

6. 復雜的細胞(20~10億年前)

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最早的一批生物體是像現代細菌一樣的簡單細胞,但其中一些細胞的內部開始變得非常復雜。這些“真核生物”在它們的細胞內部發展出了許多專門的“設備”,它們也有了一種新的能量來源——線粒體。線粒體曾是一種自由生存的細菌,但通過一種名為內共生的過程被吸收。我們所見過的每一種動植物都是真核生物。

7. 性的起源(12億年前?)

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在18億~8億年前這段時間內的化石記錄看上去都沒有太大亮點,這段時期甚至被稱為“枯燥的十億年”。但在枯燥的外表背后,實則發生了許許多多的事件。首先,性的最早進化可能就發生在這段時間之內。目前,我們還不清楚從什么時候起,為什么有些生物體開始不再簡單地遵循一分為二的生殖方式,而是開始進行混亂的有性生殖。但這肯定發生在12億年前,因為從那時起就有了紅藻化石,它們顯然正在形成特殊的生殖細胞,比如孢子。

8. 多細胞生命(10億年前)

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第一次,生命不再僅僅是由單個細胞組成,這時候,細胞開始結合在一起形成了有嘴巴、四肢和感覺器官的更大的生物體。很難說這具體發生在什么時候:大型生物體的化石可以追溯到21億年前,但這些可能只是菌落。不同的生物群體可能獨立地進化成多細胞生物,植物先于動物。

9. 一個冰凍的世界(8.5~6.35億年前)

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地球再次被凍結,這次的冰期為時近2億年,冰雪可能從兩極一直延伸到赤道。這次的冰期可能觸發了第一批復雜動物的進化。很快,出現了最早的復雜生物體——埃迪卡拉動物群,它們是一種奇怪的管狀和葉狀生物。

10. 寒武紀大爆發(5.35億年前)

在動物進化不久之后,進化經歷了兩次重大的增長高峰。在寒武紀大爆發中,數千萬年的時間內出現了大量的現代動物種群。這種明顯的“爆發”或與這時的許多動物都擁有堅硬的外殼有關,因為它們可以更好地變成化石。接著在4.89億年前,每一個動物種群都在奧陶紀生物大輻射事件中得到擴張。

11. 植物攻占陸地(4.65億年前)

早在5億年前,有一些動物就已經離開海洋,踏上了陸地,但它們只是短暫地造訪——也許是為了在沒有天敵的地方產卵。最早在陸地上定居的是植物,而最早一批陸地植物是綠藻的近親,但它們很快就多樣化了。

12. 奧陶紀的苦難(4.6-4.3億年前)

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奧陶紀是一個生命繁盛的時期,但在它的盡頭,世界的溫度急劇下降,冰原從兩極迅速擴散開來。隨之而來的冰河時代被稱為安第斯-撒哈拉冰期,因為人們是在安第斯山脈和撒哈拉沙漠發現了這一冰期的證據。深度的冰凍導致了歷史上第二嚴重的物種滅絕,即奧陶紀物種滅絕事件。當時,大多數的生命仍在海洋之中,而85%的海洋物種在這次滅絕事件中被抹去。在此之后,魚類變得更加常見。

13. 在陸地行走的魚(3.75億年)

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當植物在陸地上良好生長之后,下一步就是動物也開始從水中向陸地遷徙。最早離開水的物種包括昆蟲,這大約發生在4億年前。但不久之后,一些大型的脊椎動物也加入了遷移行列,例如提塔利克魚。外表與蠑螈相似的提塔利克魚最終進化出了四肢,之后,兩棲動物、爬行動物和哺乳動物開始陸續出現。泥盆紀晚期的大滅絕導致了許多海洋動物的消失,其中包括一些看起來很非常可怕的甲殼類魚類。

14. 爬行動物的黎明(3.2億年前)

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當第一批爬行動物出現時,地球正處于一場被稱為晚古生代大冰期的漫長寒流中。爬行動物是從類似蠑螈的兩棲動物進化而來的。與它們的祖先不同的是,它們具有堅硬的鱗片狀皮膚,并且產下的蛋具有堅硬的外殼,無需放在水中。這讓它們很快在陸地上成為優勢動物。長得像爬行動物的異齒龍身長4.5米,但它們并不是恐龍。

15. 盤古大陸(3億年前)

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所有的大陸聚集在一起形成了一個巨大的超大陸,它被稱為盤古大陸(泛大陸),包圍在它周圍的是一個橫跨世界所有海洋的泛大洋。這一直持續到1.75億年前,在幾千萬年的時間內開始分裂。它破碎的殘骸變成了我們熟悉的現代大陸。

16. 二疊紀滅絕(2.52億年前)

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正當爬行動物進入繁盛期時,地球上的生命面臨了最大的挑戰。二疊紀大滅絕是地球歷史上最嚴重的一次大規模滅絕事件,96%的海洋物種和數量相近的陸地動物慘遭滅絕。我們不確定這是由什么引起的,但是大規模的火山爆發可能是罪魁禍首。在此之后,最早的恐龍登場了。

17. 毛茸茸的野獸(2.2億年前)

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在恐龍經歷擴張和多樣化的同時,第一批哺乳動物也在進化。它們的祖先是一種名為犬齒獸的爬行動物,它們的臉看起來和狗有點相像,并且有可能有皮毛或胡須。早期的哺乳動物,如摩爾根獸,體型都比較小,有點像鼩鼱,可能只在夜間活動。這些特征或許促使了它們進化成為溫血動物,擁有了維持恒定體溫的能力。

18. 三疊紀大滅絕(2.01億年前)

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恐龍在陸地上繁衍生息,而在海洋中,在食物鏈最頂端的是被稱為魚龍的巨型爬行動物。接著,另一場災難又發生了——三疊紀大滅絕事件。我們知道它大約殺死了80%的物種,但并不確定是什么導致了這場災難。之后,恐龍成為了陸地上的主要動物,并且最終達到了巨大的體型。

19. 飛行的羽毛(1.6億年前)

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鳥類是從有羽毛的恐龍進化而來的,現代鳥類從本質上其實是迅猛龍,只是對鳥類來,嘴巴被喙取代了,臂膀被翅膀取代了。最著名的早期鳥類是始祖鳥,它們生活在1.5億年前。但近年來,在中國發現了一些年代更早的化石,如鄭氏曉廷鳥和曙光鳥。

20. 花的綻放(1.4億年前)

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花的出現時間其實相對較近,這聽起來或許有些奇怪。陸地植物已經有4.65億年的歷史,但其中三分之二以上的時間都沒有綻放出花朵。開花植物是在恐龍時代的中期才出現的。同樣,我們熟悉的草是在更近的時間才出現的。最古老的草的化石只有7000萬年的歷史,雖然草的真實進化時間有可能比這要早一點。

21. 恐龍之死(6500萬年前)

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稱霸地球的恐龍滅絕了。6500萬年前,一大塊來自外太空的巨大巖石撞擊了現在的墨西哥。不僅引發了毀滅性的爆炸,而且帶來了更糟糕的長期影響。塵埃被拋向高層大氣,阻隔了陽光,隨之而來的是寒冷與黑暗,地球經歷了第五次也是目前為止最后一次大規模滅絕。陸地上的恐龍是最大的受害者,翼龍和巨大的海洋爬行動物也都因此消亡。

22. 樹上的生活(6000萬-5500萬年前)

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幾乎就在恐龍滅絕不久之后,哺乳動物就進化出了一種與現代人類一樣的能力,那就是能利用胎盤在子宮內哺育幼崽。不久,這些早期胎盤哺乳動物中的一些就進化成了最早的靈長類動物。它們最終成為了猴子、猿和人。但最早的是一些小小的動物。目前已知的最古老的靈長類骨骼屬于一種名為阿喀琉斯基猴的物種,它們的重量不超過30克,生活在亞洲炎熱且潮濕的熱帶雨林中。

23. 最早的人類(1300萬-700萬年前)

最早的類人猿大約出現在2500萬年前的非洲。然后在某個時刻,這個群體分裂成現代人的祖先和現代猿的祖先。我們很難說出確切的時間,但根據對現代遺傳學和大量化石的研究,我們有了一個大致的概念。已知最古老的古人類是乍得沙赫人,大約生活在700萬年前。

24. 智人登場(~20萬年前)

在地球漫長的演化歲月中,智人出現的時間是非常晚的。然而,就在這短短的時間內,智人卻以令人難以置信的速度在發展。 我們不僅拼湊出了地球的歷史,還勾勒了整個宇宙的演化。成為了迄今為止唯一一個高智慧物種。

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