地球-生命的歷程(一)

地球-生命的歷程(一)


紀錄地球上生命發展過程中的主要事件。

在生物演化過程中,新物種的生成與生物世界的多樣性。經歷數十億年的演化與物種形成,現在的各物種之間皆由共同祖先互相連結。

注:以下的內容中的年限除非寫有公元,否則是從現在開始算,如1000萬年前是指距離現在已有1000萬年的時間了。




冥古宙

冥古宙,是太古宙之前的一個階段,開始於地球形成之初,結束於38億年前。因為這個時期的岩石幾乎沒有保存到現在的,所以並沒有正式的細分。但月岩從40多億年前就比較好的保存下來,因此月球地質年代的某些主要劃分可參照用於地球的冥古宙劃代。

45.7億年前


地球從環繞早期太陽旋轉的吸積盤之中形成。


45.33億年前

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大碰撞假說,原始的地球與忒伊亞相撞,在原始地球周圍產生一個環,這個環在數百萬年之後形成月球

重力的拉扯使地球的自轉軸傾斜,建立了地球生命的形成環境


41億年前

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地球表面溫度降低使地殼得以凝固,大氣與海洋形成。


40億年前

最早生命的出現,可能是源於能夠自我複製的RNA分子。這些生命的繁殖所需要的資源有限,所以不久之後便開始競爭。

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mRNA的球棍模型,其中灰色小球代表碳原子,紅色小球代表氧原子,藍色小球代表氮原子,橘色小球代表磷原子。與RNA同為核酸的DNA通常是雙鏈分子。


由於天擇青睞在複製上更有效率的分子,因此DNA逐漸成為最主要的複製物。之後它們開始在膜內發展,這些膜擁有更穩定的物理與化學環境,形成了原始的細胞。

此時大氣中尚未有自由的氧氣存在。

自然選擇,傳統上也譯為天擇,指生物的遺傳特徵在生存競爭中,由於具有某種優勢或某種劣勢,因而在生存能力上產生差異,並進而導致繁殖能力的差異,使得這些特徵被保存或是淘汰。自然選擇則是演化的主要機制。


39億年前

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後期重轟炸期(38~41億年前):地球、月球、火星及金星受到小行星及彗星(微行星)撞擊的高峰期。連續的干擾可能誘發生命的演化,海洋被完全煮沸。

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細胞以及原核生物出現。這些都是化能生物:以二氧化碳為碳源及氧化無機物來抽取能量。後來原核生物演化了糖酵解,從如葡萄糖的有機物釋出能量。

糖酵解產生了現今所有生物都用到的三磷酸腺苷(ATP)分子來臨時儲存能量。




太古宙

太古宙起始於內太陽系後期重轟炸期的結束,地球岩石開始穩定存在並可以保留到現在,結束於26億年前的大氧化事件。


35億年前

最後共同祖先(原核生物)在古太古代出現,屬於單細胞生物,分化出細菌及古細菌。


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細菌發展了光合作用的原始模式,但最初不會產生氧。

這些生物透過電化學梯度產生三磷酸腺苷。


33億年前

能進行光合作用的藍菌出現,它們以水為還原劑,並排出。氧首先將海洋中的鐵氧化,產生鐵礦石

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氧在大氣層的濃度上升,對很多細菌都有毒(26億年前的大氧化事件)。




元古宙

元古宙,又稱元古代、原生代,是地質時代中的一個時期,開始於25億年前,結束於5.4億年前。上一個宙是太古宙,下一個宙是顯生宙。

元古宙包括了古元古代、中元古代、新元古代。


25億年前

一些細菌演化到有能力去使用氧來有效的從有機物中抽取能量。差不多所有生物都用相同的三羧酸循環及氧化磷酸化來使用氧。

"runaway icehouse"效應,造成休倫冰河時期(24~21億年前)。

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21億年前

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更多複雜的細胞出現,包括有細胞器的真核生物。最接近的可能就是古細菌。

大部分有細胞器的都可能是從共生細菌衍生而來:線粒體會用像現今立克次體般從有機物抽取能量,而葉綠體則從光及有機物合成能量。這是共同演化的例子。

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12億年前

出現有性生殖,引發更快的演化。

大部分的生命于海洋及湖中出現,一些藍菌已經生活在溼潤的泥土中。

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10億年前

多細胞生物出現,首先是生活在海洋中的藻及海苔。

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11-7.5億年前

第一個超級大洲羅迪尼亞形成於11億年前並於7.5億年前分裂。

斯圖爾特冰期:這個時期是多重及接近全球性的冰期,反覆的從雪球地球變為溫室地球。

每年共有481日,每天18小時。

地球的自轉及公轉因潮汐力逐漸變慢。

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7.5-5.8億年前

根據雪球地球假說,前寒武紀成冰紀的冰河時期非常嚴重,連海洋亦完全結冰,只有在熱帶的海水仍保持是液態。

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6億年前

多孔動物、刺胞動物、扁形動物及其他多細胞動物在海洋出現。(但亦有研究顯示最早的動物生活在湖泊的環境中。)

刺胞動物及櫛水母是最早有神經元的生物,神經元只是一個簡單的網,沒有腦部或中央神經系統。

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5.8-5.4億年前

第二個超級大陸潘諾西亞形成於6億年前並於5.4億年前分裂。

在埃迪卡拉紀(6.35-5.41億年前)有複雜的多細胞生物埃迪卡拉生物群出現,主要是腔腸動物(水母類和海鰓類),其次是環節動物、節肢動物等,可能生活於淺海近岸的水中。

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5.42億年前發生埃迪卡拉紀末期滅絕事件。

氧氣的累積使臭氧層可以形成,而臭氧層可阻擋太陽的有害輻射,使生命可以在陸地上發展。

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如果沒有禁止氯氟烴,平流層臭氧濃度的預測

美國宇航局

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本期到此為止,第二期從距今5.7億年顯生宙講起

敬請期待


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