深海熱液生物群落的發現極大地震驚了生物界。這表明地球上存在著另一類生命系統，它們無需光合作用，無需以植物作為食物鏈的基礎，在這里地熱能代替了太陽能，在黑暗、酷熱的環境下靠完全不同的化學合成有機質的方式來維持生命活動，這就是黑暗世界的食物鏈系統。

在大陸坡、深海區分布著天然氣水合物，即可燃冰。一旦海底升溫或減壓，就會釋放出大量的甲烷，在海水中形成甲烷柱，被科學家稱為“冷泉”。在冷泉附近可以形成特殊的生物群落。

近年來，在最古老的太古代的綠巖帶里發現了類似現代海洋中脊的深海煙囪，更證明了這一假說。

宇宙起源說

科學家發現彗星隕石中含有構成生物體所需要的有機物，如氨基酸等。銀河系星云中也發現了大量的有機分子。火星比地球小，離太陽較遠，故地殼冷卻較早，原始生命的形成可能比地球更早。

構成生命物質的主體

碳（C）、氫（H）、氮（N）、氧（O）、磷（P）、硫（S），這6種元素組成的不計其數的分子構成了生命物質的主體，它們也是生命化學起源中的主角。可這些元素是以怎樣的姿態從遠古的環境中走進生命的呢？

碳、氫、氮、氧元素的存在

40億年前地球大氣層中沒有氧氣存在。游離氧是生命的產物。這是科學上不爭的事實。原始大氣的組成依然是一個爭論的問題。長期以來有一種觀點，由于著名的尤里——米勒實驗而盛行起來，即大氣中包含氫氣（H?）、甲烷（CH?）、氨（NH?）和水蒸氣（H? O），因而富含氫。這種觀點已受到嚴重懷疑。實際上，米勒實驗最主要的貢獻是為原始環境中由無機分子合成有機物的可能性提供了一種證據，而不是去證明原始大氣中存在哪些物質。

很多專家認為，碳可能不是以和氫化合的形式（甲烷）而是以和氧化合的形式存在（主要是二氧化碳C?）。氮很可能是以分子氮（N?）或者是一種或幾種與氧化合的形式存在，而不是以氨存在。氫氣最多也只有極少量。

磷、硫元素的存在

那么磷呢？這種元素作為生物體中很多重要分子的組成成分，尤其是磷酸的組成成分，在太古時候是怎么存在的？令人奇怪的是在現今物質世界，至少在自然溶液中很難發現磷酸鹽的存在。地球上有豐富的磷，但卻被固鎖在不溶于水的磷酸鈣中，構成磷灰石礦。在海水和淡水中磷酸鹽的含量也極低。稀有的磷酸鹽分子如何起到生物學中心的作用？這是一個有趣的問題。其中一個可能回答是酸性，當磷灰石暴露在哪怕是很弱的酸性介質中時也能輕易地釋放出磷酸。或許太古時代的水環境就具有這樣的酸性。

另外，從現存火山口附近的氣體分析來看，擁有特殊的臭雞蛋氣味的硫化氫氣體讓人印象深刻。既然太古時期的地球上火山林立，因此沒有什么理由排除這樣一種可能性，那就是當時的大氣中含有硫化氫。

地質時代與生物進化

地史學家根據古生物的演化和地殼的運動，將地球的歷史分為五大時代，即太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。這就是地質時代。在每一個地質時代，生物的面貌都有著與這個地質時代緊密關聯的特點。一定程度上說，生物面貌決定于所處的地質時代。

地質時代的單位為：宙、代、紀、世、期、時。整個地殼歷史劃分為隱生宙和顯生宙兩大階段。宙之下分代，隱生宙分為太古代、元古代，顯生宙又劃分為古生代、中生代、新生代。代之下又可劃分若干紀，如寒武紀、侏羅紀、第四紀。每個紀又分為二個或三個世，世下分若干期，世以上的劃分與名稱是國際性的，是世界統一的，世以下的劃分與名稱是按各地區實際情況來決定的。

地史學家根據古生物的演化和地殼的運動，將地球的歷史分為五大階段，也就是五個代，即太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。

太古代屬于隱生宙，地球上的生命還處在孕育階段。在距今35億年前的地層里已經有細胞群體，在距今32億年的地層里已經有細菌，不過可靠的化石記錄不多。一般認為，晚期有細菌和低等藍藻存在。

化石研究表明，元古代時，藍藻和細菌已經開始繁盛，并且出現了原生動物。到末期，一些低等動物開始出現，如海綿（屬海綿動物門）、水母和水螅（后兩種屬腔腸動物門）等。

古生代分為若干個紀：

（1）寒武紀：這個時期地殼相對平靜，淺海面積大。以藻類和水生無脊椎動物三葉蟲（屬節肢動物門）為主，此紀又稱為“藻類時代”或“三葉蟲時代”。

（2）奧陶紀：這個時期地殼仍然平靜，淺海面積大。植物仍然以藻類為主。某些水生無脊椎動物非常繁盛，如三葉蟲、腕足類（屬擬軟體動物門）、頭足類（屬軟體動物門）和筆石（屬口索動物亞門）以及某些珊瑚（屬腔腸動物門）。此外，這一時期出現了原始脊椎動物——甲胄魚類。

（3）志留紀：這個時期初期地殼平靜，后期發生強烈的造山運動，就是由水平方向的壓力把地層褶皺成山并且造成斷裂的運動。植物界出現了原始陸生植物裸蕨。動物界無脊椎動物如三葉蟲、腕足類、筆石、珊瑚等仍然繁盛。此紀末期原始魚類開始繁盛。

（4）泥盆紀：這個時期，地殼表面出現了高山和陸地，氣候變得干燥炎熱。植物、動物開始向陸地發展，出現了大森林，原始的陸生動物兩棲類和昆蟲（是節肢動物門的一個重要的綱）開始欣欣向榮。同時海里的魚類大發展，因此，此紀又被稱為“魚類時代”。

（5）石炭紀：這個時期，氣候濕熱，蕨類有了極大的發展，陸地上出現大片造煤森林。兩棲類動物和昆蟲十分繁盛，所以有“兩棲動物時代”的稱呼。這個紀末期出現了原始爬行類動物。

（6）二疊紀：這個時期，地殼運動劇烈，氣候干熱。植物界裸子植物開始發展。動物界仍以兩棲類動物為主，爬行類動物開始征服陸地。

中生代時期，地殼開始穩定，氣候溫暖濕潤。裸子植物和爬行類動物恐龍等十分繁盛，有“恐龍時代”之稱。中生代也分若干個紀：

（1）三疊紀：這個時期裸子植物大發展，爬行類動物恐龍逐漸興盛，并且出現了最原始的哺乳類動物。

（2）侏羅紀：這個時期，裸子植物繼續發展，恐龍在動物界占統治地位。末期出現了鳥類。

（3）白堊紀：此時，被子植物出現，動物界爬行類動物恐龍衰落滅絕，哺乳類開始興起。

新生代時，地殼又趨向不穩定，海陸重新分布，氣候變冷。植物界被子植物迅速發展，動物界鳥類和哺乳類大發展，所以這個時期，又被稱為“被子植物時代”或“哺乳動物時代”。

生命進化規律

地球上的生命，從最原始的無細胞結構生物進化為有細胞結構的原核生物，從原核生物進化為真核單細胞生物，然后按照不同方向發展，出現了真菌界、植物界和動物界。植物界從藻類到裸蕨植物再到蕨類、裸子植物，最后出現了被子植物。

動物界從原始鞭毛蟲到多細胞動物，從原始多細胞動物到出現脊索動物，進而演化出高等脊索動物——脊椎動物。脊椎動物中的魚類又演化到兩棲類再到爬行類，從中分化出哺乳類和鳥類，哺乳類中的一支進一步發展為高等智慧生物人。這就是生命進化的主線。

進化的進步性

生物界的歷史發展表明，生物進化是從水生到陸生、從簡單到復雜、從低等到高等的過程，從中呈現出一種進步性發展的趨勢。一般說來，進化過程的進步具有如下特征：

（1）在生物界的前進運動中，可以看到不同層次的形態結構的逐步復雜化和完善化；與此相應，生理功能也日益專門化，效能亦逐步增高。

（2）從總體上看，遺傳信息量隨著生物的進化而逐步增加。

（3）內環境調控的不斷完善及對環境分析能力和反應方式的發展，加強了機體對外界環境的自主性，擴大了活動范圍。

生物進化的道路是曲折的，表現出種種特殊的復雜情況。除進步性發展外，生物界中還存在特化和退化現象。特化不同于全面的生物學的完善化，它是生物對某種環境條件的特異適應。這種進化方向有利于一個方面的發展卻減少了其他方面的適應性，當環境條件變化時，高度特化的生物類型往往由于不能適應而滅絕。對寄生或固著生活方式的適應，也可使機體某些器官和生理功能趨向退化。

進化的方式

生物界各個物種和類群的進化，是通過不同方式進行的。物種形成（小進化）主要有兩種方式：一種是漸進式形成，即由一個種逐漸演變為另一個或多個新種；另一種是爆發式形成，即多倍化種形成，這種方式在有性生殖的動物中很少發生，但在植物的進化中卻相當普遍，世界上約有一半左右的植物種是通過染色體數目的突然改變而產生的多倍體。物類形成（大進化）常常表現為爆發式的進化過程，從而使舊的類型和類群被迅速發展起來的新生的類型和類群所替代。

漸進化是達爾文進化論的一個基本概念。達爾文認為，在生存斗爭中，由適應的變異逐漸積累就會發展為顯著的變異而導致新種的形成。因為“自然選擇只能通過累積輕微的、連續的、有益的變異而發生作用，所以不能產生巨大的或突然的變化，它只能通過短且慢的步驟發生作用”。

與達爾文的主張相反，有些早期遺傳學家卻認為，新種可由大的不連續變異即突變直接產生，并把這種方式看作是進化變化的主要源泉，認為自然選擇對生物的進化不起積極作用。現代進化論堅持達爾文的漸變論思想和自然選擇的創造性作用，強調進化是群體在長時期的遺傳上的變化，認為通過突變（基因突變和染色體畸變）或遺傳重組、選擇、漂變、遷移和隔離等因素的作用，整個群體的基因組成就會發生變化，造成生殖隔離，演變為不同物種。

20世紀70年代以來，一些古生物學者根據化石記錄中顯示出的進化間隙，提出間斷平衡學說，代替傳統的漸進觀點。他們認為物種長期處于變化很小的靜態平衡狀態，由于某種原因，這種平衡會突然被打斷，在較短時間內迅速成為新種。

總體上說，生物的進化既包含有緩慢的漸進，也包含有急劇的躍進；既是連續的，又是間斷的。整個進化過程表現為漸進與躍進、連續與間斷的辯證統一。

進化的證據

構成地球表層的成層巖石，叫做地層。一般情況下，先沉積的地層在下面，后沉積的地層在上面，所以，下面的地層的年代比上面的古老。人們在挖掘地層時，常常發現一些古代生物的遺體和遺跡。這些生物的遺體和遺跡，經過若干萬年礦物質的填充和交換作用，已形成了生物化石。這樣，生物化石就成了證明生物進化的可靠證據。

從不同地層出土的古代生物化石顯示：結構越簡單的生物化石，出現在越古老的地層里；相反，結構越復雜的生物化石，出現在越新近的地層里，這充分說明，生物是由結構簡單逐漸向結構復雜進化的。現在地球上多姿多彩的生物，不是從地球一開始就這樣的，而是自從地球上出現了最原始的生命體以后，經過幾十億年的漫長時間逐步發展進化而來的。

進化的原因

我們已經知道了現代的生物是由古代的生物經過長期進化而來的。那么，生物進化的原因是什么？生物進化的過程又是怎樣的？

英國博物學家達爾文經過多年考察和研究，認為自然界中物種多樣性是自然選擇的結果。達爾文認為，動植物都具有很強的繁殖能力，但是實際上每種生物的后代，能夠發育長大而生存下來的個體卻很少，為什么會有這樣的現象？達爾文認為，這是由于過度繁殖而導致個體間生存斗爭的結果。地球上生物賴以生存的生活條件（食物、空間和水體等）是有一定限度的，過度繁殖的大量生物個體要生存下去，就得進行生存斗爭。生物的生存斗爭，除了個體（同種生物或不同種生物）之間在爭奪有限的生活條件而進行殊死斗爭以外，還有生物與自然條件（干旱、寒冷等）之間的斗爭。在生存斗爭過程中，那些具有有利于生存的變異個體，就容易生存下來并且繁殖后代；那些具有不利于生存的變異的個體，則容易被淘汰。地球上的各種生物通過激烈的生存斗爭，適應者生存下來，不適應者則被淘汰。達爾文把在生存斗爭中適者生存，不適者被淘汰的過程，叫做自然選擇。

達爾文的自然選擇學說，正確地解釋了生物界的多樣性和適應性，這對于人們正確認識生物界具有重要的意義。

自然選擇的結果

長頸鹿的祖先，有的頸和前肢長些，有的頸和前肢短些，而頸和前肢長短的性狀是可以遺傳的。后來，它們生活的地區氣候變得干旱了，地上的青草減少了，這時，頸和前肢長的由于能夠吃到樹上高處的樹葉而容易生存下來，并且繁殖后代；而那些頸和前肢短的由于吃不到足夠的食物而容易被淘汰。這就是自然選擇的結果。