演化的理论和证据

在不认识达尔文，不知道演化论之前，你是否相信以下片段中所说的呢？

那么让我们看看为什么那么多科学家都支持演化论吧！

演化主要事件

在进化过程中，有许多关键性的生物分化，配合地质年代与进化历程，能够归纳出进化时间表。目前已知的化石纪录中，最早生命遗迹是出现在约38亿年前，原核单细胞生物则出现在33亿年前。到了22亿年前，才出现最早的真核单细胞生物，如蓝绿菌。6亿年前藻类与软件无脊椎动物出现。再此之前的年代称为前寒武纪。

古生代是由5亿4千3百万年前到5亿1千万年前所发生的寒武纪大爆发开始，此时大多数现代动物在分类上的门已经出现。之后海中藻类大量出现，而且植物与节肢动物开始登上陆地。最早的维管束植物在4亿3千9百万到4亿9百万年前出现。接着是硬骨鱼类、两栖类与昆虫的出现。3亿6千3百万年前到2亿9千万年前，维管束植物开始发展成大型森林，同时最早的种子植物与爬虫类出现，并由两栖类支配地球。最后爬虫类开始发展，并分化出类似哺乳类的爬虫类，随后发生二叠纪灭绝事件，古生代结束。

中生代开始于2亿4千5百万年前，这时以恐龙为主的爬虫类与裸子植物逐渐支配地球。1亿4千4百万年前到6千5百万年前，开花植物出现，最后中生代结束于白垩纪灭绝事件。

6千5百万年前之后则称为新生代，哺乳类、鸟类与能够为开花植物授粉的昆虫开始发展。开花植物与哺乳动物在这段时间取代了裸子植物与爬虫类，成为支配地球的生物。可能是人类祖先的类人猿出现在360万年前，直到10万年前，‎现代人（学名：Homo sapiens）才诞生。

1863年﹐ 达尔文出版「物种起源」后两年﹐ 正当人人都质疑演化论的说法﹐ 指众多物种既然都是演化分支产生而来﹐ 为何没有不同物种间的中间类型化石﹐ 例如鸟和爬虫的﹖﹐ 一直反对达尔文演化论的的科学对手欧文 (Richard Owen)就找到了第一块证实鸟类和爬虫演化关系的化石﹕ Archaeopteryx (始祖鸟)。 此后古生物学家在各地找到不同类型品种的始祖鸟类化石。反演化论者一直说这些都「只是鸟类化石」﹐一直否认这些化石具有的爬虫特征。这影片以Archaeopteryx (始祖鸟)17种爬虫特征 (鸟类所无特征)为例子﹐ 反驳他们的谬论﹐ 且解释为何Archaeopteryx (始祖鸟)就是证明演化发生的一个有力证据。

注：点击影片播放器下方的“CC”能够显示繁体中文字幕。

脊椎动物胚胎发育过程

所有的脊椎动物胚胎在发育初期都非常相似，在发育的过程中，这样的相似会逐渐减少，最后形成各物种的型态。举例而言，虽然各种成熟的脊椎动物差异很大，但是它们的胚胎型态在发育初期却非常相似，腮裂仍然出现在已经没有腮的爬虫类、鸟类与哺乳类胚胎中。鱼类的二房心会被保留到成体，而人类的胚胎虽然也有这种构造，却会在胚胎成熟后消失。

1870年代提出胚胎重演学说的恩斯特·海克尔，认为不同物种在同一段发育时期的差异也会显现出这些物种在进化上的亲近程度，而且这些生物进化历史的重复表现，能够出现在任何生物的胚胎发育过程。但是到了1997年，海克尔的理论正式被推翻。理察森与先前的一些研究发现，胚胎发育的型态，并不完全符合进化上的亲近程度。即使如此，现今的某些中学生物教科书依然继续使用海克尔的理论。

在胚胎重演论提出直到被推翻的期间，胚胎学对于进化机制的解释并没有太大的进展。但是近年的进化发育生物学（Evolitionary developmental biology、Evo Devo）研究，将分子生物学与发育生物学等学门结合，解释基因的改变对于动物形态的控制过程。同时也发现外表差异相当大的动物之间，也拥有相同的调控基因。以及相同的基因在不同的时间与空间，具有不同的作用。这些调控动物发育过程的基因，主要为一类Hox基因。

脊椎动物型态比较

脊椎动物同源构造的相互比较。从上到下，从左到右分别是有尾目（蝾螈等）、龟、鳄鱼、鸟、蝙蝠、鲸鱼、鼹鼠以及人类的前肢。

脊椎动物五趾肢的比较，支持了脊椎动物具有共同祖先的理论。举例而言，虽然人类、猫、鲸鱼与蝙蝠的五趾肢在型态上有所差异，但是主要架构都很相似。这些“同源”的构造，适应了不同的功能，如抓握、行走、游泳与飞行。

此外有一些构造在功能上相似，但却具有不同的型态。例如蝙蝠、鸟类与昆虫的翅膀；昆虫与脊椎动物的腿；章鱼与脊椎动物的眼睛；鱼类、鲸鱼与龙虾的鳍等。这类“异源”的构造，适应了相同的功能，如飞行、行走、感光与游泳。

从这段影片中，可以了解到四足动物的四肢其实是由鱼鳍演化而来的。

原始生命的诞生

在1953年，美国芝加哥大学研究生米勒（S.L.Miller）在其导师尤利（H.C.Urey）指导下完成了一个著名的实验，米勒模拟实验（Miller’s simulated experiment）。 他们设计了一套玻璃仪器装置。球形的玻璃容器里模拟的是原始地球的大气，主要有氢气、甲烷和氨气。在实验过程中，需要把烧瓶里的水煮沸，这模拟的是原始海洋里的蒸发现象。球形的电火花室里外接有高频线圈，使电极可以连续火花放电，这模拟的是原始地球大气中的放电现象。放电进行了一周，让米勒惊喜的是，实验中产生了多种氨基酸。 此实验概念来自于： （1）现在远离太阳、历史上可能变化较小的巨行星（如木星和土星），它们的大气都是没有游离氧（O2）的还原性大气，其主要成分是氢（H2）、氦（He）、甲烷（CH4）和氨（NH3）；由此推测原始地球的大气，大概也是这样的还原性大气。 （2） 据测定，现在能作用于地球大气层的能源，主要是太阳辐射中的紫外线、雷电和宇宙射线等。其中宇宙射线不足以合成有机物，还原性气体仅吸收短波紫外线，但短波紫外线（波长＜1500埃）在太阳辐射紫外线中仅占极微量，可作有机合成能源的量极少；而每年雷电次数较多，可作有机合成的能量较大，又在靠近海洋表面处释放，这样在原始地球还原性大气中合成的产物就很容易溶于原始海洋之中。 基于上述考虑，米勒在实验室内进行了模拟原始地球还原性大气中雷鸣闪电的实验，看看能否合成有机物，特别是氨基酸、核糖、嘧啶、嘌呤等组成蛋白质和核酸的生物小分子。

氨基酸和核苷酸是动植物体内普遍存在和最最重要的两种生物小分子，它们是建造生命大厦的砖块和石头。由不是生物体基本结构单元的无机小分子演变为生物小分子，这无疑是生命进化过程中至关重要的一步，但是，由于生物小分子毕竟过于简单，只有它们演变成更为复杂的生物大分子之后，才能导致生命的诞生。
在原始地球上，自然合成的氨基酸和核苷酸随雨水汇集到湖泊海洋里。矿物粘土把这些生物小分子吸附到自己周围，在铜、锌、钠、镁等金属离子催化下，许多氨基酸分子通过脱去水分子而连接在一起，形成更为复杂的分子，也就是蛋白质分子。同样，许多核苷酸分子可以通过脱去水分子而连接在一起，形成更为复杂的分子，也就是核酸分子。
核酸是生物的遗传物质，生物体生长、繁殖、行为和新陈代谢的信息就包含在核酸分子里核苷酸的排列顺序中，可以说，每一种核苷酸排列顺序都是一篇记录着生命信息的文章，书写的文字就是核苷酸。
核酸是生命的信息分子，对于生命是绝对重要的。然而核酸的功能却是通过蛋白质来实现的，就连核酸本身的复制都需要蛋白质参与。
原始地球的湖泊海洋里出现了核酸和蛋白质以后，也许有人认为生命从此就诞生了，因为自然界中一些病毒就是由核酸和蛋白质组成的，而类病毒就更是简单得可怜，只是一个核酸分子，这个核酸分子能侵入植物细胞并使植物得病，马铃薯纺锤状块茎病就是这种类病毒感染的结果。
病毒和类病毒只能在活细胞内生存繁殖，至于是不是一种生命形式，目前还存在争议。
生物为了适应环境，在进化过程中，它必须从简单到复杂、从低级到高级这样一个过程当中进行演化，而一个简单的分子，在传宗接代过程中是无能为力把其它物质聚集在自己周围的，它必须形成具有一定结构的复杂形态的实体。
在原始海洋里，随着时间推移，自然合成的生物大分子浓度越来越高，最终形成了具有一定形态结构的分子实体，并进一步进化为最原始的生命。


相关参考：http://old.biovip.com/content/20050826/35141.htm