銀月亮和銀狐狸

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《生命和家園 24》

(2024-05-05 23:11:40) 下一個

寒武紀生物大多棲息在類似大陸架的淺海。這些生物已經形成了完整和複雜的生態係統。浮遊在水中和生成在水底的藻類捕捉太陽光進行光合作用。有些動物追逐水藻為生。而海綿和一些軟體動物等著水流將水藻帶過來。有些動物會捕食別的較小的動物。動物肉質提供出比藻類更高效的營養。而貝類動物依靠貝殼來保護自己。最頂級的捕食者是奇蝦。它大概是把捕獲的動物生吞進去。這種凶猛的節肢動物可以長到兩米長。在恐龍出現之前的三億年裏,節肢動物是地球的統治者。係列電影《異形》中越能力怪物的原形出自於節肢動物。寒武紀的動物們也會受到寄生生物的困擾。奇蝦沒有天敵,但是有害的病毒和細菌同樣會威脅到它們的生存。

這時候生物之間的關係和五億年後達爾文觀察到的已經沒有太大的差別。基因是生命活動和演化的驅動力。基因的作用不僅僅是在分子和細胞層麵,它的功能和變異依然能決定複雜生物的器官以及生物整體的形態,功能,和行為。而這些複雜的生物也演化出又一層次可以用日常語言描述出來的生命活動。在能量交換中,生物體先攝取食物,再將之消化分解成簡單分子,被吸收後,進入細胞內的新陳代謝過程。在個體的複製中,生物體先要求偶和交配才能完成配子細胞的融合,如此繁衍出後代。原來的細胞內的自然競爭上升到生物個體之間的生物種內和種間競爭,出現了攻擊和防衛行為,有了掠奪,廝殺,和戰爭。細胞的原始應激反應上升到生物個體的應激行為,讓我們誤以為生物具有行為的目的性,或者意識。其實這一切都是由基因決定了。

寒武紀裏出現了一個稱為三葉蟲的節肢動物門類。它們的化石在地球上各處都被發現過。早在沃爾科特發現布爾吉斯生物群之前就已經為考古學家所熟知。三葉蟲渾身披掛堅硬的磷酸鈣角質的甲殼。它們不僅數量眾多,而且種類繁多。有的小如硬幣,有的大如手掌。有的以水藻為生,而另外的捕食別的動物,也被別的動物捕食。三葉蟲應該已經有了神經係統,因為它們具備了一雙複眼,可以利用視覺來主動覓食和躲避敵人。每個複眼有幾千個突起的透明碳酸鈣方解石小晶柱整齊排列在一起。晶體的晶軸正好沿著柱體的方向,以消除入射光的折射效應。

眼睛是寒武紀生物的發明。十八世紀的神學哲學家佩利曾經論述道,像人眼這麽精致又完美的器官隻能由神創造。這也是達爾文演化論的一個疑難。現在我們看來,眼睛的起源和發展又是生物演化的有趣的例子。很多的動物和植物,甚至單細胞生物都有感光的能力。它們將接受到的光轉化成熱,或者是電信號。一些原始生物有一些稱為眼點的含有感光蛋白質的細胞。道金斯認為,當生物體有感光的需求時,眼睛的演化就開始了。眼點先是平板狀,然後逐漸凹陷,開口收縮。這種感光就有方向性。當開口縮小到一定程度時,小孔成像就實現了。生物體感知到的不僅僅是光亮,而且是圖像,既使這時候的圖像即暗淡又模糊。現在鸚鵡螺的視覺仍然隻是小洞成像的方式。然後小孔開口處生長出一層透明的細胞將眼睛凹腔封閉起來,以避免寄生動物侵擾和外部雜質的汙染。之後,透明細胞層又分化成多層,其中的一層形成蛋白晶狀體的透鏡,聚焦光線。這樣,眼睛成像的光度和清晰度可以高出上百倍。晶狀體的前後充滿玻璃液,支撐住整個眼球。最後,視網膜的感光細胞演化到能夠分辨光的不同波長。生物體視覺感知的世界不隻是明暗,而且有了色彩。

—寫於2022年11月18日(圖片來自網絡)

 

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