生物进化的证据在哪里?

如今,科学家们不仅接受了生物进化的理论,而且找到了大量的证据来证明这一点。

最直接、最可靠的证据就是古生物研究中挖掘出的大量化石。化石是保存在地层中的远古生物的遗骸和遗迹以及生物活动的遗迹和遗物的总称。不同地质年代发现的不同化石,是地球演化不同时期各种生物发生发展的真实记录。因此,化石是能够证明生物进化的最有说服力的历史证据之一。

通过化石,人们知道太古代在形成初期地球上没有生命。已知最早的生命痕迹出现在34亿年前。元古代开始出现一些原始动植物,主要是单细胞绿藻、原生动物和腔肠动物。古生代化石非常丰富,几乎所有的无脊椎动物都能找到它们的代表。有一种属于节肢动物门的古老生物叫做三叶虫。它的壳很容易作为化石保存下来。从化石中可以清楚地看到,这种小动物出现于早寒武世,晚寒武世达到顶峰,志留纪后逐渐衰落,二叠纪未完全灭绝。持续了上亿年,物种多达一万种,所以有人把那个时代叫做“三叶虫时代”

中古生代是鱼类的全盛时期。古生代末期,两栖动物高度发展,原始爬行动物和原始裸子植物同时出现。中生代是爬行动物和裸子植物的时代。这一代中期,恐龙称霸世界,广泛分布在陆、水、空各个领域。新生代出现了现代生物,恐龙等大型爬行动物和裸子植物基本灭绝,取而代之的是鸟类、哺乳动物和被子植物。新生代晚期,200万年到300万年前,生物进化达到顶峰,完成了从猿到人的转变。

化石的发现和研究清楚地表明,地球上的各种生物并不是同时出现的,而是有早有晚。地层挖掘越早,化石结构越简单。后期地层中挖掘出的化石结构越复杂,与现在的生物类型越相似。演变的总趋势是由简单到复杂,由低到高,类型由少到多。这清楚地表明,生命是在漫长的历史发展中不断前进的,各种生物都是经过亿万年的逐步进化发展而形成的。

一些过渡性生物化石,如始祖鸟化石,具有鸟类和爬行动物的特征,说明鸟类是由远古爬行动物进化而来的。有数百种各种马的化石。如果按照地质年代顺序排列,可以清晰地看到从祖先马、渐新马、中新马、上新马到现代马的整个变化过程。

此外,有一些器官在一些生物中非常发达和有用,但在另一些生物中明显退化和变得无用。这叫“痕迹器官”,像人的阑尾。物种进化的历史可以追溯到痕迹器官的存在。鲸体内有后肢骨骼的痕迹,说明鲸起源于陆生脊椎动物。蟒蛇全身赤裸,没有腿,但体内有四肢的痕迹,说明它起源于四足动物。

通过挖掘化石来研究生物进化的过程是有说服力的,但这并不是一件容易的事情。任何结论都必须经过艰苦的挖掘和认真的考证才能得出。自近年来中国科学家发现“中华龙鸟”和“孔子鸟”化石后,一场关于“谁是鸟类的真正祖先”的争论就开始了。然而,许多中外科学家在看了中华龙鸟的化石后,认为这是恐龙化石而不是鸟化石。虽然孔子和始祖鸟都生活在中生代的晚侏罗世,但是孔子化石所在的地层的地质年代比始祖鸟晚一点。所以世界上发现的最早的过渡鸟类化石是德国的始祖鸟。但这场争论仍在继续。

比较解剖学也为生物进化提供了有力的证据。在许多不同种类的生物中,一些位置相似的器官在外观和功能上有很大差异,但其内部结构基本相同,在胚胎发育过程中具有相似的起源。这样的器官称为“同源器官”。比如鸟类的翅膀,哺乳动物的两只前肢。这说明它们都起源于原始爬行动物。相反,有些器官在外形和功能上是相似的,但在胚胎发育中的内部结构和起源是不同的,这种器官被称为“功能相同的器官”。比如鸟和苍蝇的翅膀。这说明这些生物并不是从同一个祖先发展而来,它们的器官在适应外界环境发展变化的过程中趋于一致,形成了相似的形态。

胚胎学的证据更有趣。所有高等动植物的胚胎发育都是从一个受精卵开始的,这似乎表明高等生物起源于低等单细胞生物。鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类、哺乳动物和人类在成熟的个体形态上有很大不同。但观察它们的早期胚胎,它们相似到了无法辨认的程度。在早期胚胎中,各种高等生物都有鳃裂和尾巴,头大,身体弯曲,发育到一定程度后才呈现出不同的形状。这说明脊椎动物有共同的祖先,人类是由有尾巴的动物进化而来的。这个现象就是赫胥黎和黑克尔在1866中提出的“生物发生定律”的证明,也叫“递归定律”。这是因为生物在个体发育中快速再现了其祖先的主要进化阶段,这是生物进化的有力而有趣的证据。

此外,细胞学、生物化学和分子生物学也能为进化提供证据。比如我们可以从生物染色体的数量和形态来研究物种之间的亲缘关系。相同的染色体数目和相似的形态表明它们在物种上有非常近的亲缘关系。如果用血清比较的方法进行鉴定,会发现狗和狼的亲缘关系比较近,但和狐狸和牛相差甚远。先进的科学技术提供了各种精密的测试方法,为研究物种关系和生物进化打开了方便之门。

物种的地理分布也从某个侧面印证了进化的过程。比如在澳大利亚和新西兰,有很多袋鼠、有袋类等有袋动物,也有鸭嘴兽、针鼹等单系动物,但很难见到有胎盘动物。这说明有胎盘哺乳动物最早出现在北方大陆,后来逐渐向南方迁移。而新西兰的陆地在中生代侏罗纪就离开了大陆,澳大利亚的陆地也在中生代白垩纪之前与北方大陆分离,所以北方大陆的新物种无法进入远离海洋的地区,这使得隔离的陆地仍然保持着原始哺乳动物物种的水平。

总之,各种无数的证据给了生物进化的科学理论一个很好的解释。在令人信服的科学理论和有力证据的支持下,生物进化论和细胞学说一起成为现代生物科学的基础理论,并引领和带动了生物学的各个分支蓬勃发展。