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第七章 动物的进化（第2页）

此外，还有人提出不同的看法：有人认为是火山突然爆发，引起极度猛烈的狂风，使猛犸象速冻而死；有人认为是大量彗星尘埃进入地球大气上层空间，导致地球上最近一次冰期的到来，此时海洋把热量传给陆地，引起了真正的冰“雨”，由此猛犸象灭绝……

一直以来，各国的科学家始终致力于猛犸象的研究，并希望有一天能利用现代克隆技术将猛犸象复活。目前科学家已经基本完成猛犸象所有基因密码的破译工作，为复活猛犸象提供了必要的基因基础，但还有很多难题需要解决。首先要获得带有完整基因的猛犸象的细胞核，然后将这个细胞核移植到猛犸象近亲，如非洲象的去核卵细胞里，再通过动物细胞培养技术手段让这颗卵发育成早期胚胎。把这个胚胎移植到非洲象的子宫里让它发育，最终就可以得到猛犸象了。以目前的技术手段，复活猛犸象已经不再是不可逾越的问题了。

在西伯利亚一处大约130平方千米的保护区，科学家通过恢复冰河时期末远古草原以及克隆复活猛犸象等部分远古灭绝物种，即“更新世公园”计划，重现猛犸象所存在的冰河时期的生态环境，力图抵御未来可能的气候变化。

四、沧海桑田的演化——化石浅谈

你知道吗？地球诞生大概有46亿年了，有生命的历史接近36亿年。我们如何知道某种生物曾经存在过？如何了解那些已经灭绝了的生物的信息？化石就是古代生物留给我们的标本，是古代生物存在过的标志，是地球生命演化史的石头书。

什么是化石？

化石是埋藏在地层中的古代生物的遗体、遗迹或遗物，如恐龙的骨骼化石、恐龙的足迹化石、古人类留下的饰物、灰烬等。生活于过去的生物体的坚硬部分，如动物的骨骼、牙齿、硬壳，植物的叶、茎干，都可以经石化作用而形成化石。也有些罕见的化石，如西伯利亚冻土层中的猛犸象、在煤层的琥珀中所含的昆虫等，由于软体完全埋没于地层中，形成毫无石化的古生物遗体，仍然称为化石。

化石是怎么形成的？

古代动物死后，尸体的内脏、肌肉等柔软的组织很快便会腐烂，牙齿和骨骼因为有机质较少、无机质较多，能保存较长的时间。如果尸体恰好被泥沙掩埋，与空气隔绝，腐烂的过程便会放慢。泥沙空隙中有缓慢流动的地下水。水流一方面溶解岩石和泥沙内的矿物质，另一方面将水中过剩的矿物质沉淀下来，或成为晶体，或随着水流逐渐渗进埋在泥沙中的骨内，填补牙齿和骨骼有机质腐烂后留下的空间。如果条件合适，由外界渗进骨内的矿物质在牙齿和骨骼腐烂解体之前能有效地替代骨骼原有的有机质，牙齿和骨骼便完好地保存成为化石。由于化石中的大量矿物质是极为细致地慢慢替代其中的有机质，所以能完整地保存牙齿和骨骼原来的形态，连通过电子显微镜才能看清的组织形态都能原样保存。日久天长，骨骼的质量不断增加，由原来的牙齿和骨骼变成了还保存牙齿和骨骼原有的外形和内部结构的石头，这个过程被称作“石化过程”。

除了牙齿和骨骼外，有的动物的粪便也能形成化石。例如，有的肉食性动物吃肉时是连着碎骨一起吞下的，粪便里有许多没有被消化掉的碎骨，碎骨不容易腐烂，所以也能成为化石。脚印也能形成化石。人或动物踩在泥沙上，形成脚印。泥沙干后，脚印又被另外的物质填满。两种物质都被后来渗进去的矿物质石化后保存下来，但是两种物质的性质不同、软硬不同，容易风化或破坏的程度也不同。一种物质被风化或破坏后，另一种物质便表现为脚印化石。

化石能说明什么？

人们通过对化石的研究发现：在越早形成的地层里，成为化石的生物越简单、越低等；在越晚形成的地层里，成为化石的生物越复杂、越高等。这不仅证明了现在地球上每一种生物都是经过漫长的地质年代进化来的，也证明了生物从简单到复杂、从低等到高等、从水生到陆生的进化次序。所以古生物化石的存在，直接证明了达尔文进化论的正确性。

此外，人们通过对化石的研究，还可以得到关于各个地质历史时期生物、环境的很多信息。例如，通过对众所周知的“北京人”头盖骨化石的研究，人们发现“北京人”的嘴部比较突出，这就可以说明他们的手还不够灵活，很多食物还得靠用嘴直接啃食，也可以说明他们的大脑还不够发达。通过对古人类留下的动物骨骼化石的研究，不仅可以知道他们都吃了什么，还可以通过对这些动物的生活习性的分析，推测当时的气候条件等，从而使人们对古代地球的生物、环境有比较全面的认识。所以，可以说化石是帮助我们了解地球过去的一部浩瀚的石头书。

五、动物消化的进化

你知道吗？在竞争激烈、适者生存的大自然里，各种动物都有自己的消化方式。纵观动物消化方式的进化，也可以看出整个动物界的进化历程。那么，动物都有哪些消化方式呢？各种消化方式是怎样进化的呢？

变形虫、草履虫：细胞内消化

单细胞动物如变形虫没有专门负责消化的结构，既没有专门摄食的口，也没有专门排遗的肛门。当遇到食物颗粒时，变形虫通过细胞质的流动发生变形，形成食物泡，在食物泡里将食物颗粒逐渐消化，最后再把剩余的残渣通过小泡由质膜排出。草履虫（图7-5）则通过一个类似于口的胞口吞进食物颗粒，再形成食物泡消化，最后由相当于肛门的胞肛把食物残渣排出。

图7-5草履虫

这种细胞内消化是最原始的消化方式，它的首要缺点是不能消化过大的食物颗粒。而且，因为食物直接进入体内，食物的种类也大受限制，有些对高等动物很正常的食物，对变形虫、草履虫这样的单细胞动物却成了毒物。

水螅：有口无肛门，有了消化腔

随着进化，生物逐渐由单细胞动物演化出多细胞动物，到腔肠动物阶段，就演化出了可以摄食的口。只是腔肠动物的口兼有摄食和排遗功能，所以它们是没有肛门的。从消化方式上看，腔肠动物属于兼有细胞内消化和细胞外消化的中间过渡类型。最常见的腔肠动物是水螅，它们的体壁由两层细胞构成，内层多数细胞能进行细胞内消化，少数细胞能向体腔内分泌消化酶。水螅吞食食物颗粒后，小一点的食物颗粒可以进入细胞进行细胞内消化，大一点的食物颗粒则在体腔中进行细胞外消化。由于水螅没有肛门，剩余的食物残渣由口排出。对水螅来说，消化的食物数量显然提高了，但由于有细胞内消化，食物的种类仍会大大限制它们的分布与生存。

涡虫：有了消化管，却有口无肛门

动物在进化到扁形动物（常见的是涡虫）时，有了专门负责消化吸收的消化管。涡虫的咽吸住食物后，肠即分泌消化液，将食物溶解，再吸入肠内，进行消化。由于涡虫没有肛门，不能消化的食物残渣仍由口排出。

蛔虫：有了真正的消化管

从蛔虫（图7-6），即线形动物开始，消化管有口和肛门两个开口，食物经口、咽、肠、直肠，再由肛门排出，使消化和吸收后的食物不再与新进入的食物相混合，这样专门负责消化、吸收的消化管分工更明确，功能更完善，在进化上有很大的意义。但线形动物还没有进化出循环系统，只依靠初生体腔运输养料，效率很低，在动物界仍属于低等类型。

图7-6蛔虫

脊椎动物：有了消化系统——消化管和消化腺

脊椎动物（高等动物）有了由消化管和消化腺组成的完善的消化系统。消化管负责食物的消化和吸收，消化腺分泌消化酶促进食物的分解消化。例如，人的消化管要完成如表7-1所示的消化过程。

表7-1人的消化管及主要消化过程

续表

进化至此，细胞外消化才真正完善了。有了完善的消化系统，动物才能利用尽可能少的食物获得尽可能多的能量。动物从摄食中解放出来，也促进了动物的整体进化。由于不同动物处于不同的环境中，它们向不同的方向演化，消化系统也出现了众多的适应类型。例如，牛适应反刍活动有了4个胃，鸟类进化出了磨碎食物的砂囊等。