略论动物发展的历史 [复制链接]

第5版()
专栏：学术研究

略论动物发展的历史
杨钟健
生命或最早的生物是从无机物中演化出来的。从简单的最原始动物（如细菌式或病毒式的生命体）到单细胞动物，再到多细胞动物，演化过程非常之长。从简单的多细胞动物演化到人类，中经几个决定性阶段：从无定形的和放射性的躯体构造演化为对称性的构造，从无脊椎动物演化到脊椎动物，由水中的动物经两栖类发展为陆上的动物，最后从猿到人。动物演化的各个阶段都充满激烈的斗争。生物的演化过程，也就是一分为二的过程。每一次演化都意味着生物体内部机能的改变。而每一次的改变都是旧矛盾的解决和新矛盾的产生。一个发展阶段就是一次大的飞跃。
动物演化的几个主要阶段
地球上动物发展的历史是“一分为二”的过程。生命或最早的生物是从无机物中演化出来的。我们虽没有化石方面的证据，但可以判定，完成这一演化过程所需的时间非常之长。由简单的最原始动物（如细菌式或病毒式的生命体）演化到单细胞的原生虫式的原生动物的过程，也没有化石纪录。但这一过程所需的时间，有人估计，比以后的各个发展阶段所需时间的总和还要长。单细胞的原生虫式的原生动物已具有吸取营养、不断增殖、新陈代谢、种生殖等功能。所以，这一发展阶段是动物发展史上决定性阶段。第三个主要的发展阶段是由单细胞动物变为多细胞动物。这一演化过程也有决定性意义，因为动物如不发展为多细胞，就很难进一步发展。这一阶段，虽然已有了化石纪录，但也不多。从此以后，我们才有丰富的化石证据。以后的发展直到现在，共计用了五亿多年时间。以前各阶段估计需要更长的时间。寒武纪①以前，各地层中单纯的藻类和其他一些简单的动物的直接或间接的化石，也证明了这一点。
从简单的多细胞动物演化到人类，有五亿多年的历史。在其中也有几个决定性阶段。其中之一就是从原始的无定形的和放射性的躯体构造演化为对称性的构造。只有对称的生活，才能进一步改善运动的方式，和身体各部合适的安排。这一发展阶段是在腔肠动物门中的棘皮动物中完成的。因为只有这类动物，有些是放射性的，有些已成为对称性。再一个阶段就是由无脊椎动物演化出原始的鱼，即脊椎动物。脊椎是高等生物全身的支架，好象房屋的栋梁一样。不经过这一阶段，就不可能有高等的脊椎动物。第三个发展阶段就是如何由水中的动物发展为陆上的动物，因为早期的动物（包括当时最进步的鱼）都是在水中的。由水中到陆地上（无脊椎动物中的昆虫类也发展到不但能在陆上生活，还可以在空中活动，但由于构造的限制，体格不能太大，所以就使它们进一步发展受到限制，走进了死胡同，这里不拟多谈），就是由原鱼类中的总鳍类逐步演化为能到陆上生活的两栖类。两栖类再进一步演化为完全在陆上生活的爬行类。爬行类和早期的四足类都没有控制体温的机能，其体温随外界的升降而升降，因此象恐龙这样大的爬行动物，在发展上也受到限制。所以，动物演化的下一决定性阶段就是由所谓“冷血”动物变为“热血”动物，也就是鸟和哺乳动物。哺乳动物比鸟更多经历了一种发展，那就是由卵生到胎生。只有胎生才能使动物的胎儿受到比较长期的保养，从而为它的进一步演化创造了必要的条件。最后，从猿到人也是一个决定性的发展阶段。这一阶段的主要特点是通过劳动，引起四肢和脑子的复杂变化和发展，形成了能做工具、改造自然的动物——人。
上面所说的动物演化的各个阶段，都是充满着激烈的斗争的。也不是任何一种动物都能够经历这些演化的阶段。有许多种动物，由于它们本身的机能不能适应外部环境的剧烈变化，终于死亡、绝种了。多数在地史上灭绝的生物就是这样在生物演化的历史上消失的。也有许多种动物基本上停留在原来水平上，没有发生进一步的演化。目前生存的所谓活化石和大多数保守的生物归于此类。
脊椎动物的来源
现在，我想比较详细地谈一谈脊椎动物中的最原始的“鱼”是如何形成的问题，实质上也就是脊椎动物的来源问题。
一百多年来，关于脊椎动物的来源有过各种不同的学说，几乎每一类无脊椎动物都曾被人当作脊椎动物的祖先。但在各种学说中，有一点是共同的，就是脊椎动物只能从无脊椎动物的一类中分化出来。近年来，比较一致的看法是，同脊椎动物有最接近的关系的是脊索类，如文昌鱼；关系较远的是被囊类（或称尾索类）和玉钩虫类。这些动物的来源有理由追溯到棘皮动物，因此可以说棘皮动物为脊椎动物的远祖。
真正毫无疑问的无脊椎动物和脊椎动物之间的中间类型，还缺少化石的证据。虽然有人认为文昌鱼是退化了的脊椎动物，但从形态上和解剖上看来，它具有原始脊椎动物性质，看来是没有多少疑问的。同时，我们不要忘记，在古生代②中期，大量门类繁多的无颚类、盾皮类等，从现代鱼的严格意义上说，远不是真正的鱼，因为这些原始的鱼，和以后的鱼相差很远，有的甚至连头或下颚也没有（分类上各列为一纲）。这些“不是鱼的鱼”，实际上代表从最原始的文昌鱼、玉钩虫等到真正的鱼的过渡类型。而真正的鱼是从盾皮纲中的某个种分化出来的。无颚类在现在只留下少数残存的几种（圆口类），而盾皮类则完全灭绝了。可以说，这些在古生代中期极为繁盛的原始的鱼，已逐渐让位于从古生代后期开始繁盛的鱼了。
至于形成脊椎动物的原因，今天也缺乏化石证据，因为软的东西是不易保存的。但是，可以设想，有一种新的发展方向在起作用，就是神经系统的移位和集中。这在脊椎动物是最重要的性质。在上述的几类原始脊索动物中，都具有这一特点。以后的发展，不过是神经系统（包括后来的脑）的不断扩大和复杂化罢了。在这里，又是新生的东西在起着决定性的作用。
脊椎动物如何从水上发展到陆地
首先必须指出，动物到陆地上生活，必须以植物在陆地上生长为先决条件，否则就没有可供动物吃的植物食料。但是动物能够逐渐适应于陆地生活，并不是在顺利的条件下实现的，恰恰相反，是在颇不顺利的条件下实现的。在最早有陆地动物时期（古生代后期），地球上有许多地方，气候变得干燥了，海水下退了，出现了大量内湖池沼，而这些内湖池沼也还在缩小。在这种情况下，水生的鱼面临着两条道路。一条道路是死亡，实际上大多数动物就这样地消失了。而在各类鱼中，有一类名叫总鳍类的（和现在的肺鱼相近的种类）走了另一条道路。它们能够或多或少地在水很缺乏或短期没有水时生存下去。这样锻炼再锻炼，斗争再斗争，就演化成为两栖类。两栖类可以在部分时间内在陆上生活，但还不能完全离开水。以后，又逐渐演化成为能完全在陆上生活的爬行动物。这说明，动物之所以成功地到了陆地，不是为了寻求陆地生活，而是因为没有了水，非如此不可。所以说，这是一个激烈的斗争过程。
哺乳动物的产生
哺乳动物从新生代③开始，大为繁盛，最后演化成人。但在中生代④中后期（从上三叠纪⑤起）已有一些小的原始的哺乳类，但比起那时代繁盛的爬行类（特别是恐龙）来，处于弱小的、被欺压的地位。但是由于它具有若干新生的、不可战胜的条件（如体温不随环境而变，由卵生改为胎生等等），终于在中生代末期，代替了大多数爬行类而称雄于世界。
这些小的原始的哺乳动物也有一个很长的发展时期。在爬行动物中，有一类名叫兽形类，已具备许多哺乳动物的性质，如其中一目名叫鼬龙类，在外表上和一些构造上非常接近于哺乳动物，如它已具有成对的枕髁、骨质的假腭、具升枝的大的齿骨、分化的牙齿、有肘突和肩峰等进步的类似哺乳动物的性质，在这些方面和哺乳动物没有什么差别。所以，一般叫它近哺乳类。但是这些动物，按动物的全部特性来说，不是哺乳动物。因为，它还具有方骨、关节骨的关节、简单的耳柱骨、下颚有后齿骨、有间锁骨、鸟喙骨和前鸟喙骨等古爬行类的特征。我们可以肯定，这些所谓兽形类的类似哺乳类的爬行动物，代表哺乳动物的最原始的祖先类型。这些动物在二叠纪⑥已开始。可以说，哺乳动物是经过漫长岁月的演化方才形成的。但这决不等于说，其中没有激烈变化的过程。如在上二叠纪到三叠纪、白垩纪⑦末或第三纪⑧初等，都是变化比较激烈的时期。在这些时期，都是脊椎动物辐射最利害的时期。上二叠纪到三叠纪是爬行动物辐射时期，形成了中生代繁盛的各类爬行动物。白垩纪为原始哺乳动物分化时期。第三纪初期，是原始的哺乳动物形成以及近代化的哺乳动物开始出现的时期。生物史上不同程度的辐射，实际上是演化的激化过程，也是一分为二的过程。
几点说明
上面所说的每一次重要的演化，都意味着生物本身内部机能的重要改变。脊椎动物的开始是由于神经系统的集中和脊椎的形成。把神经系统的位置从消化系统的腹侧，移到背侧，并加以改进。水生到陆生就必须改变呼吸器官，由鳃呼吸改为肺呼吸，并形成适于陆地行走的四肢等等。由卵生改为胎生，由猿到人，也是一样。在这些改变过程中，当然还有许多次一级的变化。而每一次改变，都是一个旧矛盾的解决，和一个新矛盾的产生。在各个演化阶段上的动物，它们既有共同之处，也有其不同之处。动物的分类可以说是人为的。但如果所作分类符合于客观情况，也是符合于自然发展规律的。我们已发现了许多所谓过渡类型，它们是“亦此亦彼”，而又是“非此非彼”。其中有对立，有转化，有消失，有新生。
还必须指出，动物的发展是多方面的。在演化过程中，也有局部的相反的演变。拿人来说，脑子进化了，而嗅觉却衰退了。虽然有许多动物成功地到了陆地，但也有个别门类又返回到水中生活，因为水中有丰富的食料可供它们生存繁殖。动物的演化，还相互影响。例如，陆地动物的演化，也为低等的细菌和寄生虫开辟了新的生活领域。所以，整个动物界的发展过程是十分错综复杂的。
许多动物的演化，所需的时间很长，以几百年至百万年来计算，但决不能因此就认为其间没有飞跃。上面所说的那些发展阶段，都是飞跃，它的时间相对于漫长的地史时间来说，也还是十分短暂的。一个发展阶段是一次大的飞跃，在一个发展阶段中，还有许许多多局部的飞跃。量变中有局部的质变。
近代动物科学虽只有两百多年的历史，但从人类有文化时开始，人们对动物现象和人类的起源问题就予以注意。今天，我们在动物发展史研究方面，已取得了很大的成绩，但还存在许多有待解决的问题。但只要科学家能自觉地运用唯物辩证法为指导来进行研究，就一定能更快地揭示自然界的奥秘，把这些问题一个个逐步解决。
①寒武纪：古生代的最早期，从五亿七千万年以前到四亿八千万年以前。
②古生代：从五亿七千万年前到二亿二千五百万年前。
③新生代：从七千万年前到现代。
④中生代：从二亿二千五百万年前到七千万年前。
⑤三叠纪：中生代的开始时期，从二亿二千五百万年前到一亿八千五百万年前。
⑥二叠纪：古生代的末期，从二亿七千万年前到二亿二千五百万年前。
⑦白垩纪：中生代末期，从一亿四千万年前到七千万年前。
⑧第三纪：新生代开始期，从七千万年前到一百万年前。