灭绝与演化：化石中的生命全史 [Extinction and Evolution: What Fossils Reveal abou] epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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产品特色

编辑推荐

★ 改写达尔文进化论，颠覆我们对生命历史的认知

本书弥补了达尔文进化论的巨大漏洞，揭示35亿年生命不断洗牌的真相，解密达尔文一生未能找到的关键证据，并证明了“生物大灭绝造就了zui伟大的演化宏图”这个重要结论。

★ 当下zui为流行的演化理论，任何人都可以读懂的生命大历史

无需复杂的遗传学知识，只需透过直观的化石证据，你便能认识生命演化的普遍真理。

★ 演化学界quanwei倾注45年的集大成之作

作者艾崔奇是当代zui重要的演化学家之一，而本书浓缩了他超过45年的研究成果和思想精华。

★ 硬壳精装、全彩印刷，160幅精彩化石照片，展现揭示物种命运的200多件珍贵化石。

内容简介

什么是生命的秩序？达尔文一生所求的关键化石为何始终缺失？每次生命大爆发之前，都有大规模物种灭绝降临，在生命的轮回中大灭绝究竟扮演了什么角色？

作者艾崔奇为读者扫清了知识的迷障，他精准地把握了生命演化的脉搏，从跨度数十亿年的重要化石中寻找启示。生物演化并不像达尔文设想的那样是缓慢而渐进的变化过程，艾崔奇揭示：在大规模物种灭绝发生之前，物种都不会发生任何显著的变化。这一生命的律动，正如地球上古老动植物化石记录的那样，被认为是当下对演化zui为合理的描述。

作者简介

尼尔斯·艾崔奇（Niles Eldredge）

美国zui重要的演化学家之一，生物演化“点断平衡”理论之父，同时，他还是可与《自私的基因》作者道金斯比肩的演化学家和科普作家。在超过45年的时间里，艾崔奇凭借扎实的研究和精彩的著作极大地扩展了公众对生物演化的想象与认知。他至今出版过20多部科普著作，并发表过200多篇文章。2000年，由他撰写的《平衡中的生命》（Life in the Balance）被美国《出版人周刊》誉为史上zuihao的生物科普著作之一。

20世纪70年代，艾崔奇与好友史蒂芬·古尔德（Stephen Gould）共同开创了生物演化的“点断平衡”理论,这一理论是演化学界的里程碑，不仅对达尔文的进化论形成了重要的补充，也成为了与“自私的基因”理论并驾齐驱的流行演化学说。

内页插图

精彩书评

“尼尔斯·艾崔奇既是古生物学家，也是敏锐的思想家，他用涵盖超过200种生物化石的160多幅精美插图，将地质年代尺度下壮阔的生物命演化娓娓道来，其中包括稀有的灭绝物种以及当今的‘活化石’……他用强有力的论据指出，仅仅透过直观的古生物学证据，而非复杂的进化遗传学，我们就能认识到这些普遍的真理。本书论述严密、语言生动，作者用丰富详实的案例清晰地梳理出生物演化背后的复杂动力，对生物学、人类学、科普爱好者甚至专业人士都具有很高的参考价值。”

——《自然》周刊（自然科学界dingji期刊）

“我认为没有什么比深入地探索生命历史、修改演化蓝图更令人振奋的了。”

——本书作者尼尔斯·艾崔奇

“艾崔奇不愧为当代zui富见解的科学思想家，在本书中，他为读者清晰地阐释了‘绝灭’和‘演化’这两个zui难攻克的生物学理论。艾崔奇通过隐藏在化石记录中的故事，对地球生命历史进行了引人入胜的探索。时而壮阔绮丽，时而引人深思，艾崔奇的化石之旅让人瞥见他非凡头脑和扎实研究中的精华所在。”

——杰弗里·莱特曼（美国著名人类学家）

“本书精彩地阐释了人类文明所能孕育的zui伟大思想之一——演化理论。作者艾崔奇巧妙地将我们对生物的认识和对化石记录的见解融合在一起，铿锵有力地道出演化是生物学中集大成的伟大思想。”

——唐纳德·约翰逊（美国人类起源研究所创始人，《从露西到语言》作者）

“艾崔奇阐明了化石记录对于演化概念的深刻影响，观点令人信服、掷地有声。本书强调了大灭绝的重要地位，这既是对生物学家、古生物学家的挑战，也是对整个演化过程的质询。他扎实的研究工作和对于诸多细节的把握都在书中清晰显现。”

——布罗克·芬顿（西方大学生物学教授）

目录

前言

第一章 作为序幕的过去

第二章 适应

第三章 物种的起源

第四章 人类的演化

第五章 “活化石”

第六章 灭绝

第七章 宏演化

后记

摄影师的独白

致谢

图说明

精彩书摘

【第一章 作为序幕的过去】

我一直都对旧事物很着迷。上学时，比起现代史，我更喜欢古代史；比起法语，我更喜欢拉丁语。刚上大学时我本打算学希腊语和拉丁语，却误打误撞学了人类学：还有什么比人类文化多样性这个学科更偏重现代世界呢？即便是学人类学，我的本性也很快就暴露了：对我来说，人类学更多意味着路易斯·S. B. 利基（Louis S. B. Leakey）的化石采集，而不是玛格丽特·米德（Margaret Mead）的人种学研究。1963 年，我获准以人类学家的身份在一个巴西渔村做学徒，我不仅着迷于渔业经济本身的社会组织细节，也不出意外地沉醉于在礁滩上挖掘冰河时代的贝壳化石。那个礁滩是渔村捕鱼船队的一个安全港口。

年秋天，我回到学校，上了一门地质学课，从此开启了我终生的事业——尝试在生命历史的化石记录寻找规律。

化石是远古生命的残遗，一直以来我对化石的兴趣也主要是它们的生物学属性。但化石首先是地球的一部分，因此它们本质上是地质学对象。因此古生物学这个专门研究化石的学科，既是一门生物学学科，也是一门地质学学科。虽然有很多重要的例外，但脊椎动物——哺乳类、鸟类、两栖类、爬行类以及各种各样的鱼类——的化石一般并不常见。最先研究脊椎动物化石的是动物学家，而不是地质学家。他们将这一研究作为比较解剖学的一种延伸。

无脊椎动物化石则和脊椎动物化石截然相反，它们俯拾皆是，常常是沉积岩中极其丰富的组成部分。在过去几十亿年间，现在大陆所在的位置往往是浅水海道，在这些海道的海床上生活着丰富的无脊椎动物。它们易被沉积物掩埋，石化后保存下来，等待着千万年后“未来”的古生物学家来发现它们。除脊椎动物外，你能想到的所有动物都是无脊椎动物，它们门类众多，包括软体动物（螺类、蛤、鱿鱼及其近亲）、节肢动物（螃蟹、虾、昆虫及其近亲）、棘皮动物（海胆、海星及其同类）和腔肠动物（珊瑚和水母）等。上述四个门类的化石是化石记录中非常重要甚至可以说经久不衰的组成部分。地质学家很快就发现特定的化石总是会出现在一些化石的上面，或者另外一些化石的下面，依此可以相当精确地将地质时间分成几时期。岩石中包含的化石组成也可以用来划分地球上的岩石。沉积物（淤泥、粉沙、沙石以及灰岩的结晶粒）在海床和湖底沉积，最底层的也最古老。动、植物的残骸夹在一层层的沉积物中，准确可靠地记录着它们生活的那个时代。

在这里放了一张地质年代表，供大家参考。地质学家用化石确定时代的方法很有意思，但这并不是这本书的主要内容。我更侧重于弄清楚化石形态的序列是如何揭示生命演化进程的，以及生命演化历史所揭示的演化过程的本质。演化是本书后面六个章节的重点，但不要忘记化石和地球本身的历史之间有着深刻的联系。

复杂生命形式出现后的三个主要地质时代中，我还是一如既往地选择了最古老的古生代，选择研究三叶虫。三叶虫是已知所有节肢动物中最早的类群，也是节肢动物中最原始的类群之一，现在已经完全灭绝。我发现必须控制我对于纯粹古老事物的热情（也要改变那种“越老越好”的态度），这样才能更好地理解我研究的化石的意义。我必须认真对待现代生命，承认现代生物学能够揭示生命本质。化石只是曾经活着的生物的残骸：它们的心脏已不再跳动，它们也不再取食和繁殖。但我们知道它们活着的时候有心跳，也四处活动、寻觅食物并繁衍生息。想要了解变成化石的生物活着时是如何运动、取食和繁殖的，我们就必须参考现在活着的生物。

我从朋友兼同事史蒂芬·杰伊·古尔德那里第一次感觉到现生（指现在仍存活着）生命世界对阐释灭绝生物的重要性。我们在一个地方读研究生，他比我高两个年级。与我正好相反，史蒂芬选择研究更新世。更新世，也称“冰河世纪”，始于 250 多万年前，止于 1 万年前（事实上，一些地质学家认为我们仍处于更新世）。史蒂芬研究百慕大群岛上某种陆生螺类的演化，还给它起了个贴切的绰号——“微观世界”（史蒂芬有起绰号的嗜好）。这种陆生螺类就生活在百慕大，因为不能越海迁徙，只能原地进化，没有受到大规模迁徙的干扰。其中最好的一点是，这些冰河时代的化石的大多数后代今天仍生活在百慕大群岛。史蒂芬有一个生机勃勃、不停运转着的生命系统，这个系统从起源至今的历史大量保存在“原”百慕大群岛石化的沙丘和古土壤中。运用现生螺类生态需求的知识，史蒂芬能够理解各种螺类化石属种的早期演化历史是对冰河时代气候波动时的环境变化的响应。

我开始体会到，通晓现代生命世界组成背后的动态原理，直接决定了我们对过去的理解。但我的意思并不是放弃古生物学的传统观点。这种传统观点告诉我们，要理解现代世界，我们必须回顾历史，了解事物是如何变成现在这副模样的。而这就是我研究生命历史和探索生命演化过程的核心方法。化石记录揭示了演化历史中的许多事件，而现代生物学展示了生物体与其环境相适应的过程。我的目标就是在这两种视角间搭建一座比我刚研究古生物学时更好的桥梁。

将化石记录和现代生命世界得出的观点捏合在一起并不像一开始想的那样简单。自 19 世纪，古生物学就和现代生物学完全分开了，古生物学演化理论常常和遗传学家支持的观点相矛盾。遗传学是研究遗传机制的学科，诞生于1900年前后，之后取得长足的发展。在新学科快速发展所形成的良好气氛中，一些遗传学家认为他们可以用更直接的遗传学机制变化来代替达尔文的生物进化论。到了20世纪30年代，遗传学家将他们对基因的新认识融合到达尔文最初对生物演化过程的解释中，形成了一套整合理论，叫作“新达尔文主义”。

世纪30年代晚期至40年代早期，新达尔文主义还没能将生命历史的大框架进一步整合纳入其体系。到了40年代，古生物学家乔治·盖洛德·辛普森（George Gaylord Simpson，他在后面的章节中还会出现）开始将化石记录数据与现代演化理论放在一起研究。他的工作极为大胆且富有想象力，但同时他自己也承认这一工作“很可能具有风险”。

为什么这么说呢？下面引用1944年辛普森在谈论整合遗传学和古生物学的难度时所说的一番饶有风趣的话。

“不久之前，古生物学家觉得，遗传学家就是把自己关在房间里，拉下百叶窗，观察牛奶瓶中的小果蝇自娱自乐，还自以为是在研究自然。他们说，如此远离真正的生命活动的研究对于真正的生物学家来说是没有意义的。但是，遗传学家则认为，古生物学除了完善演化真实性的证据外，就再也无法对生物学做出贡献；古生物学是一门纯描述性的学科，根本称不上‘科学’。他们觉得古生物学家做研究，就像是站在街角看着汽车呼啸而过，还妄图据此来研究内燃机的原理。”

辛普森描述了两种不同的视角——对世界的两种不同看法——之间的碰撞。他承认（就像我们都必须承认）我们对演化的认识必须与遗传学原理一致。他也承认演化过程的大多数关键要素属于遗传学的范畴。另外，他坚持认为我们对演化的认识也必须与化石记录所揭示的生命历史相一致。正如我们将要看到的，辛普森抓住了生命历史对他而言十分重要的一个因素（对我而言也是如此），而这一因素与当时演化生物学的标准演化图谱并不相符。

生命历史的“标准演化图谱”是什么样的呢？从某种程度上来说，这本书中所展示的各种动、植物的精美照片，就是我们要找的确凿证据。最起码我们想要解释，这些生物和其他数不清的生物物种是如何起源，又是为何存在 ？它们为什么长成那般模样，又为什么消失灭绝了 ？这些照片就是生命历史原始记录的例子——我们将这些照片直接看作“标准演化图谱”是没有问题的。

文字也可以描绘图像。为了理解生命历史的化石记录，为了能将化石记录与遗传学原理和现代演化理论更好地整合到一起，我们的视野不能局限于一块块化石，而要寻找广适的模式。我们应该看到，如果达尔文对演化过程每个细节的观点都是正确的，那么现代演化生物学就会留用达尔文对化石记录的最初描述。从古生物学的角度，探索更好的演化理论，就是将达尔文的观点（被现代生物学，尤其是遗传学修正后的达尔文理论）与生命历史的实际模式相符合的过程。

科学是无止境的探索，是不断地将我们的认知贴近于发现的自然规律。本质上，我们对自然的认知，一部分来自观察，一部分来自对观察现象的解释。科学之路漫漫：一代代科学家不停地修订和补充着我们对自然的认知，在更多研究成果的基础上尝试得出更为清晰的图像。其间不可避免地会有冲突：每一代科学家都会质疑前人的研究；不同学科的科学家对要不要修改现行理论这个问题也有争议；如果需要修改，又具体是什么致使我们修改我们的认识。我认为没有什么比深入地探索生命历史、修改演化蓝图更令人振奋的了。这本书中的文字描述补充了照片图像的不足，同时也展现了一位古生物学家到目前为止对更清晰的演化画卷的不懈追求。

——尼尔斯·艾崔奇（Niles Eldredge）

※ 美国最重要的演化学家之一，生物演化“点断平衡”理论之父

前言/序言

【序言】

在我13岁那年的科学课上，和同学们一起乘校车越过一条河前往宾夕法尼亚州。校车停在一条偏僻的公路旁，路边有一座光秃秃的小山，只在山坡顶上长着几棵树。老师发给我们每人一把结实的小锤子，并教给我们怎么在坡上敲打岩石。一些同学爬上坡顶，躲在凉爽的树荫下锤打，而我更喜欢站在沥青路上，这就意味着我得待在大太阳底下辛苦作业。我能听到上面砰砰的声音，还时不时有小石片轻轻地掉在我头上。但我完全没有心思理会这些——我敲的石块中逐渐露出一系列黑色的小石棱——这正是我们此行要寻找的东西。

一旦岩石中露出一点石棱，我就开始在离它们几英尺外的地方敲，避免敲坏那些化石。终于，大块岩石碎开了，黑色的石棱原形毕露。我一边把锤子挂在左肩头，一边把黑色的石棱捧在右手心。

我至今还能想起那块石头的样子，我可能永远也忘不了。

老师几天前就向我们解释了这是什么，现在我正试着将老师讲的和我看到的联系起来。这不是一块石头，或者说，这不只是一块石头。它的外形是一种曾经活着的生物的样子。

我手里的是一种叫三叶虫的动物。那些“石棱”构成了它背部柔韧、富有弹性的盾甲。它的眼睛像一对闪闪发亮的宝石。三叶虫在2亿5000万年前就灭绝了，但在那之前它们像甲虫一样繁盛丰富、数目众多。我手心里的这只三叶虫曾在海底四处爬行，死后既没有腐烂，也没有成为细菌和食腐动物的美餐，而是被慢慢变厚的淤泥掩埋，经过一系列矿物学变化成为了一个保留原来模样的石头。它埋在那里，一过就是千百万年。在地球历史的这段时间里，大地上出现了恐龙；恐龙长出了羽毛、飞上了蓝天。埋藏了三叶虫的沉积物从海底被挤压拱起成为陆地，继而又抬升成为起伏的山脉；山脉被风化侵蚀，变成了平缓的山丘。又是几百万年后，这些山丘又被挥舞着锤子的无毛两足猿占领。

这并不是我第一次见到化石。在博物馆里霸王龙和乳齿象的化石前我度过了很多童年时光。但是站在那些化石展厅里，我并不能完全相信它们是从地球里挖出来的。可在那个炎热的夏日，站在宾夕法尼亚州的那个山头旁，看着这个我刚刚从岩石中挖出来的鲎的小表弟（三叶虫和鲎同属于节肢动物，亲缘关系近），我的怀疑便烟消云散了。

《灭绝与演化》这本书把我带回了那个夏末。这或许是因为三叶虫对尼尔斯·艾崔奇有重要的意义。

他不像我一样只挖到过一只三叶虫——他花了许多年仔细观察了无数的三叶虫。在那些日日夜夜里，他不仅能够想象这种灭绝的动物怎么生活，还预想出三叶虫数百万年间一代又一代的演化图谱。一只三叶虫一生的冒险——交配、产卵、最终被捕食者吃掉或被细菌分解——成为了演化这一宏大拼图中的小小一块。唯有将整个图像尽收眼底，艾崔奇才能一探三叶虫演化兴亡的模式。

这本书中，除了三叶虫，还有许多其他化石。从螺旋盘绕的螺类外壳到尖牙利齿的鳄鱼嘴，书中每一张化石照片，都有着解剖学上的独特之美。但是演化理论的真谛在于它将所有的迥然不同汇聚到了一起。无论是细菌还是巨熊，它们的基因都遵循着同一套规则 ：突变导致变异；自然选择和其他过程将此二者聚集起来形成新物种。新的生态系统建立起来，又反过来控制系统中每个物种的基因转变。事实上，有这么一个物种，能够意识到这几十亿年的演化历史，这是多么惊人啊！

我们可以说是幸运的，因为这个物种就是我们人类自己。

——卡尔·齐默（Carl Zimmer）

※ 作序者简介： 卡尔·齐默，美国知名科普作家，《美国国家地理》《纽约时报》《探索》杂志撰稿人，演化与寄生生物领域专家。

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