我们的地球有着海洋、陆地、大气以及无数繁盛其间的生物。这种景象是怎样产生的呢？本书以现在为出发点，回顾地球和生命走过的数十亿年历程。
地球和生命经历了多次“重大事件”：火山熔岩肆虐，导致大部分生物灭绝；全球突然变冷，导致整个地球被冻结。地球环境的变化促进了生物进化，反之，生命活动也会给全球环境带来重大改变。
地球和生命历史的旅程，可以追溯到数百万年前、上亿年前直至46亿年前星子撞击的那一刻。星子其实就是岩石。生命诞生于由岩石形成的地球上，发展到现在如此丰富的景象，确实令人惊讶。本书还将介绍生命的诞生和生物演化的机制等。希望大家阅读本书时，能像欣赏精美画卷那般享受地球和生命46亿年的景象。

序
1 回顾46亿年地球史
生物进化史全景
地球历史全景
40万年前 人类捕猎大型动物
440万年前 刚刚学会两足行走的类人猿是食肉动物最好的捕猎目标
2000万年前 猴子们避开巨乌称霸的地面而生活在树上
6600万年前 整个地球笼罩在厚厚的云层中，宛如一片死亡世界
1.5亿年前 巨大的恐龙在温暖的气候中繁衍生息
2.1亿年前 恐龙具有更高的呼吸效能
2.52亿年前 绝大部分物种灭绝了！地球史上最大的生物灭绝事件
3亿年前 茂盛的蕨类大森林，70厘米长的巨型蜻蜓，2米长的大蜈蚣！
3.6亿年前 登陆时需要对身体进行怎样的改造？
4亿年前 登陆后，纤细的植物在水边蔓延
5.1亿年前 奇形怪状的生物在大海中旺盛繁衍
5.6亿年前 结构独特、身躯柔软的动物们
6.3亿年前 微观世界的大进化，多细胞生物出现！
6.5亿年前 地球上覆盖着l千米厚的冰层
9亿年前 罗迪尼亚超大陆形成
21亿年前 细胞内部大改造！真核生物出世
22亿年前 地球表面覆盖着厚厚的冰层，碧空如洗，一望无际
27亿年前 大气中没有氧气，天空是红色的
35亿年前 所有生物的共同祖先生活在海底热液喷口？
38亿年前 地球具备了生命能够生存的环境
45.33亿年前 月球诞生，地球命运发生了改变
45.5亿年前 地球被厚厚的黏稠岩浆所覆盖
45.6亿年 大量星子相互碰撞合并，原行星开始成长
45.67亿年 星子之间的第一次碰撞：地球历史的开端
专栏 生物在寒武纪大爆发前就登上陆地了吗？
2 地球·生命史溯源
解读地球与生命历史的关键词
海洋里的水，究竟从何而来？
大陆诞生之谜
大陆漂移和超大陆
测定年代的“时钟”
专栏海洋始于何时？
3 最初的生命与进化的奥秘
最初的生命
生命起源的序幕
构成生命的复杂分子
生命诞生于何时？
米勒实验
生命的家园是宇宙？
最初的生命在哪里出现？
原始细胞的诞生
“鸡和蛋”问题
RNA世界假说
蛋白质世界假说
寻找答案的方法
新进化论
突变与自然选择
生命的共通法则
突变的类型
进化系统树和分子钟
基因爆发
专栏生命的材料是在海底形成的吗？
专栏生命并非诞生于海洋？
专栏 支撑进化的DNA的独特构造

46亿年历史的地球，孕
育并陪伴了至少38亿年之久
的生命。生命的演化历程如
同一株不断生长、枝繁叶茂
的参天大树，它根植于地球
远古的记忆中，绝大部分的
树身都被历史的长河所淹没
，现代生物学家能够看到的
只不过是这株巨树露出水面
的树梢。因此，我们要了解
生命演化的真谛和历史全貌
，就离不开对地球历史和环
境的认识。
生命演化的实质就是生
物与环境不断交织、协同演
化的过程。从地球生命诞生
的那一刻起，生物就一刻不
停地改造着其赖以生存的地
球环境，从肉眼看不见的细
菌到曾经称霸一时的恐龙，
再到如今似乎无所不能的人
类，很难说谁才是生命世界
真正的主宰。有研究表明，
27亿年前的地球连天空都不
是蓝色的，是蓝藻的出现逐
渐改变了这一切，它们将大
气中的甲烷等组分不断替换
为氧气，带给了地球一个蔚
蓝色的天空。22亿年前，蓝
藻光合作用从大气中吸收了
大量的二氧化碳，这导致地
球变得越来越冷，直至进入
了地球历史上第一个大冰期
。
环境对生命演化的影响
无疑是巨大的。地球环境对
生物的影响可谓形形色色，
可以是波涛汹涌，也可为涓
涓细流。沧海桑田、海陆变
迁，如同变幻的舞台，芸芸
众生穿梭其间。大海的风云
变幻，大陆的聚合离散，真
可谓“分久必合，合久必分”
，伴随的是生物的“亲离子
散”。置身如此的环境变化
中，生命方显如此弱小。曾
经还是南极洲、澳洲和非洲
是“兄弟”的印度板块，5000
万年前在北征的途中和欧亚
大陆相聚。没有这次历史的
碰撞，我们今天将无法领略
喜马拉雅最高峰的宏伟，更
不会看到青藏高原生物独特
的风景。
没有生命的地球尽管也
不寂静，但有了生命，地球
才从此变得生机勃勃、绚丽
多姿。在地球生命38亿年的
演化史中，细菌和藻类曾长
时间占据统治地位。由于蓝
藻在茫茫大海中繁忙地进行
光合作用，导致大气中的氧
气含量越来越多，终于有一
天，大气中有了足够的氧气
，生命才开始了复杂化的过
程，变得充满了活力。地球
生命在度过了6亿～8亿年前
被称为“雪球地球”的大冰期
之后，迎来了新的生机。6
亿年前有了多细胞的生物，
5亿多年前的寒武纪出现了
生命“大爆发”，开启了海洋
动物的乐园和三叶虫的时代
，然后是腕足动物的大发展
，鱼类的时代也随之登场。
到了4亿年前，植物开始
了大规模的登陆，逐渐有了
最原始的森林，植物的到来
让陆地发生了天翻地覆的大
变化，从一个毫无生机的荒
凉世界变成了大海之外的第
二个生命乐园，地球表面第
一次有了土壤和更加绚丽的
色彩。紧接着，昆虫成为新
一轮的“登陆者”，四足动物
的登陆也接踵而至，从此，
地球变得更加热闹和喧嚣。
地球环境的剧变注定了
生物的演化也不是一帆风顺
的。地球历史上曾经发生过
几次引人注目的大灭绝事件
（其中最著名的恐怕是2.5
亿年前的有史以来最大规模
的生物灭绝，以及6600万
年前那次恐龙等生物的灭绝
），生物种类因此急剧减少
，如同生命演化乐章中的一
个个休止符。至于原因究竟
是大规模的火山喷发还是小
行星的撞击，抑或是海平面
的快速下降，科学家们还在
孜孜不倦地探索。
地球生命发源于海洋，
而后登上陆地，最后才飞向
天空。最早征服蓝天的生物
是昆虫，3亿年前大自然造
就了第一对翅膀；2亿年前
翼龙学会了飞翔；1.5亿年
前轮到了鸟类；再往后，大
约4000万年前才是蝙蝠。
昆虫、翼龙、鸟类和蝙蝠都
是成功的飞行家，不过成功
者的背后还有着许许多多的
探索者，它们只是学会了滑
翔或简单的飞行，其中有四
只翅膀的恐龙、皮膜翼的恐
龙、滑翔的蜥蜴和哺乳类等
。鸟类征服了无际的天空，
才获得了发展的广阔空间，
成为了6600万年来的空中
主宰。
都说环境造人，从人类
演化的角度来看确实如此。
人区别于古猿的一大特征是
两足行走。从四足到两足，
对地面的依赖减少了一半，
而手的解放，让人类获得了
应对环境的利器。大约700
万年前，我们的祖先失去了
熟悉的森林，却赢得了更广
阔的草原，这才开始了向现
代人演化的征程。
人类文明的发展使我们
不得不认真思考生物与地球
环境的和谐，人类未来的发
展也必将与地球的演化交织
在一起。
周忠和
中国科学院院士
中国科学院古脊椎动物
与古人类研究所研究员