多样性与灭绝

当前的多样性人生的平衡在于物种一种是随着时间的推移而出现的，一种是已经灭绝的。古生物学家观察到，生物从地球灭绝以来一直在不断变化寒武纪那里有大量的动物化石遗迹。地质历史划分:地质历史划分为一系列的时代和时期(看到数字)的特点是植物和动物生命的重大变化——新生物种类的出现和生态环境的变化灭绝别人。古生物学家区分了背景灭绝，即物种消失的稳定速率地质时期大规模灭绝是指大量物种随着时间的推移而灭绝的偶发性事件，在地质尺度上几乎是瞬间发生的。

在大规模灭绝中最著名的是发生在本世纪末的一次白垩纪，当恐龙S和许多其他海洋和陆地动物消失了。大多数科学家认为白垩纪大灭绝是由一次大地震的撞击引起的小行星或彗星在顶端尤卡坦半岛在6500万年前的墨西哥东南部该物体的撞击产生了巨大的尘埃云，大大减少了太阳辐射的到达地球，随之而来的是气温急剧下降和其他不利条件。在动物中，大约76%的物种、47%的属和16%的科灭绝了。虽然恐龙灭绝了，但海龟、蛇、蜥蜴、鳄鱼和其他爬行动物，以及一些哺乳动物和鸟类幸存了下来。哺乳动物在事件发生之前，生活在夜间的S很小，但在随后的事件中早第三纪的而且新第三纪它们经历了规模和规模的爆炸性多样化形态，占据生态利基市场被恐龙腾出来了。现在存在的哺乳动物的大多数目和科都起源于恐龙灭绝后的最初1000万到2000万年。鸟S在当时也非常多样化。

寒武纪以来还发生过其他几次大灭绝。最灾难性的事情发生在二叠纪大约2.51亿年前，95%的海洋物种、82%的属和51%的动物科都灭绝了。（另请参阅三叠纪:二叠纪-三叠纪灭绝)。其他大规模物种灭绝发生在或接近世纪末奥陶系(大约4.44亿年前，85%的海洋物种灭绝)，泥盆世(大约3.59亿年前，70% - 80%的物种灭绝)，以及三叠纪(大约2亿年前，近80%的物种灭绝)。气候和化学物质的变化作文的大气似乎造成了这些大灭绝;没有令人信服的证据表明它们是由宇宙撞击造成的。与其他物种大灭绝一样，它们也伴随着各种生物的起源或迅速多样化。最早的哺乳动物和恐龙出现在晚些时候二叠纪灭绝是晚奥陶世灭绝后的第一批维管植物。

背景灭绝是由普通的生物过程造成的，比如物种之间的竞争，捕食和寄生。当两个物种竞争非常相似的资源时——比如，相同种类的种子或水果——其中一个物种可能会灭绝，尽管它们通常会通过划分领地或专门从事略微不同的食物(如不同大小或种类的种子)来取代另一个物种。普通的物理和气候变化也可以解释背景灭绝——例如，当湖泊干涸或山脉上升或侵蚀时。

新物种是通过前几节讨论的过程产生的。这些过程很大程度上是渐进的，然而,生命的历史显示了一种生物变成另一种截然不同的生物的重大转变。最早的生物是原核生物年代,或细菌,就像细胞，其遗传物质不会被分离成核．真核生物S有他们的DNA组织成染色体S的细胞核被膜结合，细胞内有其他细胞器，有性繁殖。最终，真核多细胞生物出现了，在这种生物中，细胞之间有功能的划分——一些专门从事繁殖，其他的则变成植物的叶子、树干和根，或动物的不同器官和组织，如肌肉、神经和骨骼。个体的社会组织人口是另一种实现功能划分的方法吗，这种方法可能是固定的，比如蚂蚁和蜜蜂，或者更灵活，比如牛群灵长类动物组。

因为进化的渐进性，直接性的后代与祖先的差异很小，但主要是数量上的差异。但随着时间的推移，逐渐的进化可能会产生巨大的差异。哺乳动物的前肢通常适合行走，但鼹鼠和其他主要生活在地下的哺乳动物的前肢适合于铲土，树栖猴子和猿的前肢适合于攀爬和抓取，海豚和鲸鱼的前肢适合于游泳，蝙蝠的前肢适合于飞行。爬行动物的前肢在其鸟类后代身上变成了翅膀。羽毛最初似乎是用来调节温度的，但最终被用于飞行，并被纳入翅膀。

另一个例子，眼睛也逐渐进化，形成了非常不同的结构，都是为了看东西的功能。眼睛已经独立进化了至少40次。因为阳光是无处不在的地球特征环境在美国，器官进化出利用它的器官也就不足为奇了。最简单的视觉“器官”出现在一些单细胞生物身上，它们有对光线敏感的酶或斑点(看到眼状斑点)，这有助于它们向池塘表面移动，在那里它们以海藻为食藻类在那里成长光合作用．一些多细胞动物的表皮上有感光点。进一步的步骤——色素在斑点周围沉积，细胞构造成杯状，表皮增厚导致晶状体的发育，肌肉的发展带动眼睛运动，神经将光学信号传输到大脑——所有这些都导致了脊椎动物高度发达的眼睛(看到眼,人类)和头足类动物(章鱼和鱿鱼)以及复合昆虫的眼睛。

从走路用的前肢进化到鸟类的翅膀或灵长类动物的手臂和手，似乎更像是功能的变化，而眼睛的进化例证了同一功能的逐渐发展——看。然而，在所有情况下，这一过程都是由自然选择的偏向于表现出功能优势的个体的。功能转移的例子有很多多样化的．有些过渡起初似乎不太可能，因为很难确定在中间阶段发挥了哪些可能的功能。随着进一步的研究和中间化石形式的发现，这些情况最终得到解决。本节中描述了一个看似不太可能的转变的例子化石记录——即爬行动物颚骨向哺乳动物耳锤和耳砧的转变。

演化与发展

海星是径向对称的，但大多数动物是两侧对称的——它们身体的左右半部分在大小、形状和位置上趋于一致(看到对称)．一些两国动物，如千足虫和虾，是分节的(异聚体);其他的，比如青蛙和人类，有一个从前到后(从头到脚)的身体结构，有头、胸、腹和四肢，但他们缺乏异聚体动物的重复的、几乎相同的部分。还有其他一些基本的体型，比如海绵、蛤蜊和水母，但它们的总数并不多——不到40种。

受精卵或受精卵是单个的细胞，或多或少的球形，不表现出极性，如前端和后端或背侧和腹侧。胚胎发育(看到动物的发展的过程增长分化使单细胞卵子变成多细胞生物．

从这个单细胞决定身体的计划和特殊器官的构造，如眼睛，是在调节基因的控制下。其中最引人注目的是Hox产生蛋白质(转录因子)的基因，这些蛋白质与其他基因结合，从而决定它们的表达——也就是说，它们什么时候起作用。的Hox基因体现空间和时间信息。通过它们编码的蛋白质，它们根据每个细胞在发育体内的位置激活或抑制其他基因的表达，决定四肢和其他身体部位将在胚胎中生长的位置。自从它们在20世纪80年代初被发现以来Hox人们发现，从发育的第一步，如在合子中建立前端和后端，到更晚的步骤，如神经细胞的分化，基因都起着至关重要的作用。

的临界区的Hox蛋白质是编码由大约180个连续的核苷酸序列组成(称为核苷酸序列)同源框)．相应的蛋白质地区(同源结构域)长约60个氨基酸，与靶基因调控区的一小段DNA结合。含有同源盒序列的基因不仅在动物中发现，而且在其他真核生物如真菌和植物。

所有动物都有Hox基因可能少如海绵中的1个，也可能多如人类和其他哺乳动物中的38个。Hox基因聚集在基因组中。无脊椎动物只有一个基因簇，数量可变，通常少于13个。的共同祖先脊索动物的S(包括脊椎动物)可能只有一个集群的Hox基因，可能有13个。脊索动物可能有一个或多个簇，但不是所有13个基因都保留在每个簇中。海洋动物文昌鱼是一种原始脊索动物，它有一个10的数组Hox基因。人类、老鼠和其他哺乳动物有38个Hox基因排列成4个簇，3个每簇9个基因，1个11个基因。基因的集合因簇而异，因此在原簇的13个基因中，指定的1、2、3和7可能在一组中缺失，而10、11、12和13可能在另一组中缺失。

这四个集群的Hox在哺乳动物中发现的基因起源于整个原始簇的复制，并在簇之间保持相当的相似性。原始集群中的13个基因本身也是由重复复制产生的，从单个基因开始Hox基因在海绵中发现的。这些第一次复制发生在动物进化的早期，在前寒武纪．一个簇内的基因保持可检测到的相似性，但它们彼此之间的差异大于它们与任何其他组中相应或同源基因的差异。有一个令人费解的对应之间的位置Hox沿着染色体聚集在一起的基因和位于群集上游(基因转录方向的前面)的身体模式的基因在身体中更早和更前地表达，而位于下游(转录方向的后面)的基因在发育中更晚地表达，并主要影响发育后身体部位。

研究人员证明了进化守恒Hox通过在实验室实验中巧妙地操纵基因。例如，ey决定复眼形成的基因果蝇醋苍蝇在身体各个部位的发育胚胎中被激活，产生了在腿上、翅膀上和其他结构上具有解剖上正常眼睛的实验果蝇。的进化守恒Hox基因可能是解释因为一个令人困惑的观察发现，在主要动物群体中，大多数身体结构的多样性都出现在该群体进化的早期。多细胞动物(后生动物)化石首次在地球上被发现寒武纪已经展示了在随后的5.4亿年里发现的所有主要的身体结构，以及4到7个已经灭绝和似乎已经灭绝的身体结构奇怪的对今天的观察者来说。类似地，在门中发现的大多数类出现在门进化的早期。例如，所有节肢动物的生活类别都已经在寒武纪被发现，此后身体结构基本上没有变化;此外，寒武纪还有几种奇怪的节肢动物，它们后来灭绝了。