四、生命之進化
地球在形成之初,原是一團熾熱而具有極大能量之粒子聚合體,後因能量之散失而逐漸冷卻,並因冷卻而向球體中心收縮。
收縮是因力場的作用,質量大的粒子被陷縮到中央,而陷縮所產生之鉅大壓力,使之熔融為具有熱能之漿質體。漸向外側則是質量較輕的粒子,最輕者因少量的能足使分子間之運動碰撞不止,而呈氣體狀飄浮在外層。
待溫度降低到漿質體表面凝成一層固態薄膜,即為地球之外殼,而其下具有熱能之漿質不時因壓力之均衡,而與地殼間,形成構造運動。原地殼之斷裂或皺折,以及新的熔漿噴射在球表,而造成山脈,並增厚了地殼的固態物質。這種作用在地心的熱能宣洩殆盡前,絕不停止,但力量愈來愈弱,地殼之穩定性愈來愈高。
地殼之外,飄浮的氣態物質分子中,有大量的水蒸氣、甲烷、阿摩尼亞等地心宣洩之氣體,以及各種氣體之元素。當地球冷卻到某一程度,地殼形成,氣體層中之水蒸氣凝結成雨水滴落地面。雨水將地殼上的某些固態分子沖離流失,而形成侵蝕作用。
雨水在地殼上形成河江湖海,將攜帶之固態分子沉積在低窪處;同時日光能又將地面之水化為水蒸氣,如此循環不已。在侵蝕作用中,還有一種力量,便是大氣層之對流及因地球旋轉而形成的風,在長時間中,風亦能大量破壞地殼結構。
地殼結構在侵蝕作用下,逐漸改變,因而與地心熔漿之壓力失去均衡,而導致了新的地殼構造作用。據地質學考證,在地殼形成於距今四十六億年前之後,地殼構造作用與侵蝕作用交互進行,不休不止,但有規模而極具影響的地殼構造作用,約有六次極大的變革。
第一個可以考證的是在廿餘億年前,太古時代初期的羅倫提安大變革(Laurentian Revolution)。
其次是十二億年前,阿爾戈曼大變革(Algoman Revolution),至是地質代紀進入原生代。
六億年前,恰爾念大變革(Charnian Revolution),又到了早期古生代──由寒武紀到賓夕法尼亞紀。
二億八千萬年前,是喀勒頓尼安大變革(Caledonian Revolution),進入晚期古生代的二疊紀。
一億五千萬年前,阿伯拉契大變革(Aparachi Revolution),邁入中生代。
最晚的一次大規模的運動是在七千萬年前,拉辣邁德大變革(Laramide Revolution),展開了迄今的新生代。自後,地心的壓力已不能再掀起大規模的運動,因此地球的外貌得以維持。
我們再看生命的起因,所謂生命,是一種現象,即物質之作用,不再依賴外在環境之動力,而係在空時結構中因機遇而獲得之能為動力,並連續不斷進行理化作用者。這種現象,由於某種物質在其化合結構中,儲藏了所吸收之結合能,並因此結合能之釋放,成為其再結合之動力,以致此物質之作用永繼不絕。
然而,在宇宙演進的結構上來看,生命有著更廣泛的意義,因為各層次之組合變化,皆各具特質,而相互之作用繼續不斷,才有宇宙萬象的存在。我們如將時空範圍擴大,視地球、山河大地、以至人類、國家,無不具有廣義的生命特質。
但是,在此我們討論生命現象時,僅限於狹義的生命層次。而生命之被視為一衍生層次,即因這種現象已具有絕然不同於物質層次之物質,在同一時空結構中所產生的連續性之衍生特質。
在地殼形成之初,大氣層中所含有之各種氣體,以及水蒸氣、甲烷、阿摩尼亞等,因各氣團相互摩擦而產生靜電場,並因於電之雷擊作用,合成了氨基酸分子。當雨水降落地面時,氨基酸隨著水流聚積海中,日積月累,稠厚的氨基酸溶液以及因侵蝕作用而溶解的各種無機鹽,構成了早期海洋的主要成分。
這些氨基酸,在適合的溫度及環境下,因其本身的特殊結構性質,又因無機鹽的觸媒作用,各種可能組合將氨基酸分子連繫成串列,便成為複雜的蛋白質分子。
蛋白質具有特殊的結構,在分解的過程中,會放出其結合能而還原為氨基酸,因此,蛋白質便成為生命的物質基礎。
另一種組合也在進行,氨基酸及碳氫氧氮化合物,因海底火山之高溫,受到分解並同時與一磷原子結合,而形成了另一種複雜的有機化合物──核苷。以目前所知,核苷只有四種排列,當四種核苷會合時,便是核酸。
核酸遭遇到海水中之蛋白質分子,因其特殊之結構,能取得蛋白質分解之結合能,並將氨基酸合成蛋白質。這兩種作用,前者相當於氧化作用,後者相當還原作用;前者釋放並利用能,後者則吸收並儲藏能。這兩種作用,本為物質層次中分別進行之理化作用,在此循環之進行,遂形成生命之連續性。
生命過程中,尚有一重要現象,便是生長及繁殖。蛋白質組合的速度大於消耗的速度,使得生命體長大,大到核酸所能支配的極限,多餘的蛋白質便脫離此生命體。同時,核酸也能在適宜的物質供應中增長,因而隨著蛋白質與原體分離,這便是分裂生殖。
然而此分離的過程必然受環境的影響,分裂也不可能形成絕然均等的個體,因之個體間發生了變異,並因變異而改變了結構。複雜的核酸及蛋白質生命體因而衍生,生命體的結構也逐漸複雜。這時,蛋白質與核酸在環境的作用中,逐步發展出細胞的雛型,同時藉蛋白質為主形成的細胞膜與環境隔絕。
這些生命體存在的證據,是科學家在最早期的沉澱層中所發現的石墨層,據判斷應是有機物質在腐敗後,因地殼變革而埋藏在地心噴射出來的溶漿之下,高溫加上高壓,便形成了石墨。
這是在羅倫提安大變革前的情況,估計約在廿四億年前,幾乎是地球形成至今一半的時間。
羅倫提安大變革後,地殼上的環境又有了新的變化,生命體也隨著環境而進化。雖然實際上進化的真相可能永不為人類所知,但我們卻可藉已知的知識去推測求證,以便對將來的發展有完整的認識。
我們有理由相信生命不僅只有一個起源,否則,生命只因偶然的巧合而存在,既不能說明宇宙必然衍生的系列層次關係,亦不符合無限組合中或然率的機率。但是所能確定的這些不同的生命起源,必然發生在相同的環境條件下,而有著多多少少不同的內容結構。
當生命繼續繁衍,海水中的氨基酸濃度已不足以維持生命體所需,這時,生命體或吸收喪失生命機能之有機物質,或與其他生命體相互併合以吸收滋養。也可能在這時,某些生命體依附在無機物體上,以氧化作用取得所需之能力。
在生命體併合的過程中,可能有一種情況發生,即當發源不同的生命體相互排斥,在激烈的混合後,再行分裂,而各擁有一部份混合後的生命物質,而成為兩個獨立的新生體。
這種現象必然經過一段時期的演化,成為有性生殖。因為有性生殖能兼有不同來源之遺傳適應能力,且在生長過程中發展為複雜的生命體,故在逐漸改變的環境中取得了進化的優勢。同時,有性生殖使生命體的成長,與生命體之延續分化為不同的作用,故生命體之存在,在時空上產生了極限,即構成個體的死亡。
這時,大氣層中的水蒸氣已稀薄到能令日光穿透到生命機體豐富的海面。某種吸收日光能的有機結構又在漫長的組合進化中形成。這種有機物所合成之碳水化合物,亦能釋放所吸收之能,供生命體生存之需要,此即為綠色植物之始。
由於日光能充足不缺,植物得以大量而迅速之繁衍,不具有此能力之生命體,便以吸取此類植物之滋養而生存。在這種過程中,生命體因適合環境而發展出多細胞體,以及器官的分化,同時產生了行動及感覺的特質。
感覺是由生命現象與環境作用所衍生者,具有完全不同於生命層次之特質,如同生命之不同於物質,感覺亦不同於生命。在我們曾述及的衍生層次關係中,生命是以物質層次為基本所衍生之上層結構,感覺又是以生命層次為基本所衍生之上層結構。所以,我們將感覺現象視為生命層次之衍生層次。
這一期的生物遺跡,可由阿爾戈曼大變革所造成的石灰石沉澱層證明其存在。
隨著感覺層次的進化,生命體發展出遺傳的本能作用,這種作用我們又分類為本能層次。本能層次有軟體動物、腔腸動物,在恰爾頓變革後已有充份的適應能力,後來,兩棲類、脊推動物類又在喀勒頓大變革後活躍在各大洲陸地上,直到阿伯拉契大變革前後的爬蟲時代,生物本能的潛力發揮到了極致。
拉辣邁德大變革是地質史上最後的一次大變革,自後地球表面的溫度急驟降低,生態環境產生了極大的變化,以致爬蟲類的本能適應能力遭到嚴重的考驗,因而體能龐大的爬蟲都被淘汰。
哺乳類在阿伯拉契大變革後即已出現,由於此類新生命體在哺乳時期內,有較長的適應期,而發展了經驗及學習能力,較本能層次中之生物有更大的適應能力。但是在爬蟲時代,爬蟲強大的體能佔了懸殊的優勢,所以直到大爬蟲絕跡後,哺乳類在穩定的環境中充分進化,而成為新生代的主流。
因此,後天的經驗又取代了先天的本能,並成為另一衍生層次,在人類沒有出現以前,經驗層次為進化最上層的結構。