生命的进化过程

仇德辉 原创 | 2014-01-08 18:25 | 收藏 | 投票

人类是最高等的生命形式,它是从低等的生命形式逐渐进化而来的。生命的进化一方面表现为机体之结构特征的变化,这是“生物学”研究的逻辑主线;另一方面表现为机体之器官功能的变化,这是“统一价值论”研究的逻辑主线。

人类的意识可分为感觉意识、认知意识、评价意识和意志意识,它们分别解决“有什么?”、“是什么?”、“有何用?”和“怎么办?”的问题,它所对应的功能器官分别为感觉器官、认知器官、评价器官和意志器官。生命的进化过程可以集中表现为感觉器官、认知器官、评价器官和意志器官逐渐分离、逐渐发展的过程。

一、细胞内部的分工与合作(原核生物)

物质运动经历了四个基本的进化阶段,才形成了原始生命:即从无机小分子生成有机小分子从有机小分子生成有机大分子有机大分子有机多分子体系,从有机多分子体系演变为原始生命(原核生物)。

核生物由核细胞构成的生物,主要包括蓝细菌、细菌、古细菌、放线菌、立克次氏体、螺旋体、支原体和衣原体等。原核细胞主要由细胞壁、细胞质、细胞膜脱氧核糖核酸分子中膜体核糖体鞭毛等组成其中,原核细胞的细胞壁的功能主要有保持细胞外形抑制机械和渗透损伤介导细胞间相互作用防止大分子入侵协助细胞运动和分裂等;细胞质是一种使细胞充满的凝胶状物质,主要由水、盐、有机分子及各种催化反应的酶所组成细胞膜与细胞的物质交换细胞识别分泌排泄免疫等有关,呼吸作用和光合作用的电子传递链位于细胞膜上脱氧核糖核酸分子可进行自主复制的遗传因子中膜体扩大了细胞膜的表面积,提高了代谢效率,有拟线粒体之称,DNA的复制有关;核质体是环状的双链DNA分子,所含的遗传信息量可编码20003000种蛋白质;核糖体是蛋白质的合成场所,大部分游离于细胞质中;鞭毛是细胞的运动器官

总之,原核生物实现了机体内部各组成部分之间的分工与合作,它集机体的感觉功能、认知功能、评价功能与意志功能于一体。

二、细胞内部的专业化(原生生物)

原生生物是最简单的真核生物,真核生物由真核细胞构成的生物包括原生生物界、真菌界、植物界和动物界。真核生物与原核生物的根本性区别是前者的细胞内含有细胞核,因此以真核来命名这一类细胞许多真核细胞中还含有其它细胞器,如溶酶体、内质网、线粒体、叶绿体、高尔基体等。原生生物主要是指单细胞的真核生物以及没有组织分工的多细胞真核生物。

在原核生物的细胞中,细胞核是细胞的“控制中心”,其主要功能是控制细胞的遗传、代谢、生长和分化过程溶酶体是细胞的“消化中心”,其主要功能与食物泡融合,将细胞吞噬进的食物、衰老细胞或致病菌等大颗粒物质消化成生物大分子,残渣通过外排作用排出细胞内质网是细胞的“生产中心”,其主要功能是合成蛋白质大分子,并把它从细胞输送出去或在细胞内转运到其他部位线粒体是细胞的“加工中心”,其主要功能是通过氧化磷酸化作用合成ATP,为细胞各种生理活动提供能量;高尔基体是细胞的“物流中心”,其主要功能将内质网合成的蛋白质进行加工、分类、与包装,然后分门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细胞外

原生生物是最简单的真核生物可分为藻类、原生菌类原生动物类三大类。单细胞的原生生物集多细胞生物功能于一个细胞,包括水份调节,营养,生殖等。

    1、藻类藻类包括好几个相当不同的生物群,他们共同特点是具有光合作用的能力,而且保有在水中生长的原始习性,藻类异于植物之处在于(1)单细胞藻类本身即可作为配子,(2)一些多细胞藻类的配子囊和孢子囊为单细胞构造,(3)多细胞藻类的配子囊为多细胞构造,但每个细胞都具有生殖能力,各产生一个配子。

    2、原生菌类如黏菌和水霉,且皆为异营,储藏肝醣,细胞壁含纤维素与几丁质他们有游走细胞具鞭毛或行变形虫运动,而与菌类不同黏菌有吞噬作用,吞入固体食物,而菌类则分泌酵素,将食物分解而行吸收有些水霉会储藏一种碳水化合物,此物质很像褐藻中的储藏物质,但与菌类、植物、动物者不同。

3、原生动物原生动物大都为可运动的掠食者或寄生者,可分为下列几类锥体虫类滴虫类变形虫、有孔虫类、太阳虫类放射虫类孢子虫类纤毛虫类等。

总之,真核生物是从原核生物进化而来的,它实现了机体的各个组成部分不断走向“专业化”和“功能化”的目的,它同样是集机体的感觉功能、认知功能、评价功能与意志功能于一体。

三、细胞之间的分工与合作(海绵体动物)

若干个多细胞通过相对松散的组织方式所组成的动物,称为简单多细胞动物,这种动物的各个细胞之间既有分工,也有合作,但是彼此的合作并不十分密切,这类动物的典型代表就是海绵体动物。

海绵体动物属多孔动物门主要依据骨针的成分和形状,分为以下三个钙质海绵纲六放海绵纲寻常海绵纲。多孔动物为原始的多细胞动物,海绵动物组织原始,无真正消化腔和神经系统海绵动物的各个细胞虽有分工,但彼此合作甚微,如将海绵磨碎过筛,其中分离了的细胞仍能存活数天(相当于原生动物)。海绵动物这种即独立又合作的特征,表明其有机体结构仍属细胞级,显示了原始多细胞动物的特点。 海绵动物多为群体,单体较少身体呈辐射对称或不对称群体的外形变化很大单体一般作角锥形、盘形、高脚杯形、球形等。    海绵不具备执行各种机能的器官其最重要的结构是水管系,主要由入水孔、领细胞和出水口组成,其中,领细胞的主要功能是引起水流,并捕捉食物粒。中胶层中的原细胞,又称变形细胞,细胞质中含有大量核糖核酸,既能把领细胞摄取的食物送到身体各部又能演变为多种细胞,在再生中起作用必要时可生成雌、雄生殖细胞。

变形细胞可以分化成不同的形态有的变形细胞伪足细长分枝,彼此相连形成网状,称为星芒细胞,它很可能是一种最原始的具有神经机能的细胞;有的变形细胞较大,其细胞核也较大,有叶状伪足,称原细胞,这是一种未分化的细胞,除了本身具有吞噬及消化食物的机能外,它还可以转化成具生殖功能的生殖细胞、能分泌骨骼的造骨细胞、贮藏营养物质的贮存细胞、能分泌粘液的腺细胞等。

总之,简单多细胞生物(海绵体动物)实现了各个细胞之间的分工与合作的目的,它同样也是集机体的感觉功能、认知功能、评价功能与意志功能于一体。

四、感觉器官的形成(腔肠动物)

原始感觉器官的形成标志着感觉意识从机体的综合意识中分离出来了,最先出现感觉器官的动物是腔肠动物。

腔肠动物是有腔肠的动物类群所成的一门动物,分为有刺胞类(水螅纲、钵水母纲、珊瑚纲)和无刺胞类(栉板类或栉水母类)个亚门,前者有刺细胞,后者有粘细胞。腔肠动物的最重要特征是出现了原始的感觉器官:平衡囊、触手囊以及相应的网状神经系统。腔肠动物具水螅型,水母型两种基本形态水螅型营固着生活,体呈圆筒状,固着端称基盘,另一端为摄食的口,周围有触手,中胶层薄。珊瑚纲的水螅型,体壁的外胚层可分泌石灰质的外骨骼水母型营漂浮生活,体呈圆盘状,突出的一面称外伞,凹入的一面称下伞,其中央悬挂着一条垂管,管的末端是口,由口通入消化循环腔和分枝状的辐管,并一直通到伞的边缘连接环管,伞的边缘有触手和感觉器管(平衡囊、触手囊)。

腔肠动物神经细胞彼此以神经突起相联而成网状,仅仅在外胚层有个神经网,所以称为网状神经系统。神经细胞与内外胚层中的感觉细胞、皮肌细胞相连,对外界的各种刺激产生有效的反应,但没有神经中枢。神经传导一般没有固定的方向,因此称为分散性神经系统。

总之,原始感觉器官的形成(腔肠动物)使动物能够初步了解“有什么?”,实现了感觉意识从机体的综合意识中分离出来的目的。

五、认知器官的形成(扁形动物、节肢动物、鱼类、鸟类、两栖类、爬行类动物)

原始认知器官(或分析器官)的形成标志着认知意识从机体的综合意识中分离出来了。感觉器官是动物用以感觉外部事物的直接物理化学刺激信号,以了解外部事物与生命机体直接的物理化学联系;认知器官是动物用以感觉外部事物的间接物理化学刺激信号,以了解外部事物与生命机体间接的物理化学联系,这种间接的物理化学联系主要包括时间联系、空间联系、声乐联系、逻辑联系、数量联系以及上述联系之综合联系等。由此可见,认知器官(或分析器官)是一种高级形式的感觉器官,它是在感觉器官基础上发展起来的。

中枢神经系统和神经节是最原始的分析器官,分析器官是在网状神经系统的基础上发展起来的,分析器官的发展经历了四个基本阶段:网状神经系统、梯状神经系统、链式神经系统、索式神经系统。

1、网状神经腔肠动物):是动物界中最简单最原始的神经系统,神经细胞(即神经元)之间一般以突触相连接,也有非突触的连接。腔肠动物虽然没有神经中枢和神经节,其神经系统为扩散神经系统,但它为分析器官的形成奠定了基础。

2、梯式神经扁形动物):众多神经元的胞体集合在一起就构成了神经节,众多神经元的突起集合在一起就构成了神经干或中枢神经。扁形动物一方面还保持着网状的特征,即神经细胞分散,并以突触相连接成网;另一方面很多神经细胞已经集中而成身体腹部的两个神经索和头部的“脑”。扁形动物有两侧对称的神经系统,其侧面有外耳,这种外耳有用来觅食的化学感应器。扁形虫有单眼,单眼与脑神经节相连接,可以感光。

3、链状神经节肢动物):节肢动物的神经细胞集中成神经节,一系列的神经节通过神经纤维联系在一起形成神经链。每一段神经节只能从身体的一个局部区域获得感觉信息,也只能控制局部区域的肌肉,每一个神经节既管本体节的反射机能,也与邻近几节的反射活动有关。环节动物与节肢动物都有腹神经索。链状神经系统的特点:一是链状神经系统可分为中枢与外围两个部分,脑与腹神经索属于中枢系统,从脑和各神经节伸到身体各部的神经属外围系统;二是脑对于腹神经索已处于优势的控制地位,腹神经索是受制脑的;三是具有巨大的神经,这是由具有快速传导功能的神经纤维构成的神经;四是能形成记忆。

4、索状神经系统(鱼类、鸟类、两栖类、爬行类动物):索状神经系统与链状神经系统相比更为集中,主要表现在:两条纵行神经索合二为一;前三对神经节合而为脑;食管下神经节也由头部后三对神经节愈合而成;各环的神经节分段归并;神经节向前部集中,提高了“头化”程度;脑发达,形成了前脑、中脑和后脑。

总之,原始认知器官(或分析器官)的形成(腔肠动物)使动物能够初步了解“是什么?”,实现了认知意识从机体的综合意识中分离出来的目的。

六、评价器官的形成(旧哺乳类动物)

原始评价器官的形成标志着评价意识从机体的综合意识中分离出来了。分析器官是动物为了感觉外部事物的间接物理化学刺激信号,以了解外部事物与生命机体间接的物理化学联系;评价器官是动物为了感觉外部事物的一种特殊的间接物理化学刺激信号——价值信号,以了解外部事物对于生命机体生存与发展的关系。由此可见,评价器官是一种高级形式的分析器官,是在分析器官基础上发展起来的。

动物的评价器官主要是边缘系统:其中,杏仁体是用以评价事物之价值的正负方向,网状结构是用以评价事物之价值的大小量度。

边缘系统在大脑半球内侧面有一由扣带回、海马旁回及海马回钩等在大脑与间脑交接处的边缘连接成一体,故称边缘叶。边缘叶与邻近皮质(额叶眶部、岛叶、颞极、海马及齿状回等)以及与它联系密切的皮质下结构(包括与扣带回前端相连的隔区、杏仁复合体、下丘脑、上丘脑、丘脑前核、部分丘脑背侧核以及中脑内侧被盖区等)在结构与功能上相互间都有密切的联系,从而构成一个功能系统,称为边缘系统

边缘系统产生于旧哺乳类动物(如食虫类哺乳动物),它使旧哺乳类动物具有了对于外部事物之价值的量度大小和正负方向的评估能力。其中,边缘系统中的杏仁体在动物的价值评价过程中起着关键性的作用。

总之,原始评价器官的形成使动物能够初步了解“有何用?”,实现了评价意识从机体的综合意识中分离出来的目的。

七、意志器官的形成(新哺乳类动物)

原始意志器官的形成标志着意志意识从生命的综合意识中分离出来了。评价器官是动物为了感觉外部事物的价值信号,以了解外部事物与生命机体的价值联系;意志器官是动物为了感觉自身行为的价值联系,以了解自身行为对于生命机体生存与发展的价值关系。由此可见,意志器官是一种高级形式的评价器官,是在评价器官基础上发展起来的。

大脑皮层:大脑皮层分为新皮层和旧皮层两个部分。新皮层是由端脑泡的假分层上皮演而成在人的大脑半球上方,是具有层结构的新皮层,它占据成年人整个大脑皮层表面的94%,亦被称为均匀皮层;半球其余表面结构包括古皮层及旧皮层,在神经系统发生中出现较早,这些部分统称为非均匀皮层,将来发展成为边缘系统的主要部分。

大脑皮层由感觉皮层、运动皮层和联合皮层所组成:

1、感觉皮层包括视觉皮层、听觉皮层、躯体感觉皮层、味觉皮层和嗅觉皮层;

2、运动皮层包括初级运动区、运动前区和辅助运动区;

3、联合皮层包括顶叶联合皮层、颞叶联合皮层和前额叶联合皮层。其中,顶叶联合皮层主管触知觉和空间知觉(地理位置);颞叶联合皮层主管视觉和听觉信息处理(图像的记忆与识别、面孔记忆与识别、物体记忆与识别、声乐记忆与识别等);前额叶联合皮层主管注意力调控、规则学习、情景记忆、工作记忆、行为抑制、行为计划与策略、发散性思维。

新哺乳类动物(如猩猩、狒狒、类人猿、人类等)大脑皮层的联合区域与运动区域之间所建立的神经联系构成了各个层次行为动作(本能行为、简单行为、复杂行为、超复杂行为)的基本模式,而大脑皮层的运动区域与边缘系统之间所建立的神经联系,构成了动物对于自身的各种行为模式进行价值评价,并使动物能够优先诱发和实施具有最大价值率的行为动作,屏蔽具有最小价值率的行为。

大脑皮层是新哺乳类动物的意志器官,而意志器官的核心是联合皮层。联合皮层与大脑边缘系统之间的神经联系决定着各个层次行为模式(本能行为、简单行为、复杂行为、超复杂行为)的价值率大小,进而决定着动物对于各个行为动作的取舍。

总之,意志器官的形成使动物能够初步了解“怎么办?”,实现了意志意识从机体的综合意识中分离出来的目的。

 

个人简介
第二炮兵工程学院毕业,大学本科专业:动力机械,硕士研究生专业:火箭发动机,从军20年,出版了两部学术专著:《统一价值论》,中国科学技术出版社,1998年;《数理情感学》,湖南人民出版社,2001年; 邮箱:choudh@sohu.com…
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