国家精品在线开放课程教材《地球历史及生命的奥秘》

本书是国家精品在线开放课程教材和国家一流本科课程教材，以地球历史的发展及生命进程为重点，吸取了当前国内外的最新资料和有关研究成果，讲述了从宇宙大爆炸到生命起源及生物的发展历程，将亿万年前至数十万年前丰富多彩的生命形式栩栩如生地展现在大家面前，通过既专业又通俗的语言和精美的图片使读者在引人入胜的学习中不知不觉步入史前生命王国，取材新颖，编排适当，图文并茂，便于教学。

自 序

追溯源，地球如何形成？生命从哪里起源？

穿时空，从万籁俱寂的混沌世界至春意盎然的生物圈。

探奥秘，由天下第一鱼到长毛恐龙的惊人发现。

曾经有这样一个世界，烈焰熊熊，火光冲天；陨石随时呼啸而下，砸入大地，尘土如巨浪般卷起。在火海中蔓延的这颗星球，烈焰终于熄灭，喧嚣渐渐平息，混沌归于秩序，蔚蓝色世界旋即生机盎然。生命从单细胞生物开始，经过原始动物、生命大爆发、鱼类时代、两栖动物时代、爬行动物时代、恐龙（鸟类）时代、哺乳动物时代，直至人类时代的到来，跨过了38亿年的历史长河，才成就了当今地球的辉煌、人类的文明。那么，你是否有勇气随我们一起拨开时空的迷雾，进入地球科学与生命科学的交叉领域，回到太初，探寻地球与生命起源的传奇故事？

地球科学就是这么一个博大精深的学科体系，是对天地进行认知、释义的综合集成，是关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的知识体系。地球与生命演化的奥秘无穷无尽。地球科学让我们读懂地球的演化史，从16世纪哥白尼（Nicolaus Copernicus）的“日心说”，到17世纪牛顿（Isaac Newton）的“万有引力”，到18世纪德国哲学家康德（Immanuel Kant）、拉普拉斯（Pierre-Simon，de Laplace）的“地球起源”，再到19世纪英国地质学家莱伊尔（Charles Lyell）的“均变论”和达尔文（Charles Robert Darwin）的“物种起源”，直至1912年德国气象学家魏格纳（Alfred Lothar Wegener）提出“大陆漂移假说”，现已经发展成“板块构造理论”。地球自身的特殊构造和板块运动，造就了千姿百态的地貌景观，塑造了形态各异的地质遗迹。高耸入云的世界最高峰——珠穆朗玛峰海拔8848.86m；深入地幔的世界最深海沟——马里亚纳海沟深约11033m。它们在我们双眼里，呈现着绵延不断的崇山峻岭；在我们的大脑里，翻腾着“沧海桑田”的巨幅画卷。

我们将以简明扼要的方式，准确无误的解读，通俗有趣的语言，美轮美奂的图景，来重塑宇宙与生命演化的过程，揭示地球历史及生命的奥秘。一幅幅美丽的地球生命画卷，让我们领略地球历史之神奇，生命起源之奥妙、化石姿态之优美、史前动物之怪异、人类初始之可爱，从而警醒我们对天地、生命乃至万物的敬畏，触发我们保护环境、爱护地球、珍惜资源、呵护生命的义不容辞的责任。

前 言

“地球历史及生命的奥秘”是自然科学领域的一门综合性通识课程，内容涉及地球科学、生命科学、化学、物理学、天文学等多个学科的研究，并与博物馆学和历史学有一定的联系。近年来国内外地球与生命演化领域取得了一系列最新成果，把人类赖以生存的地球提高到前所未有的位置，“地球历史及生命的奥秘”的教材越发显示其重要性，因而是地球科学、生物科学和相关专业以及地球科学爱好者所选修的重要课程。

本书内容以地球历史的发展为主线，以气候变迁等环境变化对生命所产生的影响为重点，以地球发展历史中的生命进程为关键点，从宇宙大爆炸到生命起源的假说、生命的发展过程、地球海陆变迁、脊椎动物演化史的解读、龙族成员与从“龙”到鸟进化的过程、陆生植物的起源和发展、哺乳动物和人类崛起，将生活在数亿年前至几十万年前丰富多彩的各种生命形式栩栩如生地展现在学生面前，通过通俗的语言和优美的图片使他们在引人入胜的学习中不知不觉地步入史前生命王国，追寻35亿年来地球历史演变的进程，把生物渐进式和爆发式的演化模式有机地联系在一起，生物演化的奥妙和生物绝灭的突然更令人浮想联翩，从而使学生建立起辩证唯物主义的世界观。

图2-30 海百合（孙柏年摄于贵州关岭）

图3-10 三叶虫化石（闫德飞拍摄于兰州大学）

图8-12 白垩纪被子植物柳叶甘肃果及其复原图（Du et al.，2021）

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本书论述范围较广，科学性和系统性较强，文字颇具趣味性，可为高等院校各学科和专业的通识课使用，也可供对地球科学和生物演化感兴趣的人员参考。

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本文摘自科学出版社2024年6月出版《地球历史及生命的奥秘》一书“自序”和“前言”，内容有删节。标题为编者所加。

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