生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化
一、原始生態(tài)系統(tǒng)
估計從太古代開始到太古代中期，距今45億年到30億年左右。此時地球上有一個在原始海洋中進(jìn)行的原生有機(jī)化合物的化學(xué)進(jìn)化過程。進(jìn)化過程的實質(zhì)是在太陽輻射影響下進(jìn)行的物理和化學(xué)過程。R.E.Dickerson(1978)提出了從無生命物質(zhì)進(jìn)化成為生命過程的基本條件，大致有以下幾點：形成具有原始大氣圈的行星；可合成碳水化合物、氨基酸等生物的單位；合成核酸鏈與蛋白質(zhì)；在海洋中形成具有一定化學(xué)組成和特性的原始生物。地球上最早的生物就是生活在原始海底熱噴口附近的異養(yǎng)原始細(xì)菌（Ecobacterium ）。
原始生態(tài)系統(tǒng)就是由原始異養(yǎng)生物、原始海洋、原始大氣圈和太陽輻射構(gòu)成的還原性自然生態(tài)體系。這種生態(tài)系統(tǒng)形成的意義在于：通過化學(xué)進(jìn)化而形成的原始生命物質(zhì)與相應(yīng)的原始海洋環(huán)境構(gòu)成一個基于自然的物理和化學(xué)系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)。這種生態(tài)系統(tǒng)的特點，不同于一般的物理、化學(xué)系統(tǒng)，它的有序性是逐步形成的；自組織和自協(xié)調(diào)能力逐漸形成并不斷得到加強；具有了復(fù)制機(jī)能；能不斷進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換，形成了生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展中的第一個里程碑。在這種生態(tài)系統(tǒng)中緩慢地進(jìn)行著多分子體系的化學(xué)進(jìn)化和原始生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化。一方面是原始生命物質(zhì)的繁衍進(jìn)化，另一方面是原始海洋及大氣圈生態(tài)條件的演變。應(yīng)該說，這種生態(tài)系統(tǒng)有可能是多源的，可能分別在不同的海域形成。太冰期的影響會使大部分原始生態(tài)系統(tǒng)毀滅，局部原始系統(tǒng)則因所處特殊地理位置和生態(tài)環(huán)境而得以保存。
二、初級生態(tài)系統(tǒng)
初級生態(tài)系統(tǒng)有可能出現(xiàn)于太古代中期到元古代大冰期以后，距今約30億年到20億年左右。
初級生態(tài)系統(tǒng)早期就不同于原始生態(tài)系統(tǒng)：主要的營養(yǎng)方式已由異養(yǎng)型發(fā)展為自養(yǎng)型和異養(yǎng)型兩種；生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)了一些新的因素，如大氣中氧含量的增加；在陽光下海水溫度有所增高；長期淋溶作用使海水無機(jī)鹽分增加；系統(tǒng)的能量水平提高到直接利用太陽能進(jìn)行光合作用和固氮作用的新階段，為生物的進(jìn)一步繁榮打下了能量基礎(chǔ)。
初級生態(tài)系統(tǒng)后期出現(xiàn)了原始的動物，生態(tài)系統(tǒng)由生產(chǎn)者、消費者和分解者所組織；能量、物質(zhì)和信息的傳遞、轉(zhuǎn)化過程更為復(fù)雜；系統(tǒng)的自組織、自協(xié)調(diào)功能也更為完善、更為穩(wěn)定。
三、次級生態(tài)系統(tǒng)
在生態(tài)系統(tǒng)演化過程中，氧化大氣圈的形成和多細(xì)胞真核生物的產(chǎn)生，使生態(tài)系統(tǒng)又進(jìn)化到了一個新的階段。
真核生物向多細(xì)胞類型的進(jìn)化和一系列地質(zhì)運動的結(jié)果。真核生物能吸收、消化和進(jìn)行光合作用。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生物量亦都達(dá)到了一個高的水平。
真核生物由核中制造的mRNA的壽命比原核生物的mRNA的壽命(只有幾分鐘)要長得多，通常為數(shù)小時至數(shù)十小時。這就有條件為繼續(xù)發(fā)展成為陸生生態(tài)系統(tǒng)打下了基礎(chǔ)。
次級生態(tài)系統(tǒng)的一個重要標(biāo)志就是陸生生態(tài)系統(tǒng)的出現(xiàn)。它的出現(xiàn)可能與臭氧層的出現(xiàn)有直接的關(guān)系。陸生生態(tài)系統(tǒng)的特點是離開了水域的保護(hù)和限制，其生態(tài)環(huán)境更為復(fù)雜化，并具有液相、固相和氣相三種界面的多樣化生態(tài)環(huán)境。白堊紀(jì)以后，隨著喜馬拉雅造山運動時期的開始，世界氣候均勻變暖，大氣圈的氧氣含量達(dá)到了現(xiàn)代的水平(現(xiàn)今大氣中含氧約占20%)，被子植物和哺乳動物迅速在生態(tài)系統(tǒng)中形成和發(fā)展起來，進(jìn)而成為生態(tài)系統(tǒng)中主要的生物成分。生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)展得十分復(fù)雜，生物生產(chǎn)力和總生物量都達(dá)到了空前的高度。
四、人工(模擬)生態(tài)系統(tǒng)
一般認(rèn)為，人類大概是由約1000萬年前的古猿進(jìn)化而來的。
人類的出現(xiàn)是地球上生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的又一個轉(zhuǎn)折點。人不同于一般動物。人類出現(xiàn)了自覺意識，能生產(chǎn)勞動，能使用工具，以致能在不同程度上按照自己的意志能動地改造自然。在自然生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，人類在不斷發(fā)展的過程中逐漸地加強對自然生態(tài)系統(tǒng)的影響。現(xiàn)代，人類已到達(dá)一個新階段——可通過一定的手段(耕作、管理等)和科學(xué)技術(shù)(生態(tài)、遺傳工程、生物化學(xué)等)對生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整和控制，這就是人工生態(tài)系統(tǒng)或模擬生態(tài)系統(tǒng)。
現(xiàn)今，地球上各種生態(tài)系統(tǒng)越來越受到人類的影響?？煞Q為“未墾地”的自然生態(tài)系統(tǒng)是越來越少了。盡管，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)量逐年有所提高，但是，人口爆炸的壓力日益加重?，F(xiàn)代工業(yè)化和科技的發(fā)展，把人工生態(tài)系統(tǒng)推進(jìn)到一個新的形式，即社會——經(jīng)濟(jì)——自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。
縱觀生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化的歷史，可以看出以下明顯趨勢：
(1)生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性逐步提高。群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜度增高，造成生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生態(tài)關(guān)系更加復(fù)雜，能流、物流的轉(zhuǎn)換層次增多。
(2)隨著生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物的進(jìn)化，物質(zhì)、能量利用效率和初級生產(chǎn)力都在不斷提高。
(3)生態(tài)系統(tǒng)所占空間由深海底逐步擴(kuò)展到淺海、陸地及陸上水體和空間。
(4)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)空間逐步被占用，物種之間的競爭也逐步加劇。
(5)物種的擴(kuò)散、遷移在更大的空間進(jìn)行。
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——摘自科學(xué)出版社·蔡曉明編著·《生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)》·第四篇 生態(tài)系統(tǒng)演化和管理·第十九章 第四節(jié)
