引言
　　演化奇跡
　　生命遍布世界的每一個角落。在陸地上，從崇山峻嶺到戈壁沙漠；在大洋中，從濱海到深淵，任何地方都在上演著生命的奇跡。2000多年來，尤其是在亞里士多德（公元前384－公元前332）的推動下，生物學(xué)家們走遍了世界各地，踏遍千山萬水，發(fā)掘多種多樣的生命物種，然后去記錄它們，分析它們，從而更好地了解它們，深入探索世界上生命的多樣性。在生物學(xué)研究過程中，對采集到的物種數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一和分類是十分關(guān)鍵的。瑞典生物學(xué)家卡爾?馮?林奈（1707－1778）建立了我們至今都還沿用的物種命名法，即雙名命名法。自他以后，科學(xué)家們決定對所有發(fā)現(xiàn)的物種，無論是現(xiàn)存物種還是化石物種，均采用雙名命名法的規(guī)則：屬名 種加詞。這樣一來，所有的物種均被納入一套分類階層體系（科、目、支）中。1758年，隨著卡爾?馮?林奈第二部著作《自然系統(tǒng)》的出版，這套分類體系得到全面推廣。自此，物種有了學(xué)名，比如1758年，卡爾?馮?林奈將人們口中的一角鯨（見57/ 一角鯨）命名為 Monodon Monoceros（一角鯨的學(xué)名）。

　　那么，到底什么是物種？
　　現(xiàn)如今，我們認(rèn)為物種是一個自然群體，這個群體中的個體可以相互交配，繁衍后代，并且后代也能夠繼續(xù)繁衍下去。一個自然群體與其他群體在生殖上是相互隔離的。動物學(xué)家恩斯特?邁爾（1904－2005）對這一概念的形成做出了巨大的貢獻(xiàn)，他曾在新幾內(nèi)亞對鳥類進(jìn)行實(shí)地考察。但對于物種的概念和定義，種種爭論依舊存在。比如分布于喜馬拉雅山地區(qū)，被稱為暗綠柳鶯的一種鳥類。暗綠柳鶯在環(huán)喜馬拉雅山地帶分兩路演化，但兩路演化末端的亞種卻無法進(jìn)行雜交繁衍！而類似的例證不勝枚舉。那物種的邊界到底在哪里呢？它發(fā)生在一些微生物之間的基因水平轉(zhuǎn)移（見83/ 綠葉海蝸牛），更與上文中提到的物種定義背道而馳。由此可見，生命是極其復(fù)雜的。在實(shí)際操作過程中，科學(xué)家們通常是根據(jù)雜交繁衍的結(jié)果，來斷定不同的物種。每個物種個體的表型，即外觀特征，在變化過程中都具有一定的關(guān)聯(lián)性和延續(xù)性。比如川金絲猴（見87/ 川金絲猴），雖然每一只都有些許不同，但它們外觀的總體變化是有關(guān)聯(lián)的，比如耳朵的形狀。這種方法同樣適用于化石物種，只不過化石物種在長期的石化作用過程中，已經(jīng)失去了一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征和解剖特征，相關(guān)研究工作更加復(fù)雜。

　　如何重新構(gòu)建物種的親緣關(guān)系？
　　林奈的分類系統(tǒng)非常實(shí)用，但同時它也導(dǎo)致了一些與物種自然史相悖的類群分類，比如恐龍。恐龍和一系列生物都有一個共同的祖先。目前，我們還沒有足夠的科學(xué)依據(jù)來證明它們共同的祖先是誰，但是我們卻能知道與它們非常接近的物種。無論如何，這個祖先是存在的，而且它也是目前大家非常熟悉的一個物種的祖先，就是鳥類。鳥類看上去與恐龍相差甚遠(yuǎn)，那是因?yàn)轼B類已經(jīng)演化了。但有些化石物種既擁有恐龍的典型特征，又擁有鳥類的典型特征（見49/ 圣賢孔子鳥）。因此，恐龍并沒有真正消失！那么，在一定程度上，恐龍類群的概念其實(shí)是我們在斷章取義，是語言的誤用。因?yàn)槲覀兒鲆暳似渌�與之擁有親緣關(guān)系的物種。另一方面，基于演化的觀點(diǎn)，針對很多我們非常熟悉的生物，我們會使用統(tǒng)一名稱，即使它們屬于完全不同的類群，比如無脊柱動物、魚類和爬行動物等。
　　如今，科學(xué)家們對諸多數(shù)據(jù)源進(jìn)行分析，包括解剖學(xué)數(shù)據(jù)（比如有些生物的脊椎骨存在，見101/ 長頸羚）、生物分子數(shù)據(jù)（尤其是基因數(shù)據(jù)）、胚胎學(xué)數(shù)據(jù)，甚至生物行為學(xué)數(shù)據(jù)（如鳥鳴聲、蝙蝠的叫聲），用以重建物種的親緣關(guān)系，且避免產(chǎn)生諸如恐龍類群這樣斷章取義的分類。重建方法是不斷細(xì)致入微地推測和解釋。比如蝙蝠（見97/ 蝙蝠）和鳥類（見88/ 極樂鳥）都有一對翅膀，但要將它們歸屬于近親物種，就必須解釋它們的哪些特征會同時出現(xiàn)在其他物種上，而具有這些特征的物種為什么不歸屬于蝙蝠或鳥類這個種群中？比如，蝙蝠、鯨魚和樹鼩都有毛發(fā)和乳房，但鳥類卻不具備這些特征。因此，在建立一個種群分類之前，必須不斷地推論和假設(shè)，直到此分類被接受。鑒于此，我們認(rèn)為鳥類和蝙蝠屬于兩個不同的類群，為了征服天空，兩者都獨(dú)立演化出了翅膀。而因?yàn)檫@個相似的形態(tài)特征，兩個類群又呈現(xiàn)出趨同演化的特點(diǎn)。

　　地球上到底有多少物種？
　　100 萬？200 萬？500 萬？這個問題至今都難以回答。根據(jù)的統(tǒng)計(jì)，科學(xué)家們已經(jīng)記錄了大約 140 萬個物種。而目前生活在地球上的物種數(shù)量將近 1000 萬，而且鑒于原核生物（古菌和細(xì)菌）等物種的數(shù)量難以估計(jì)，這個數(shù)字還有可能被嚴(yán)重低估。因此，還有數(shù)量龐大的物種等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)和記錄。不過，要對已經(jīng)記錄的物種進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，就已經(jīng)十分困難了。一方面，直至今日，我們?nèi)耘f沒有構(gòu)建出一個完整的，能將所有已知物種和物種名稱納入其中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)系統(tǒng)。因此，我們必須回到1738年，從早一批相關(guān)著作（《自然系統(tǒng)》）出發(fā)，對所有的文獻(xiàn)進(jìn)行綜述和總結(jié)。另一方面，已有的分類系統(tǒng)中還會存在一些不合時宜的錯誤。例如，同一個物種可能會被記錄兩次，會有兩個不同的名稱！因此，出現(xiàn)這種情況時，有必要去掉后發(fā)布的名稱，而保留初記錄的名稱。對于科學(xué)家們來說，這項(xiàng)工作是極其復(fù)雜和繁重的。
　　而140萬個物種還僅僅只是現(xiàn)存物種！然而，我們知道，地球上早的生命痕跡可以追溯至大約 37億年前。數(shù)量眾多的物種不斷演變、更新、演化、誕生，那些化石就是珍貴且必不可少的證明。我們今天并不知道自生命誕生以來，有多少物種存在，因?yàn)椴⒉皇撬�有存在過的生物都能通過化石記錄下來，要對所有物種進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)，簡直難于登天！37億年來，或許有數(shù)億個物種光臨過這個世界，它們構(gòu)筑了充滿無限驚喜和奇跡的歷史，在本書中，我們將一同見證這其中的奧秘。

　　生物多樣性是如何演變的？
　　今天，我們知道物種演化的歷史，化石和其他一系列的探索和實(shí)驗(yàn)都是好的證明。我們能夠?qū)ξ锓N的演化進(jìn)行不斷深入的研究，還要感謝查爾斯?達(dá)爾文（1809－1882）以及他對自然選擇的觀點(diǎn)。在他之前，已經(jīng)有人進(jìn)行了多次不太成功的嘗試，比較具有代表性的是法國生物學(xué)家讓 -巴蒂斯特?拉馬克（1744 －1829）。
　　這種演化機(jī)制基于種群內(nèi)個體的遺傳變異性，并且表現(xiàn)在所處的生活環(huán)境對個體施加的影響和限制上。生活所需的資源（例如食物和住所）不足以滿足所有個體的需求，而環(huán)境條件（例如氣候和掠食者等）并不總是有利于個體的充分發(fā)展。因此，自然選擇必然發(fā)揮作用，并優(yōu)先傾向于適應(yīng)自然的個體。勝者不一定是強(qiáng)壯、大的，抑或是貪婪的，而有可能會是那些適應(yīng)特定環(huán)境的；而適應(yīng)能力較差的，則不會被自然選擇法則眷顧。適者生存，且能夠更容易繁殖，將更有利于適應(yīng)自然法則的基因和表型特征遺傳下來。因此，下一代將表現(xiàn)出上一代遺傳下來的優(yōu)勢特征，在遺傳和表型上與之前的種群有所不同。于是，種群便根據(jù)自然選擇不斷進(jìn)行調(diào)整。如果環(huán)境改變（見 54/ 雕齒獸），優(yōu)勢物種便有可能成為明天的輸家！沒有什么是一成不變的。物種不會漫無目的地演化發(fā)展，它們需要不斷適應(yīng)特定的條件，否則將面臨滅絕的危險(xiǎn)。當(dāng)然，還有其他機(jī)制存在，例如遺傳漂變，會導(dǎo)致物種出現(xiàn)隨機(jī)變化。
　　不過，還有一點(diǎn)非常重要。為什么所有個體都不一樣？這個達(dá)爾文不能回答的問題，現(xiàn)在已經(jīng)有了答案。這些差異與有性繁殖有關(guān)，因?yàn)樗鼘?dǎo)致了繁殖期間，父母的遺傳基因隨機(jī)組合�；�因信息的傳遞也會出現(xiàn)小的錯誤，導(dǎo)致個體之間的差異。總而言之，偶然隨機(jī)也是至關(guān)重要的。

　　生命演化重要的階段有哪些？
　　現(xiàn)階段的生物多樣性，只不過是漫長地球生命史上一個短暫的階段。如果我們有機(jī)會觀察這個星球上 2 億年后的生物多樣性，可能會驚喜不斷！作為證據(jù)，讓我們回溯到 2 億年前，那時還沒有靈長類動物，沒有開花植物，沒有大象，甚至沒有鳥類！
　　古生物學(xué)家已經(jīng)建立了一個巨大的已知化石物種目錄，從中我們可以整理出一些關(guān)鍵事件。在地質(zhì)時期，發(fā)生了五次大規(guī)模的滅絕事件，其中物種滅絕率超過 70%，以及大約 25次嚴(yán)重滅絕事件。在這些生物大規(guī)模滅絕期間，活體物種數(shù)量急劇下降。不過，生物多樣性的歷史并不僅限于接二連三的滅絕事件，這部歷史同樣見證了生物大規(guī)模發(fā)展階段，這些階段被稱為輻射演化時期。今天，我們估計(jì)，在發(fā)生重大滅絕危機(jī)后，實(shí)現(xiàn)重獲生物多樣性大約需要100萬年。在地質(zhì)學(xué)上，這只是一個非常短暫的時期，而對于人類來說，這是一個漫長的過程。滅絕危機(jī)后，占主導(dǎo)地位的生物并不是之前的主宰生物。6500 萬年前，在白堊紀(jì)第三紀(jì)滅絕事件中，伴隨著恐龍的消失，哺乳動物開始多樣化發(fā)展！
　　如今，由于人類造成的全球變化（生態(tài)環(huán)境改變、物種引進(jìn)、氣候變暖），我們將進(jìn)入一個新的物種大滅絕階段，也就是第六次物種大滅絕。這次滅絕情況十分嚴(yán)重，生物多樣性喪失與以前的危機(jī)差不多，但滅絕時間更短，為幾個世紀(jì)，而不是以前的幾十萬年。如果這次滅絕和前五次滅絕的毀滅性程度一致，那有可能造成我們自己物種的滅絕，并給其他物種帶來巨大利益。雖然我們每個人都明白，生命在演化的作用下，將持續(xù)發(fā)明和創(chuàng)造美妙的物種，但我們不希望看到人類滅絕的那一天！

　　101 個演化奇跡是如何選擇的？
　　為了完成此書，作者根據(jù)自己多年的科學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)，如同大海撈針一般在不計(jì)其數(shù)的生物演化奇跡中選擇了101個。然后按照地質(zhì)年代以及生物演化對照表（見 216 頁）中的一些演化事件，分成四個部分對這101個演化奇跡進(jìn)行介紹：遠(yuǎn)古時期、繁榮時期、現(xiàn)代生命和演化的創(chuàng)造性。
　　讀者通過每個物種或類群的身份證，可以了解到以下信息：
　　學(xué)名，即物種分類體系中使用的名稱。本書將根據(jù)實(shí)際情況在分類系統(tǒng)中選取不同級別的學(xué)名。
　　類群，在分類體系中，類群是比物種更大的一個等級。引言和附件中的物種親屬圖上也有類群信息。
　　生存年代，通過生存年代可以了解這一物種或類群生活的時期，是現(xiàn)存物種還是古老物種，甚至是遠(yuǎn)古物種。年代一般以百萬年為單位。
　　尺寸，表示生物成熟后的體積大小。
　　生存環(huán)境，通過生存環(huán)境可以大概了解該生物生活的地點(diǎn)。此書按照傳統(tǒng)方式，將飛行動物的生存環(huán)境標(biāo)注為陸生，畢竟它們偶爾還是要回到陸地上休息的。