藍綠藻演化的是是非非？3-31-2013

 

 

 

藍綠藻演化的是是非非？

3-31-2013

一、與藍綠藻演化有關的生物、自然或地球科學考題：

2.有關化石的敘述，下列何者正確？ (A)動物活動所遺留下的痕跡無法形成化石 (B)鸚鵡螺因壽命很長故稱為活化石 (C)今日所燃燒的煤炭是古代植物形成的化石 (D)藍綠菌是最古老的化石所以是地球上最早出現的生物。 高雄市立陽明國中 96 學年度第2 學期第2 次段考一年級生物科試題

 

1.  「目前地球上所發現的化石當中，以藍菌生存年代最早，約距今　30　多億年。」根據上面的敘述，下列推論何者正確？ (Ａ)藍菌是人類最早發現的化石　 (Ｂ)地球可能有比藍菌更原始的生物化石，只是還未被發現　 (Ｃ)藍菌是地球上最原始的生物　 (Ｄ)　30　多億年前，原始生命出現為古生代的開端。 高雄市立英明國中九十八學年度第二學期第二次段考 一年級自然科試題

 

11、推測海洋於39億年前出現，是由下列何項證據推得的時間？ (A)澳洲西部疊層石的化石定年得知的年代 (B)澄江生物群最早的似魚類化石的時間紀錄 (C)格陵蘭伊蘇阿最古老的沉積岩形成的時代 (D)澳洲西部發現的最古老火成岩礦物(鋯石)定年的年代 德光中學98學年度第二學期地球與環境科學科試卷

 

1. 目前發現最早的生物化石，是約生活在　30　多億年前的何種生物？ (Ａ)細菌　 (Ｂ)藍菌　 (Ｃ)綠藻　 (Ｄ)三葉蟲。 宜蘭國中 99學年度 下學期 一年級第二次段考 自然科 考試卷

 

下列有關演化的敘述，何者正確?  ( A) 生物演化趨勢體型是由小變大 （B）地球上最早出現的生物是藍綠藻 （C）生物群集後常有大滅絕,並不再出現新的群集 （D）根據化石系列可說明生物演化的過程。 淡水國中九十七學年度第二學期第二次段考自然科試題

 

18.下列何者為目前發現最早古老的生物化石？ (A)黴菌　         (B)藍綠菌 (C)細菌　         (D)酵母菌。 高雄市立民族國中99學年度第二學期一年級生物科第二次段考試題

 

3. 下列化石與所代表的地質意義，何者錯誤？　 (A) 三葉蟲化石表當時是古生代的海洋環境　 (B) 巧人化石表當時是新生代的陸地環境　 (C) 恐龍化石表當時是古生代的陸地環境　 (D) 最早的藍綠藻化石表當時是古生代的海洋環境。 高雄市立陽明國民中學九十二學年度第二學期第二次段考三年級地球科學試題

 

16.下列敘述有關「生物在什麼時候出現？」，何者錯誤？  (A)利用尋找到最古老的化石推斷　 (B)目前發現最古老的化石形成時間約為35億年前　 (C)目前發現最古老的化石是在澳洲西部的沉積岩中找到的疊層石　 (D)疊層石由嗜氧生物－藍綠菌分泌黏液，混合泥沙所形成的層狀構造。 【龍騰自命題】  　解答　 D    解析   疊層石是由地球早期生物的代表藍綠菌分泌黏液，混合泥沙所形成的層狀構造。藍綠菌為厭氧生物，能行光合作用，製造氧氣。 新北市新店區私立及人高級中學101學年度第一學期高一基礎地科第一次段考

 

1.     有關化石的敘述，下列何者正確？ (A)動物活動所遺留下的痕跡無法形成化石                                       (B)鸚鵡螺因壽命很長故稱為活化石    (C)今日所燃燒的煤炭是古代植物形成的化石                                  (D)由化石證據可知藍綠藻為最早出現的生物。 宜昌國中一○○學年度第二學期  第二次段考  七年級  自然與生活科技試卷

1.    下列有關地球上生命演化的過程，何者有誤？ (A)大約在35億年前，生命開始起源於海洋　 (B)在6億年前，龐大的藻類族群開始進行光合作用，釋出臭氧　 (C)在4億多年前，由於臭氧阻擋了紫外線，海洋生物開始向陸地發展　 (D)約在2億多年前，恐龍出現且迅速繁衍，立刻稱霸地球 台北縣立三和國中九十學年度第一學期第一次段考地球科學試題

二、藍綠藻演化的是是非非？

    由以上隨機上網選的國中或高中的生物、自然與生活科技、地球科學的十題試題中，明顯可看到：

「…化石證據可知藍綠藻為最早出現的生物。

…目前發現最古老的化石是在澳洲西部的沉積岩中找到的疊層石。

…藍綠菌是最古老的化石所以是地球上最早出現的生物。」

這些觀念仍根深蒂固的存在於某些國中或高中的生物、自然與生活科技、地球科學老師的心目中！

    而「藍綠菌是最古老的化石」這樣的觀念又是從何而來的呢？顯然是來自以前的國立教科書編輯委員會。

註：民國2011年國立編譯館整編入中華民國教育部國家教育研究院編譯發展中心的教科書發展中心。但是換湯不換藥，還是那些寶貝在編譯！奈何！

    國立教科書編輯委員會的委員諸公們，則是跟據1980年，洛杉磯加州分校(UCLA)的一位古生物學家Dr. J. William Schopf(蕭夫博士)及他的團隊，在澳洲西部一個當地原住民稱為Warrawoona Formation地方的岩層中，發現了一些蕭夫博士認為是類似藍綠藻的微小化石(Microfossils)，而這些岩層非常古老，估計有三十四億六千午百萬年的歲月。隔年(1981)十月號的〈科學的美國人〉；〈Scientific American〉David I. Groves 等人就以《一個早期蘊含生命的棲所》；《An Early Habitat of Life.》報導了此一發現，七年後蕭夫博士(Dr. Schopf)及他的研究生Bonnie M. Packer共同在著名的綜合科學期刊〈Science Jul 3, 1987〉上發表了一篇學術論文：

《Early Archean(太古宙) (3.3-Billion to 3.5-billion-year-old) Microfossils from Warrawoona group, Australia》

Science 237:70-72，

到1993年Schopf教授又在〈Science Apr 30, 1993〉260:640-642f上發表論文，加強他的理論並附上更多的圖。

    首先請各位網友想像一下，在現今地質學家所謂的全新世(Holocene，1萬年前～至今)，要能夠採集到遙遠的太古宙(Archean Eon)時期，約35億年前的古微生物化石標本，是多麼不容易的一件事，取得古微生物化石標本後，還要能辨別鑑定它們的真偽，更是萬分艱辛困難！因為很多微小的東西都會混淆視覺。

    第一點我們可以想到的是，標本的數量應不會太多，而且鑲嵌在遂石(chert)中的微生物標本，必需切成極薄的薄片(厚度為300μm)，然後再研磨數小時到透明狀，才能用光學顯微鏡來觀察。

    第二點就算現今生化、分子生物的技術突飛猛進、一日千里，可是到目前，古微生物學家所能做的實驗，仍只是解剖或形態上的大略辨識，而無法進行生化、分子生物方面精準的確認。

    請各位網友看一下圖1，這就是加州洛杉磯大學(UCLA)蕭夫博士(Dr. William J. Schopf)發表於1993年〈Science April,30 1993〉上論文的圖片，於遂石(Apex Chert)中發現的藍綠藻化石之光學顯微鏡照相及翻畫的圖。光憑這樣的型態觀察，蕭夫博士在1993年〈Science〉上的論文中提到，他居然可以區分出「11種」存活在35億年前的藍綠藻(cyanobacteria)種類，而圖1.是其中的若干種類。蕭夫博士(Dr. Schopf)文章發表之後，一開始大部份古微生物學家的態度是存疑的，一段時間之後，由於Dr. Schopf自己的著書立說，及一些古生物學家的推波助瀾，漸漸的，古微生物學家開始認為「藍綠菌是最古老的化石」，是演化史上的金科玉律了。

    包括國立編譯館的編輯委員們也如此認定，於是國中生物、地球科學的教科書，就出現了這樣的文字：「最早的化石發現於西澳，是35億年前的藍綠藻化石。」！

 

圖1. 蕭夫博士(Dr. Schopf)發表於1993年4月30號《Science》期刊上論文的附圖。當時Schopf的論文提到，共發現11種的藍綠藻微化石，又提到，之所以認為這些長度約20～40μm，寬度約2μm的微小化石(Microfossils)是藍綠藻，是因為長20～40μm，寬約2μm，已經超出大部份細菌的大小(size)。原文如下：Shapes interpreted as filamentous cyanobacteria. Size consistent with cyanobacteria.(are larger than most bacteria.)。

圖2. 大部份的細菌(most bacteria)的大小，在1.0μm～10.0μm之間，小於蕭夫博士(Dr. Schopf)論文中提到的藍綠藻。

圖片來源：http://www.tokresource.org/tok_classes/biobiobio/biomenu/cell_theory/index.htm

    在《Science》或《Nature》等期刊，報導藍綠藻演化出現時間這相關問題的論文，絕對不只蕭夫博士一位，為何其他學者的意見，國立教科書編輯委員會的委員諸公們都視而不見？而獨衷一家之言，實在令人費解！

    再舉一例比較之：同樣是國立機構，同樣有著優秀研究人員，台中市國立自然科學博物館，在生命科學廳的生命科學展場，不止一處的面版上標示如下：

圖3. 國立自然科學博物館，生命科學廳的生命科學展場面板─植物的演化。

圖4. 國立自然科學博物館，生命科學廳的生命科學展場面板─植物的演化第一欄的敘述，清楚的可以看到，當時佈展的專家寫著：「藍綠藻─三十億年前首先製造氧氣的植物。

    除了對最後的「植物」兩個字個人存疑以外！在下覺得在藍綠藻的演化方面，國立自然科學博物館的陳述，要比國中、高中生物、自然、地球科學教科書上的說法正確得多了。

    30億年前出現的估計值比較中庸而客觀，35億年前就出現，就演化來講發生得太早了！

    各為網友請別忘記：

 

於演化的過程當中，五種能行光合作用的光合自營菌的光反應，是先分別單獨演化形成光合系統I(PSI)或單獨演化形成光合系統II(PSII)，一直到藍綠藻演化出現才同時形成兩個光合系統，並且綜合在一起運作。     而且一定必須要兩個光合系統的天線複合體共同匯集光能，才能有匯集足夠的能量來光解H2O，產生H＋、電子及O2，進行所謂的有氧光和作用。否則如只有一種光合系統(photosystem)，匯集的光能僅能光解H2S產生H＋、電子及S而已。

    從這些光合作用的觀點來考慮，實在很難認同「藍綠藻為最早出現的生物或化石」的說法！！