地球上最初的生命为什么有的进化成了植物有的进化成了动物？

wangtao123

不知道我表达的对不对，就是想知道最初生命体在进化过程中是从哪步出现动植物的分裂的
作者：一点资讯

常务管理员

终于可以答高大上的进化生物学问题了，开心！

有人感觉文不对题，那先正面回答题主的问题吧。地球上最初的生命为什么有的进化成了植物有的进化成了动物？答案是不清楚，也许只是偶然的机缘巧合。知乎上充斥着大量的关于进化上的目的性的问题（扫一眼右边的相关问题就可见一斑）。为什么会产生XX物种？为什么会产生XX器官？首先，你们为什么认为一定有一个原因呢？它可能就是某次突发事件的产物。其次，现阶段还没有能力去研究这样的问题，所以进化生物学基本只关注“怎么来的”“怎么运作”，如果事实逻辑链能够解释一些目的性的问题，可以进行解释。但意向性目的论上的“为什么”，那实在太玄了。

当然，欢迎大家对于这样的问题大开脑洞啊，只是它不属于科学的范畴。进化上意向性目的论解释的难点在于，它假设了进化的背后有一个意向主体。比如有人说植物的产生是单细胞动物为了直接获得光合作用的能力吞噬了蓝藻，内共生出了叶绿体。这句话后半句是非目的性的事实陈述，是现在科学可以尝试解决的问题，但针对前面半句，这个“为了”的意向主体的什么？单细胞动物怎么制定出了这一宏大的战略？意向性目的论的尽头是智慧设计论，是神创论，是上帝。

但是从题主的题目描述来看，题目描述里的问题是进化生物学讨论的范畴，因为它不涉及意向性的目的论。针对这一问题，我们首先需要定义什么是动物，什么是植物。传统意义上动植物包含了整个真核生物域，但实际上在现代系统分类研究视野中动物和植物的关系比想象的要远得多。所以我们先看看当代的动植物到底在整个真核生物中处于什么位置。其次，解决从哪一步出现动植物分离，需要从系统发育的角度找到动植物的最近共同祖先，并考察此过程之后的各种进化现象。

直到目前，由于真核生物大类群的系统发育关系还不清楚，动植物的最近共同祖先的位置还不能确定，但可以根据已有的证据推测它们分道扬镳可能要追溯到整个真核生物的共同祖先，缘起则是一次真核细胞吞噬蓝藻之后内共生形成叶绿体。没有吞噬的细胞中的一支进化成了动物，拥有叶绿体的细胞中的一支进化成了植物。

撕掉手边过时的教科书，刷新一下大家对整个真核生物大分类的三观吧，其实除了通常意义上的动物，植物和真菌，真核生物里面还隐藏着数量远超过你想象的类群。有些种类稀少，不引人注意的类群，就像从天而降的外星生物，我们到现在都不知道它们是从哪里来的。

欢迎来到进化生物学和大系统发育研究的最前沿，这里面水很深，到现在都有很多一片漆黑的谜团无法得到澄清。先上一张这个领域的最新的成果，来自今年，采用了目前我们系统发育研究所能采用的最强大的工具——基因组（Katz & Grant, 2015）。整个系统发生树包含了150个基因，232种真核生物，36346个位点。

看不懂不要紧，我依次来详细说说。树上面五个不同颜色的大块标记了该项研究所发现的五个支持率高的单系类群（也就是可以被承认为符合真实进化历史的类群），分别为，SAR超类群、植物（Plantae)、古虫（Excata)、变形虫（Amoebozoa)、后鞭毛生物（Opisthokonta，包括真菌和动物）。而那三个没有染色的空隙，就是三个种系发生不明的孤儿分支，我们还不知道它们是从哪里来的。从上到下依次说说这些都是什么生物。

SAR超类群：名字来自这个类群里面三个大类群的首字母，分别是 囊泡虫类（Alveolates)、不等鞭毛类（Stramenopiles）和有孔虫（Rhizaria）：

  囊泡虫类（Alveolates):有自养也有异养生物，共同特征是存在皮层内生膜囊(cortical alveoli), 扁平的囊泡折叠为连续层支撑着膜，通常形成灵活的薄皮。成员来自以前的一部分广义植物和一部分原生生物。代表种为甲藻和疟原虫

叉状甲藻Ceratium furca

恶性疟原虫 Plasmodium falciparum

不等鞭毛类（Stramenopiles）：有自养也有异养生物。其生命周期的能动阶段，鞭毛虫细胞具有两种不同形状的鞭毛。成员分别来自以前的广义植物和真菌，代表物种为除绿藻红藻以外的大部分藻类和水霉。

海带Laminaria japonica

某种水霉Saprolegnia mixta


有孔虫（Rhizaria）：来自一部分以前的海洋原生生物。可分泌碳酸钙质外壳，但原生质为不定形变形虫态。有些种类可以保留吃掉的藻类的叶绿体进行光合作用（Bernhard,1999)，为叶绿体二次内共生假说的可能性提供了某些参考。代表种为各类有孔虫。

Ammonia tepida

各种有孔虫骨骼。

SAR超类群中三个类群的单系支持率都很高，可以作为被广泛接受的类群，但三个类群之间的系统发生关系还不清楚。

泛植物（Plantae): 大部分自养，包括各类陆生植物、绿藻、红藻和灰胞藻（Glaucophyte）。泛植物的叶绿体只包有两层膜，可能来自于直接吞噬蓝藻形成的内共生。而其他类群的叶绿体大多有三到四层膜，可能来自于吞噬绿藻和红藻的二次内共生。很有意思的是灰胞藻的叶绿体有肽聚糖层，可能是吞噬蓝藻形成内共生的遗迹（Keeling,2004)。
喜闻乐见的植物图片就不放了，放一张灰胞藻。


Glaucocystis sp.

古虫（Excavate):包括自养或异养的一部分以前的原生生物，有很多寄生类原虫。共同特征是腹侧进食沟和联合细胞骨架结构。代表生物为可进行光合作用的眼虫和锥虫、滴虫。滴虫类不同寻常地缺少了典型线粒体，营寄生生活。

某种眼虫 Euglena sp.

滴虫 Trichomonas sp.

变形虫类（Amoebozoa）：一类不定性原生质体。包括变形虫和黏菌。

某变形虫Chaos carolinensis

煤绒菌 Fuligo septica


后鞭毛生物（Opisthokonta）：包括两类支持率良好的单系群：菌物总界（Holomycota)和动物总界（Holozoa)。共同特征为鞭毛细胞都具有单一个位于后侧的鞭毛。比如人类的精子。在大部分真菌里面鞭毛细胞已经消失，但在最低等真菌壶菌（Chytrid)中游动孢子仍然有后鞭毛。

        动物总界（Holozoa):值得关注的是狭义动物的几个姐妹群，来源于以前的一些原生生物和真菌。领鞭毛虫（Choanoflagellate）：动物最近的亲戚。单细胞水生原生生物，触手呈领状环绕鞭毛，与最原始的动物之一海绵的领细胞基本结构相同，可以佐证它跟动物的近缘关系。

某领鞭毛虫Monosiga brevicollis


DRIP小分支：名字来自该分支的四个类群首字母。一类具有真菌特征的寄生微生物，动物的远方亲戚，种类包括肤胞虫（Dermocystida)，鱼孢霉（Ichthyophonida)等。


鱼孢霉Ichthyophonus hoferi 的生活史。是一类重要的鱼类病害的病原体。

最后来看看那些空隙里的神秘类群：泛植物旁边的孤儿分支1里面包括一些小型光合生物。古虫旁边的孤儿分支2包括以前属于古虫的马拉维单胞虫（Malawimonas).另一篇关于古虫界分类的文章（Hampl et al., 2009)也支持了马拉维单胞虫跟其它古虫的并系关系。变形虫旁边的孤儿分支3则包含了一系列单细胞的异养生物。这些地位未定的孤儿分支可能是进化中的孑遗分支，值得进行进一步的研究。而这些空隙的存在，也说明我们还将有可能发现新的生物类群。

大类群本身的单系性支持良好，但大类群之间的关系并不明朗。唯一可以作定论，且有其它研究作佐证的结论是，广义动物和广义真菌是单系群，且互为姐妹群。也就是说动物最近的亲戚是真菌。

关于大类群之间的关系有很多假说，我最喜欢的这一款：

喜欢的原因大抵只是一个搞系统生物学的对于这样纯粹的二歧树的喜爱吧，简单的通过鞭毛细胞的鞭毛数量把大类群分为两类。并系和复系必须死！

双鞭毛那一支一直处于极度混乱的状态，暗无天日。单鞭毛生物一支情况要明朗一些，变形虫界和后鞭毛生物都是支持率较高的单系群，真菌和动物关系最为明朗，也有分子研究（Hampl et al., 2009)对单鞭毛生物这一支给出了较高的支持率。然而包括最新的那篇研究（Katz & Grant, 2015）和其它一些研究（Parfery et al., 2010)却显示出变形虫界可能跟其它双鞭毛生物关系更近，导致这一假说的命运又变得不明朗起来。

生物进化树的完美构建，这是从达尔文开始就萦绕在每个进化生物学家心中的终极梦想。当天体物理学家仰望浩瀚的星空的时候，进化生物学家则环顾着周围的草木鸟兽，信誓旦旦地说：我一定要让你们回到原本的位置上去！

然后理想是美好的，现实是艰难的，生物大系统树的构建到现在仍然是一个棘手的难题。即便应用了最先进的方法，仍然得不到令人满意的答案，期待以后能够有方法学上的突破。

来一个最新一期MBE的封面，每个系统进化生物学家的梦想

嘛有空可以补充一点空隙里面那些神秘类群的资料。

lkamxmk

关于这个问题理查德 道金斯（Richard Dawkins）在他的科普名著《自私的基因》（Selfish gene）里有一段精彩的论述。下面这段文字纯引用；版权归原作者（及原译者）所有。


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生命出现之前，地球上有哪些大量的化学原料，我们不得而知。但很可能有水、二氧化碳、甲烷和氨:它们都是简单的复合物。就我们所知，它们至少存在于我们太阳系的其他一些行星上。一些化学家曾经试图模仿地球在远古时代所具有的化学条件。他们把这些简单的物质放人一个烧瓶中，并提供如紫外线或电火花之类的能源——原始时代闪电现象的模拟。几个星期之后，在瓶内通常可以找到一些有趣的东西:一种稀薄的褐色溶液，里面含有大量的分子，其结构比原来放入瓶内的分子来得复杂。特别是在里面找到了氨基酸——用以制造蛋白质的构件(buildingblock)，蛋白质乃是两大类生物分子中的一类。在进行这种试验之前，人们原来认为天然的氨基酸是确定生命是否存在的依据。如果说在火星上发现氨基酸，那么火星上存在生命似乎是可以肯定无疑的了。但在今天，氨基酸的存在可能只是意味着在大气层中存在一些简单的气体，还有一些火山，阳光和发生雷鸣的天气。近年来，在实验室里模拟生命存在之前的地球的化学条件，结果获得了被称为嘌呤和嘧啶的有机物质。它们是组成遗传分子脱氧核糖核酸的构件，即DNA。

“原始汤”的形成想来必然是与此类似过程的结果。生物学家和化学家认为“原始汤”就是大约三十亿到四十亿年前的海洋。有机物质在某些地方积聚起来，也许在岸边逐渐干燥起来的浮垢上，或者在悬浮的微小的水珠中。在受到如太阳的紫外线之类的能量的进一步影响后，它们结合成大一些的分子。现今，大有机分子存在的时间不会太长，我们甚至觉察不到它们的存在，它们会很快地被细菌或其他生物所吞噬或破坏。但细菌以及我们人类都是后来者。所以在那些日子里，大有机分子可以在稠浓的汤中平安无事地自由漂福到了某一个时刻，一个非凡的分子偶然形成。我们称之为复制基因(replicator)。

它并不见得是那些分子当中最大的或最复杂的。但它具有一种特殊的性质——能够复制自己的拷贝。看起来这种偶然性非常之校的确是这样。发生这种偶然情况的可能性是微乎其微的。在一个人的一生中，实际上可以把这种千年难得一遇的情况视为不可能。这就是为什么你买的足球彩票永远不会中头奖的道理。但是我们人类在估计什么是可能或不可能发生的时候，我们不习惯于将其放在几亿年这样长久的时间内去考虑。如果你在一亿年中每星期都购买一次彩票，说不定你会中上几次头奖呢。

事实上，一个能复制自己拷贝的分子并不象我们原来所想象那样难得，这种情况只要发生一次就够了。我们可以把复制基因当作模型或样板。我们可以把它想象为由一条复杂的链所构成的大分子，链本身是由各种类型的起构件作用的分子所组成。在复制基因周围的汤里，这种小小的构件多的是。现在让我们假定每一块构件都具有吸引其同类的亲和力。来自汤里的这种构件一接触到它对之有亲和力的复制基因的另一部分，它往往就附着在那儿不动。按照这个方式附着在一起的构件会自动地仿照复制基因本身的序列排列起来。这时我们就不难设想，这些构件逐个地连接起来，形成一条稳定的链和原来复制基因的形成过程一模一样。这个一层一层地逐步堆叠起来的过程可以继续下去。结晶体就是这样形成的。另一方面，两条链也有一分为二的可能，这样就产生两个复制基因，而每个复制基因还能继续复制自己的拷贝。

让我们再回到原始汤这个问题上来，现在汤里已存在一些分子的稳定品种。所谓稳定的意思是，那些分子或是本身存在的时间较长，或是它们能迅速地复制，或是它们能精确无误地复制。朝着这三种稳定性发展的进化趋向是在下面这个意义上发生的:如果你在两个不同的时间分别从汤中取样，后一次的样品一定含有更大比例的寿命长或生育力强或复制精确性高的品种。生物学家谈到生物的进化时，他所谓的进化实质上就是这个意思，而进化的机制是一样的——自然选择。

原始汤是不足以维持无限量的复制基因分子的。其中一个原因是地球的面积有限，但其他一些限制性因素也是非常重要的。在我们想象当中，那个起着样板或模型作用的复制基因浮游于原始汤之中，周围存在大量复制拷贝所必需的小构件分子。但当复制基因变得越来越多时，构件因消耗量亦随着大增而供不应求，成为珍贵的资源。不同品种或品系的复制基因必然为了争夺它们而互相搏斗。我们已经研究过什么因素促进那些条件优越的复制基因的繁殖。我们现在可以看到，条件差一些的品种事实上由于竞争的结果而变得日渐稀少，最后它们中间一些品系难逃绝种的命运。复制基因的各种品种之间发生过你死我活的搏斗。它们不知道它们在进行生存斗争，也不会因之而感到烦恼。复制基因在进行这种斗争时不动任何感情，更不用说会引起哪一方的恶感了。但在某种意义上说，它们的确是在进行生死存亡的斗争，因为任何导致产生更高一级稳定性的复制错误，或以新方法削弱对手的稳定性的复制错误，都会自动地得以延续下来并成倍地增长。改良的过程是积累性的。加强自身的稳定性或削弱对手的稳定性的方法变得更巧妙，更富有成效。一些复制基因甚至“发现”了一些方法，通过化学途径分裂对方品种的分子，并利用分裂出来的构件来复制自己的拷贝。这些原始肉食动物在消灭竞争的对手的时候同时摄取食物。其他的复制基因也许发现了如何用化学方法，或把自己裹在一层蛋白质之中来保卫自己。这也许就是第一批生命细胞的成长过程。复制基因的出现不仅仅是为了生存，而且是为它们自己制造容器，即赖以生存的运载工具。能够生存下来的复制基因都是那些为自己构造了生存机器以安居其中的复制基因。最原始的生存机器也许仅仅是一层保护衣。后来，新竞争对手陆续出现，它们拥有更优良、更有效的生存机器，因此生存斗争随之逐渐激化。生存机器的体积越来越大，其结构也渐臻复杂。这是一个积累和渐进的过程。

生存机器最初是作为基因的贮藏器而存在的。它们的作用是消极的——仅仅是作为保护壁使基因得以抵御其敌手所发动的化学战以及意外的分子攻击。在古代，原始汤里大量存在的有机分子是它们赖以为生的“食料”。这些有机食物千百年来在阳光的有力的影响下孳生繁殖，但随着这些食物的告罄，生存机器一度逍遥自在的生活也告结束。这时，它们的一大分支，即现在人们所说的植物，开始利用阳光直接把简单分子建成复杂分子，并以快得多的速度重新进行发生在原始汤里的合成过程。另外一个分支，即现在人们所说的动物“发现了”如何利用植物通过化学作用所取得的劳动果实。动物要么将植物吃掉，要么将其他的动物吃掉。随着时间的推移，生存机器的这两大分支逐步发展了日益巧妙的技能，来加强其生活方式的效能。与此同时，新的生活方式层出不穷，小分支以及小小分支逐渐形成，每一个小分支部在某一特殊方面，如在海洋里、陆地上、天空中、地下、树上、或其他生活体内，取得超人一等的谋生技能。这种小分支不断形成的过程，终于带来了今日给人类以如此深刻印象的丰富多采的动植物。

ch_awen

谢邀

跟生命有关的东西并没有真正的为什么，只不过这种方式让它们恰巧活了下去，并且它们在这条路上越走越远，进化到了今天这个样子

在你眼里，“植物”或许长这个样子：

但实际上地球的氧气制造者长这样（藻类）：

你所看到的高等植物有着藻类无法想象的效率与复杂功能，比如能长出艳丽的生殖器官：

而在你眼里动物或许长这样子：

但实际上遍布全球到处都是的它们是长这样的：

这些单细胞的小生命和藻类一样原本都是最原始的复制者（复制者的故事在这里：有没有什么自然科学理论瞬间击中你以至于改变了你的价值观？ - Kyoukai 的回答）

它们只是到处散播，偶尔的一个变异导致其有了可以利用的能量，比如光、比如在深海中的矿物质，通过将这些能量同化为自己身体的一部分，使得其有了更好更快复制自己的进度

而另一方面，有些单细胞们变异之后有了更强的运动能力，可以更有效地把别的单细胞吃掉、分解，同化为自身的一部分，它在大自然的筛选中留下了最优质的能力，同样也有着高速复制的潜能

于是前者逐渐演化成了植物，后者演化成了动物，当然这中间的故事要复杂的多，我只是想说它们并没有目的性罢了，你看到的是成功演化的动植物，而你看不到的是不计其数的失败的作品，被淘汰，灭绝.

以上

flkin

第一次有人邀请我好激动！！！

首先很赞成@傅渥成学长的回答（不知道这里说是学长会不会高攀，但是你当过我们大物的助教嗯…大物学的简直不忍直视，多谢当年老师跟助教的高抬贵手嗯…）
动物和植物并不是相对的概念，现在比较主流的分类学已经从两界系统（也就是将生物分为动物跟植物）发展成了五界系统了，分别是原核生物界、原生生物界、真菌界、和最为大家熟知的动物界跟植物界了。而且这个也并非定论，只不过现在大家觉得这样的分类更有利于表达而已。
还有就是最初的生命这个问题，如果纯粹按时间的话，动植物的出现对于生物的整个历程而言已经是很晚的事情了。现在认为最早期的生命记录（对，是生命记录不是化石）是距今35亿年之前的事情，但是通常认为的早期生命，是指前寒武到寒武纪早期的生物，也就是距今5.7亿年左右。也就是说，如果把整个生命史比喻成一个现在70岁的老头的话，他在快60的时候才有了所谓的动植物，而且还是最早期形态最原始的。
这个时间的生物呢，有一部分能够归为现在意义上的动物或者植物，但是也有很大一部分是无法归类到具体门类的，一方面是化石信息本身保存的不完整性，另外还有一个原因，通常认为寒武纪生物大爆发是对各种形态的生物体的一种尝试，而这种尝试是不定向的，成功的保留下来，不成功的被自然所淘汰。这一阶段包括了埃迪卡拉，后面的小壳生物群，澄江生物群等等…

至于动物跟植物的各自独特的性状是怎么形成的…我先占坑…问老师去！