李雅轩 2007年11月16日 15:25
生物的进化是高中生物课中非常重要的一个章节，对于生物进化的研究需要看懂一种特殊的文字，那就是化石，一种奇特而美妙的文字。它以一定的方式在地球上写下了我们所生存环境的变迁，记载了生物诞生、进化的历史。地层的每一层就好比一页纸，地层里的化石记录着生物进化的信息，所有地层就串联成生物进化的历史。
我们都知道地球已有46亿年的历史。在最初的40亿年中，只有一些单细胞的生物，以后由于各种因素的共同影响，推动着原始的生物沿着从简单到复杂、从低等到高等、从水生到陆生的进化主干线不停地向前发展着。同时，也有一些生物在演化进程中消亡了。我们人类在地球上出现得较晚，并且人类有文字记载的历史也很短，所以生物发展的历史有大部分是无法从现成的书籍中找到的，这就需要我们从生物所生存的环境中去寻找答案。
那么，如何依据地球环境来判断总结生物演化的历程呢?这里最重要的依据就是化石。所谓化石就是古代生物死后，其遗体、遗物或遗迹被埋藏在地层里，经过长期的石化作用，变成了石头样的东西。化石仍保留着原生物体的形状，只不过其内含物已经过矿物质的替换作用而变成石头，所以其重量大大增加了。
最早从事地层化石关系的研究并做出突出贡献的是英国人威廉•史密斯，人们称他为“英国地质学之父”，史密斯生于1769年，他所生活的时代，正是英国在轰轰烈烈地进行产业革命的时代，找煤、挖煤暴露出许多很好的地层剖面，在开挖的运河河道两岸岩层中，他看见了各色各样漂亮的化石，有菊石、珊瑚、贝壳等等。他通过进行细致的观察研究，总结出两条至今仍十分正确的规律：(一)地层层序规律：即未经扰动的成层的岩层，下面是较早时期形成的，覆盖在上面的地层是较晚时期形成的。(二)化石层序规律：即在下面岩层里所含的化石是较早历史时期生物的遗体形成的，而上面岩层里的化石，则是较晚历史时期生物遗体形成的。这两个规律密切联系，不可分割。根据这两个规律，史密斯于1799年首次概括出一张地层表，记载了地层与地层中化石层序的关系，由此可以判断出各种生物进化的历程。
但是，这种方法仅仅可以判断出形成化石的生物体所处地质年代的相对顺序，而不能说明生物生存的绝对年代。在19世纪末，科学家发现了天然放射性元素，并发现放射性元素以恒定的速度进行衰变，而不受温度，压力、磁场、宇宙射线和化学环境的影响，所以绝对的地质年代主要是运用放射性元素的方法来测定。例如铀238蜕变成铅206的半衰期为45亿年，如果发现了含铀的岩石，通过测定其中所含铀238和铅206的比例，就可以计算出该地层的绝对年龄了。
但铀并非广泛存在的，而钾40却在地层广泛存在，其蜕变成氩40的半衰期为13.3亿年，半衰期时间的长短适宜。因此，目前各地质时代绝对年龄的测定大都采用了钾一氩法，而另一种放射性元素碳14蜕变成氮14的半衰期仅为5730年，所以一般用来测定5万年以下化石的年龄，例如古人类遗体、化石的年龄就是利用碳一氮法进行测定的。
因为碳14是一种放射性物质，当它与大气中的氧结合成二氧化碳而被植物吸收，经光合作用就变成植物体的一部分，当然植物吸收的二氧化碳大部分是碳12的形式。当含有碳14的植物被人吃了，碳14就会在人体内按放射性规律不断地减少。但只要人活着它就可以不断地补充碳14，使体内碳14的含量一般保持不变。当人死后就不再摄入碳14，而体内的碳 14仍进行衰变，所以通过测定碳14的蜕变串就可以知道这个人是什么时候故去的了。
