什麼是演化？

演化是一種科學理論，探討生命如何漸漸改變和在經歷過一段時間之後發展形成新的物種。這個過程是由「天擇」所驅動，也就是最適合在其天然環境中生存的生物，將性狀透過遺傳給下一代。最早提出演化由天擇驅動的學者是達爾文和華萊士，他們主張，演化不但把地球的所有生命都串連起來、回溯到單一的共同祖先，而且直到今天依然持續進行……

前寒武紀（46億年前地球形成之時～5億4100萬年前）

這是地球的第一個時期。前寒武紀的數十億年期間，地球漸漸成形、冷卻。火山噴發出氣體，火山熔岩漸漸形成岩石，大氣中的水蒸氣也凝結成海洋。一般認為，最初的生命便出現在這些富含礦物質的水中，形態就像從海洋地殼的氣孔噴出來的簡單化學物質，它們彼此產生化學反應，形成更多複雜的化合物。其中有些分子又組合在一起，發展出自我複製的能力，運用的是RNA和蛋白質這類複雜的化學物質，它們便是生命的基本構件。下一步則是用一層薄膜來保護這些化學物質，也就形成最初的簡單細胞。

後來這些簡單細胞演化成細菌，有一些被稱為藍綠菌（Cyanobacteria）的生物是單細胞，並利用光合作用製造氧氣，從而逐漸改變地球的大氣層，也為呼吸氧氣的新興生命形態鋪路。

稱為疊層石的岩狀構造，便是一層層的藍綠菌之間夾雜了泥土和沙子之類的沉積物而形成。

這些初期的生命漸漸發展出越來越複雜的形式。有一個實證出現在澳洲的埃迪卡拉山，在這個地方科學家第一次看到前寒武紀海洋中相當繁榮的多細胞動物，例如史皮吉納蟲（Spriggina）和繩蟲（Funisia）。這類動物看起來多半是葉片狀，又有點像蟲，而且身體很柔軟。

寒武紀（5億4千1百萬年前～4億8千5百萬年前）

寒武紀見證了地球生命多樣性的一場大爆發，以及許多主要動物類群的誕生，有些類群直到今天依然活躍。牠們大部分生活在水中，而且很多都住在淺海地帶，例如軟體動物、蠕蟲樣的動物和海綿。

究竟是什麼因素點燃了寒武紀驚人的新生命大爆發，目前並不清楚。也許因為大氣層的氧氣含量增加了，或者與變暖的氣候有關。這些新誕生的許多生物都是身體堅硬的節肢動物，也就是昆蟲、蜘蛛和甲殼類的祖先。牠們的堅硬身體不但可防禦其他生物的攻擊、以免被當作食物吃掉，也可作為身體骨架而長成較大的體型。有一群新穎的節肢動物被稱為三葉蟲，是最早擁有複眼的動物之一。牠們留下大量的化石而為人所知，身長從只有一公分到超過七十公分都有。很多三葉蟲的樣本是從加拿大卑詩省的伯吉斯頁岩地層挖掘出來，當地的化石保存得近乎完美，化石印痕不僅包括蟲身的堅硬部分，像是外殼和牙齒，也包含肌肉、鰓和消化系統，這讓專家對三葉蟲的生活方式得到許多重要線索。由於這個地點的化石保存了蟲身的柔軟部分，因此科學家能夠同時研究此地發現的其他無脊椎動物，像是錢包海綿--這是一種大型囊狀海綿，與人類至今持續採集的浴用海綿是近親。

在寒武紀的海洋裡，最令人喪膽的捕獵者是奇蝦。牠擁有堅硬的外殼，捕食三葉蟲和其他節肢動物、蠕蟲和軟體動物。這些捕獵者不斷演化，牠們的獵物亦然。生活在海底的風蟲發展出鱗片和棘刺以保護自己。渾身是刺的怪誕蟲也有類似招數--牠用七對腳站起來，聳起背上的兩排脊刺；怪誕蟲全盲，所以靠著背上的脊刺作為防護。