为了弄清进化，研究人员需从整个科学长河的步步延伸中去探索变化的踪迹。古生物学家以化石为研究对象，它是联系生物祖先的尚存的古生物体。生物学家则追踪动植物群体，他们会兴奋地发现一个种分成了两个种。化学家和分子生物学家则通过复制原始生物而振奋。

但生物之不变引起了J · 威廉斯科普弗（J · William Schopf）的极大兴趣。斯科普弗是美国洛杉矶加利福尼亚大学的古生物学家，30年前他就发现，在10亿年前的一些化石中，一种蓝绿细菌同它们的后代——现代细菌十分相似，这种苗常常在静水里形成一层生命膜。斯科普弗回忆道，“它们令人惊奇地酷似现代种。”

同时，研究人员已经发掘了极少量的化石，以确定远古以来的化石年代，以所研究的全部化石发现，再没有一种能比比目鱼更相似的了。那么人们会问，“这个观察结果是普遍的吗？”

现在，斯科普弗及其同行们经对世界各地的研究数据进行比较后断定，现代塘渣寄生菌同古代蓝绿细菌差异甚微。他说，“这种生物形态学上的相似在各个时期的化石中广泛地存在。”

他引用了所发现的3000种化石作为证据，描述了约300种，其中约90种与现代物种看起来相像。这些精心保存的样品与现代种在大小、形态和组织结构都相同，甚至菌落形态与现代细菌也一样，这是他在2月旧金山召开的美国科学进展会议上的报道。斯科普弗强调说，我发现生物种一代接一代，代代都明显相同，这种变化甚微的生物现象迫使他重新考虑进化是如何发生的问题。

大约50年前，进化研究者们根据生物急剧进化情况将生物分类。认为不同的机制是导致生物变化速率的基础，进化最慢的物种包括马蹄蟹、鳄鱼、腔棘鱼，它们与1亿年前化石中的祖先很相似。

这些科学家们尚不知道蓝绿细菌的谱系、这种菌也称蓝细菌。斯科普弗说：“化石中所记录的细菌比现代的菌长7倍。”他认为这些细菌属于缓慢进化种类，或许进化停止了，他告诉《科学新闻》杂志。

遗传变异是进化的基础。因为有性繁殖包含两个生物体间的基因结合，更快地出现新的DNA组合，从而可加速进化过程。而无性生物体则不存在“配偶”结合，蓝细菌仅靠突变，因而进化更慢。

但斯科普弗坚持认为，这些微生物每走一步都会进一步防止其改变，采用χ射线、紫外线直至γ射线的照射研究发现，微生物具有惊人而高效的DNA修补机制。因此，它们得以把突变型固定下来。“进化是经济而有节制的。”他解释说：“生物体如果不发生变异，则可改变不同环境诱发。当发生遗传变异时，DNA便建立起一种机制进行修正。”经对蓝细菌进行充分地研究，发现这种细菌能生活在任何地方。地球早期严酷的空气条件要求这些生物学舍自力更生。于是它们将光转变成CO₂变成可使用的能源，并具有生化特长，使用前面任一过程中的水来完成这个过程，就像现代植物或H₂S。

此外，蓝细菌还能从空气中固定氮。在它们的早期的历史上，蓝细菌就能用水产生氧作为副产品，并在干扰其它微生物新陈代谢的竞争优势中获得氮。斯科普弗说：“这是微生物的气体战。它们堪称世界环境中第一污染者。”那时，蓝细菌在整个环境中处于支配地位，成为完美的生态多面手。斯科普弗说。直到今天，这些微生物仍生活于温泉和雪野；难以置信地生存于酸、喊和盐里，或纯水里；生存于岩石内；生存了沙漠；或者少氧、缺氧和过氧的环境里。某些种还能长期生存于无光环境却能进行光合作用。“我不认为它们必须要进化，因为作为一个生物种群，它们不会走向灭绝。”他补充说。

并非每个人都认为这些微生物都能简单地打开它们突变的基因密码。“事实上，不论发生的变化是否是选择的，那也并不意味着，它们没有参加进化过程，即它们的基因型恰好是冻结的。”波士顿大学的进化生物学家斯特杰普 · 科戈卢比克（Stjepto Golubic）说。他强调了蓝细菌在实验室里长时间的演化特征，以支持这个观点。他及其同事们对化石和现代叠层石中由某些蓝细菌产生的白垩圆板和圆柱体进行了比较、结果显示，在两个时期，这些生物体沿者海岸线潮间带生长旺盛，并在表面上产生色素以保护自己免遭光照之害。“它们无法忍受生态变化，也不适应形态上的变化，但有多少基因型发生了变化仍是一个疑问。”戈卢比克断定。

斯科普弗承认，可能会弄错。那些细菌能保持它们一般的结构，并还能在生化上进化为不同的生物体。但他却不这样认为，现在旺盛生活在环境中的蓝细菌与前寒武纪时代的蓝细菌极其相似。碳同位素记录表明，今天蓝细菌进行光合作用的方式在那个时代就进行着。此外，现代物种还保留着古代生物新陈代谢的方式，并在它们生化方面留下了少量创新的迹象。他对蓝细菌的不断研究形成了他独到的见解，认为从25亿年前到5亿年前这段时间是一个独特的进化时代，生物便随着自己的进化速度和变异的方式而进行着。

直到现在，研究者们把最重要的进化论建立在调查研究的基础上。然而，这是一段相对进化迅速的时期。“斯科普弗说。大多数生物种持续时间不超过800万年。遗憾的是，虽然这些生物体在特殊条件下能很好地使用对策，而当条件变化时，它们又无力调整而对生存不利。一旦它们灭绝，便为其它物种创造生存空间。相反，5亿年前，许多物种云集而来。此时无性生物占优势，特别是产生氧气的蓝细菌。这些生长缓慢的多面手能对付地球恶劣的条件。然而，最后经这些生物体对古代环境进行改造，便为更加复杂的生命形式的生存创造了条件。这些新的生命形式将超过进化缓慢的蓝细菌，并远离它们去开辟许多新的栖息生境，斯科普弗说。因此，今天蓝细菌主要生存于适宜的地方如温泉。

戈卢比克解释了蓝细菌何以差异“显著”的道理，因为这些生物体比其他“化石原始生命”——鳄鱼及其类似生物的生存时间长2~10倍，但这并不意味着它们遵循一条不同的进化规律。他认为不能把蓝细菌单独归为极端环境微生物一类。确实，它们常常在这些环境中繁衍旺盛。但在1979年，其他研究人员发现，大量的卵形和球形蓝细菌存于广阔的大海，有时海水中的密度竞高达每升1000万个菌体。除了寒冷的极地区域外，它们无处不在，并且已适海水中的密度竟高达每升1000万个菌体。除了寒冷的极地区域外，它们无处不在，并且已适应于营养丰富和贫乏的水里生活。戈卢比克指出。经计算，这些微生物占海洋原始生产总量的20%，在海洋食物链的静态期提供食料。它们的存在意味着，蓝细菌在维持这个行星的生命中继续起着重要的作用，戈卢比克强调。

他证实，这些微生物并不放弃其他经过考验的环境。它们宁可使自己结合为更加复杂的生物。遗传研究表明，所有的叶绿体，不论是来自树木、草、菠菜，还是来自海藻，都携带有蓝细菌的遗传特征。因此他展望，蓝细菌作为一种广泛存在的微生物，必将成为高等生物密切伙伴大家庭中的一员。它们可能在极端环境中演独角戏 · 因为高等生命形式无力到达这种环境。“这个世界上所有绿色生物都起源于蓝细菌。”他指出，“那么谁能说它们没有进化呢？”

[Science News，1994年3月12日］