第五章 沼泽时代

    在鱼类时期，陆地上显然没有生命存在，光秃秃的岩石堆裸露在峭壁和高地上，任由日晒雨淋。那个时候并没有真正的土壤，因为还没有出现可以把岩石颗粒分解成耕作所需土壤的植物，也没有能够改善土壤肥力的蚯蚓，就连苔藓和地衣都没有。生命仍然只存在于海洋之中(1)。


    不久之后，在这个满是岩石的世界里，气候发生了剧烈的变化。引起气候变化的原因十分复杂，人们只能对其做一些推测而已。地球运行轨迹改变，转动极(2)缓慢偏移，大陆板块形状变化，太阳温度起伏波动，这几个因素加在一起导致地球表面的大部分区域都进入了长时间的寒冷和冰冻期；但数百万年之后，这些因素又让地球处于一个温暖、稳定的气候状态(3)中。历史上，地球内部曾有过几次剧烈的活动期，几百万年来不断积聚的上推力导致火山喷发、地壳隆起、山脉和大陆轮廓发生巨变，随之而来的就是海洋加深、山势上升和极端气候加剧。紧接着，地球进入了一段漫长的平静时期，风霜雨雪的侵蚀和河流的冲刷使得高山开始变得低平，大量的泥沙顺流而下并被冲入海底，因此导致海底变高，海洋变浅，海平面变宽，越来越多的近海陆地因海水漫延变成了浅海。这就是地球历史上所谓的“高而深”时代和“低而浅”时代。读者们不要认为地壳凝固以后，地球表面的温度就一直在稳步下降。实际上，在经过漫长的降温期后，地球内部的温度就不再影响地表温度了。即便是在无生代时期，也可见冰雪肆虐的“冰河时代”痕迹。


    在鱼类时代后期，地球上到处都出现了浅海和环礁湖，也是到这个时候，生命才用尽各种方法得以从水域转移到陆地上。毫无疑问，早期某些物种大量出现，历经了几千万年罕见而隐秘的进化发展。现在，属于它们的时代终于来临。


    毋庸置疑，植物先于动物出现在陆地之上。植物登上陆地之后，首先要解决的问题是当潮水退去之后，如何寻找坚硬的支撑物撑起叶子，使其可以获得阳光的照耀；其次则是如何从沼泽地里摄取水分，要知道它们在离开海洋之后，获取水分可不像从前那样轻而易举。不过，后来植物进化出木质组织后，这两个问题就迎刃而解了。因为木质组织既可以充当植物的支撑物，又可以为叶片输送水分。在这一时期，岩石记录中出现了大量关于木本沼泽植物的资料，其中一些植物非常庞大，如大树苔藓、树蕨、楔叶类植物等。随着植物在陆地上不断生长，各种各样的动物也从水中冒出，有蜈蚣、千足虫、最原始的昆虫、海蝎子和古代蜘蛛蟹的亲代，蜘蛛蟹、海蝎子后来演变成了地球上最早的蜘蛛和陆地上的蝎子。再后来，脊椎动物也出现了。某些早期出现在陆地上的原始昆虫，它们的个头都非常大，其中有一种蜻蜓双翅打开时可达29英寸。


    在远古时期，所有的动物都是呼吸溶解于水中的空气，登上陆地之后，这些新物种便想尽各种方法让自己学会直接呼吸空气。为了在陆地上生存下去，呼吸成为它们必须具备的功能。渐渐地，它们学会了用不同的方式汲取水分供自己所需。哪怕是到了今天，如果一个人的肺部处于完全干燥的状态，他也会窒息而死。因为肺部表面必须保持一定的水分，这样空气才能通过肺部进入血液。为了顺利呼吸，这些动物必须做出改变，它们要么进化出呼吸鳃，以防止水分蒸发；要么进化出一种藏于体内深处、靠水状分泌物保持湿润的管状器官或其他新的呼吸器官。远古时期，靠鳃呼吸的脊椎鱼类在陆地上无法生存。因此，为了适应新的生存环境，它们的鱼鳔进化成了一种新的呼吸器官——肺，其藏于体内深处。这种两栖类动物，比如现在的青蛙和蝾螈，它们的幼体在水中生活并用鳃呼吸，后来它们像多数鱼类一样进化出鱼鳔，在喉咙处长出一个袋状肺，用于呼吸，之后它们便可以在陆地上生活。接着鳃退化变小，鳃缝也消失不见，鳃裂(4)也消失了，只留下一个由鳃演化而成的耳朵与骨膜的通道。现在，这种动物只能生活在陆地上，但产卵、繁殖时必须回到水中。


    在沼泽时代，所有呼吸空气的脊椎动物都属于两栖类，从形态上看，它们与现在的蝾螈几乎一模一样，只是有的体形会稍大一些。它们实际上就是陆生动物，只不过需要生活在沼泽和潮湿地带及其附近。与这些陆地动物一样，基本上这一时期的陆地植物从习性上讲也属于两栖类。此时，植物还没有结出果实和种子，因此还没达到靠雨水滋润果实和种子就能生根发芽的程度，所以只有把孢子撒在水中才能繁殖。


    生物为了适应生存环境而学会呼吸空气的过程既复杂又神奇，而比较解剖学作为一门有趣的学科，其美妙之处便在于可以去探索、发现这个过程。所有的生物，包括植物和动物，起初都生活在水中。例如，所有比鱼类高等的脊椎动物，包括人类，在胎儿出生前或胚胎发育的过程中都要经历这么一个阶段，即鳃裂消失的阶段。再比如，鱼的眼睛裸露在水中，这样可以保持湿润；经过进化之后，鱼类长出了眼睑和分泌水分的腺体，避免眼睛干燥。而为了辨别空气中微弱的声音振动，鼓膜更是必不可少的器官。所以，我们不难发现，为了适应陆地生活，身体中的每一个器官基本上都发生了改变。


    石炭纪两栖类时代，生物主要生活在沼泽、环礁湖和浅滩中。这个时期，虽然生物的生存范围已经开始扩大，但是高山和高地仍然十分贫瘠，荒无人烟。生物虽然学会了呼吸，但仍需扎根水中，产卵之时也仍需回到水里(5)，它们必须在水中才能繁衍生息。


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    (1)　最新研究发现，志留纪时期陆地上已经出现无叶植物。


    (2)　转动极是岩石圈板块在地球表面发生转动的球面极点，又称“扩张极”“欧勒极”。——译者注


    (3)　实际上，地球气候变化还与空气中二氧化碳含量的变化有关。


    (4)　鳃裂是咽部两侧一系列成对的裂缝，直接或间接与外界相通。低等脊椎动物及鱼类的鳃裂终生存在，其他脊椎动物仅在胚胎期有鳃裂。——译者注


    (5)　最新研究发现，这一时期有些爬行动物也会在陆地上繁殖。