▲勇敢者从几乎干掉的地方爬出来
海洋是生命的摇篮。曾几何时,海洋中的生灵们乐在其中,优哉游哉。然而,到了泥盆纪就不同了,从早古生代开始的漫长地质构造运动,形成全球范围的海域缩退,其结果是陆地面积进一步扩充了,地形起伏复杂,气候变得干燥炎热。
那时的海平面变化、缺氧事件等曾经反复发生,这对海洋生物来说可不是好消息,许多珊瑚类、腕足动物都灭绝了。
在靠近陆地的浅海区,原本是海洋鱼类的乐园,那里光照充足,海藻繁茂,食物丰富。但是随着海水的退缩,这里变成了泥沼地,水域被高低不平的地势分割成难以连通的泽国,灾难逐渐降临。
滞留在这里的鱼儿,它们可不能登高望远,也看不到水域的日渐干涸,只能慢慢适应这种新环境。下雨了,雨水降低了池沼的盐度,但水体却变深了,鱼儿们欢欣鼓舞,以为好日子来临。其实这只是短暂的光明,随之又是烈日炎炎蒸腾着水面,水体眼见着缩小,小池塘变成了泥沼。鱼儿们用游泳的鳍支撑着身体,连游带爬。勇敢者从几乎干掉的地方爬出来,跳进周围有水的池泽,但有的鱼因体力不支,半路上便倒下了。
泥盆纪是晚古生代的第一个纪,从距今4.05亿年开始,延续了5 500万年之久。在这一时期形成的地层,地质学家称为泥盆系。泥盆系最早在英国西南部的德文郡(Devonshire)得到研究,日本学者后来将Devon译成“泥盆”,所以才有了这个怪名字。由于鱼类空前繁盛,泥盆纪又称“鱼类的时代”,甲胄鱼类、盾皮鱼类、肺鱼类是海洋鱼类的代表,海洋杀手鲨鱼类也从泥盆纪开始出现。我国广西、贵州等地的泥盆纪地层非常发育。
终于有了降雨,那天,空气重新湿润,环境似乎又好起来。但好日子没过多久,又重新上演逐渐干涸的一幕。适应这种环境的鱼儿们身体变得强壮,一代又一代,腹部鱼鳍的基端生出了肉。它们支撑身体的力量更强了,并且逐渐尝试爬行,呼吸系统也发生了演变;为了能在水面上呼吸,鱼腮的功能逐渐退化,这些无畏的鱼生成了肺。如今,这些鱼儿们的后代还生存在地球上,它们是总鳍鱼和肺鱼。
▲在地球上生存着的几种肺鱼
总鳍鱼和肺鱼还不是最终的胜利者,当后来环境发生改变,海平面上升以后,它们又重新返回了海洋。但有些鱼儿没有回归大海,它们的子孙们越来越强壮,当肉鳍演变成四肢,使它们能够爬到树林中去时,一个新的动物门类出现了,这就是两栖类。 我们今天看到的蛙类、蝾螈、娃娃鱼等都是从那个时候逐渐出现的。泥盆纪是地球生物面貌发生巨变的时期,由海洋走向陆地,这为地球发展史留下光鲜亮丽的一笔。
又称“矛尾鱼”,属于总鳍鱼类。1938年12月在非洲东海岸东伦敦岛附近深海中捕到一条身长1.5米、重58千克的大鱼,经英国鱼类学家鉴定,证明是鱼类祖先幸存下来的活化石,并以收藏者“拉蒂曼”命名。以后又陆续在非洲、美洲、澳大利亚附近海域捕获到近百条。1977年在非洲摩罗群岛附近捕到第97条拉蒂曼鱼,长1.56米,重60千克。拉蒂曼鱼是著名的活化石,人们从它的肉鳍能想象到鱼类登陆的艰辛。
▲ 由于鱼类空前繁盛,泥盆纪又称鱼类的时代
在植物界,裸蕨植物率先登陆成功。泥盆纪晚期,石松类和真蕨类形成了成片的森林,为大地披上了绿装。
然而,无论是小草,或是参天大树,都是由地面向上生长。植物生长离开水体浮力的帮助,自身完成支撑作用,这便是陆生植物的首要条件。由此可见,植物登陆,也走过了艰难的发展历程。在陆生植物中,维管束组织除了支撑植物体向上生长以外,还兼顾从地下运输水分和养分的功能。因此,陆生植物必须具备维管组织。我们所熟悉的木质部和韧皮部都是维管组织的一部分,前者主要起到运输水分和支撑的功能,而后者则主要运输植物需要的各种养分。地质历史时期的化石记录显示,随着陆生植物的发展和变化,维管组织的疏导能力是不断增强的,其多样性也在不断增加。
生物从海洋进军陆地是一个漫长的过程,这个过程要经历几千万年或者上亿年。在这个过程中生物并没有主动的要求,而环境的变革促使生物必须面对抉择:生存或者死亡。从这个意义上看,动植物在陆地上的发展验证了达尔文“适者生存”的进化思想:能够在新的环境中逐步适应的,便得到生存和繁衍后代的机会。不能适应新的环境的,便会遭受淘汰。即使活下来,也失去了竞争力,就像拉蒂曼鱼一样,只能在海洋深处的黑暗角落孤独地生活。
▲每到秋天,银杏金黄的叶片就开始装点北京的街头
从海洋进军陆地,植物是鱼类的同盟军。在泥盆纪之前,一些植物已尝试登陆,但都是一些苔藓、地衣等细小的、不能完全脱离水体的植物。后来植物初步具备了在陆地上生存的能力,但还不能占领所有的陆地,只能在水边生活。到了泥盆纪,维管植物进入了一个大发展时期,它们可以完全脱离水体在陆地上生活,并最终适应了陆地的不同环境。可以说,泥盆纪对动植物来说都是极其重要的发展阶段,从海洋占领陆地,是生物多样化发展的必由之路。
▲中华鲟是最古老的鱼之一,堪称动物界的“活化石”
▲一种生活在浅海的节肢动物——鲎,它与三叶虫是同族
像拉蒂曼鱼那样的生物被称为孑遗生物,它们都是懦弱者,在演化的汹涌大潮中选择了退缩。孑遗生物被当作“活化石”,因为它们曾经从主要的地质事件中存活下来,并保留了过去的原始特性。也有些物种因为地质、气候的变化而大部分灭绝,只幸存了少量局限生活在很小的范围内。在动物中,除拉蒂曼鱼外,还有中华鲟、鲎、白鳍豚等;在植物中,银杏、水杉、珙桐、桫椤等也都属于孑遗生物。孑遗生物一定是“活化石”,但“活化石”不一定都是孑遗生物。例如大熊猫因为数量少、珍贵,被称做“活化石”,但大熊猫并不是孑遗生物。
由于其近缘类群多已灭绝,孑遗生物没有亲朋好友,都比较孤立,进化也非常缓慢,甚至有可能最终灭绝。在这方面,迟到的人类成了它们的朋友。以银杏为例,它们在地史时期曾经非常繁盛,由于冰川运动使地球突然变冷,绝大多数银杏濒于绝种,只有少数存活在我国西南地区,但通过人工栽培、移植等,濒临灭绝的银杏已分布到祖国大江南北,甚至漂洋过海了。
▲拉蒂曼鱼,标本保存在中国古动物馆