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第5章

石炭沼泽的时代

显然,在鱼类时代,陆地上仍是毫无生机,只有峻峭的山岩高高耸立,经受着阳光的曝晒和雨水的拍打。那时还没有真正意义上的土壤,既没有可以改良土质的蚯蚓,也没有分解岩粒的植物,甚至,连苔藓或地衣都没有。生命依然仅存在于海洋中。

在这片贫瘠的岩石之上,气候发生了巨大的变化。气候变化的原因非常复杂,目前所能做的只是合理的推测。地球的运行轨道、地轴的方向角度和陆地的形状都在改变,甚至太阳的温度也处于波动之中。地球表面的大部分地区在陷入长时间的冰冻之后,又变得温和舒适起来,这个过程持续了数百万年的时间。在地球的历史上,似乎经历过多次内部剧烈活动的时期,数百万年间积累的上冲力使得地壳隆起、火山喷发,地表形态发生巨变,山地变得更高,海洋变得更深,气候的变化也越加剧烈。随之而来的是漫长的、相对平静的时期,霜冻、雨水和河流侵蚀着高山,携带着大量的泥沙填满海底,抬高海底,使海水变得更浅、更宽,覆盖了越来越多的陆地。世界历史上有“高而深”的时代,也有“低而平”的时代。读者不要想当然地认为,自从地壳变硬以来,地球表面就一直在逐渐变冷。实际上,经历过多次冰冻之后,地球内部的温度就无法再影响其表面,即使是在无生期,也处处都能看到冰冻的遗迹。

直到鱼类时代的末期,浅海和礁湖向外漫延,生物才开始以各种有效的方式从水中登上陆地。毫无疑问,在过去的数百万年间,这些早期生物已经经历了一种不显眼的微妙进化。现在,它们知道,自己的机会来了!

石炭纪植物复原图。

这次对陆地的入侵行动中,毫无疑问,植物才是先锋军团。不过,动物紧随其后,也没有被落下很远。登陆后,植物第一个要解决的问题是,怎样在没有浮力的情况下,获得坚硬的支撑物把它的叶子托在阳光下;第二个要解决的问题是,如何在脱离海洋后,从潮湿的地面中汲取水分。木质组织的发育,使这两个问题得以同时解决,它既能够支撑植物,使其受到阳光的照射,又能承担起向叶子输送水分的任务。在这一时期的地质记录中,各种各样的木质沼泽类植物大量出现,体积相当庞大,如木质苔藓、木质蕨类、杉叶藻等等。后来,不同种类的动物也登到岸上,如蜈蚣、马陆、原始昆虫以及地球上最早的蜘蛛和陆地蝎——它们是上古巨蟹和海蝎的近亲。再往后,脊椎动物也出现了。

地球早期的昆虫体积往往很大,以那个时代的一种蜻蜓为例,它双翅张开时竟然能达到二十九英寸宽,实在令人惊叹!

这些新型动物想方设法适应新环境,从而使自己能够直接呼吸空气,因为呼吸是一切动物生存的首要条件。由于在此之前,动物们都是从水中获得氧气,所以,它们还不得不想办法来提高自己补充所需水分的能力。直到今天,人的肺如果完全干枯的话,还是会马上窒息而死,这就是因为只有肺部表面处于湿润状态时,空气才能够正常经过肺部进入血液。

登上陆地的动物,要想呼吸这游离态的空气,就必须改变自己的身体才行。这种改变包括很多方面,比如长出一个新的器官覆盖过去的鳃部,防止水分蒸发;或者进化出深藏在体内的呼吸器官,通过体液的分泌来保持它的湿润。远古脊椎鱼类用来呼吸的鳃无法适应陆地的生存环境,因而它们的呼吸器官在后来发生了分化,原来用于游泳的鱼鳔渐渐进化成了肺。水路两栖动物,如今天的青蛙和蝾螈,在水中时依然用鳃呼吸,在陆上时则用由鳔进化而来的咽喉附近的袋状物。后来鳃萎缩退化,鳃裂孔也渐渐消失 (只留下一个鳃进化成耳至鼓膜的通道) 。这些动物现在只能生活在陆地上,然而,当它们要产卵时,为了繁殖后代,还是必须回到水边去。沼泽时代,所有呼吸空气的脊椎动物都属于两栖类,都与今天的蝾螈十分相像,只不过有些身躯要庞大得多而已。尽管它们都已是陆地动物,但仍然要生活在沼泽、湿地附近才行。这个时期的大树,也同样属于两栖类,它们还没有只需雨水滋润就可以生根发芽的种子,它们的孢子只有落入水中才能发芽。

比较解剖学是一门极具魅力的学科,其最美妙之处在于,它把生物复杂而奇妙的适应性,最终归结为其在空气中生存的现实需要。所有的生物,不管是植物还是动物,都是从水中而来。例如,包括人类在内,所有比鱼类更高等的脊椎动物,在受精卵发育或胎儿出生之前都是有鳃裂的,只不过后来随着发育又消失了。再如,鱼类的眼睛裸露在水中而保持着湿润,而更高等的动物则需要眼睑和分泌水分的腺体的保护才能避免干燥。还有,由于需要感知空气中微弱的声音,登陆的动物又因此进化出了能够感知振动的鼓膜。总之,为了适应与空气直接接触的新环境,动物身体上几乎每一个器官都做出了类似的改变和调整。

在石炭纪两栖类时期,生物生活在沼泽、礁湖和浅滩的水域中。生物的活动范围已经大大扩展,然而在高原和山地却仍然没有任何生命的迹象。的确,生物已经学会了在空气中呼吸,但它们却依然必须扎根于水,只有回到水中才能繁衍后代。 NVQ0EjtBYxx6UNGjznoUW6/KcmEdFaVhuiTm9hK/nagCyzsS83uK4CB7CunURdJ2

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