世界簡史 · 第四章 魚類時代
從前,人們認為世界只有幾千年的歷史,還認為不同種類的植物和動物是一成不變的,它們從被創造出來的那一刻起就不再改變。但是,隨著人們不斷發現並研究岩石記錄,這種觀點逐漸被摒棄。人們開始懷疑,在經歷了漫長的歲月之後,許多物種是不是悄然發生了變化和進化,進而衍生出了所謂的「生物進化」理論。這個理論認為,不管是動物也好植物也罷,地球上所有的物種都是由無生代海洋中一些非常簡單的原始生命形式和幾乎沒有組織的生命體,經過緩慢而持續的過程進化而來的。
一直以來,生物進化問題都是人們爭論的焦點,人們對它的討論不亞於地球年齡這個問題。曾幾何時,生物進化論思想被莫名地誤解,西方各大正統的宗教認為其是異端學說。事往日遷,現如今,西方主要宗教的教徒都已坦然接受更加與時俱進且被廣泛認同的觀點:萬物同源,橫空出世的生物是不存在的。想像一下,隨著時間的流逝,生物繁衍生息,代代相傳,從最初在潮汐漲落的泥沙中蠕動,逐漸演變成自由、強壯且有意識的生命體。
生命是由個體組成的。這些個體既不像無界限的靜止的結晶體,也不像團狀和塊狀的非生物體,它們都是實實在在的個體。它們具有兩種非生物體所不具備的特徵:一是它們可以把其他物質吸收進體內,使之成為自身的一部分;二是它們可以自我繁殖。簡單來說,就是它們可以攝取食物,而且可以繁衍生息。它們可以繁衍出新的個體,這些個體與它們具有極大的相似性,但同時也存在差異性。每種個體與它的後代之間都具有特定的家族相似性,但又有個體差異。就這點而言,每個物種在生命的任一階段都是如此。
迄今為止,科學家們仍無法解釋為何每個母體與其後代之間既有相似性又有差異性(1)。實際上,與其說這種相似性和差異性是一個科學問題,不如說是一個常識。因為如果一個物種的生存條件發生了變化,該物種的特徵也會隨之發生變化。無論是哪個年代的物種,一些個體由於自身的差異性,能更好地適應所處的環境;但也有一些個體由於這樣的差異性反而更難以在新環境中生存。相較而言,前者比後者的壽命更長,繁殖能力更強,生育的後代也更多。經過一代又一代,這個物種適應環境的能力將會不斷提升。這種生物與環境相互選擇的過程,我們稱為「自然選擇」。至於自然選擇,與其說是一個科學理論,倒不如說是建立在生物繁衍和個體差異基礎上的必然推論。也許,在物種演變、毀滅和保存的過程中,有許多力量在發揮作用。儘管現有科學尚未對此做出解釋,但是如果有人否認生命出現之時就已存在了「自然選擇」這個觀點,那麼他們要麼是無視生命的基本事實,要麼是缺乏基本的思維能力。
很多科學家都曾對生命的起源提出過一些生動、有趣的推測,但到目前為止尚未有關於生命起源的確切說法和令人信服的猜想。不過,幾乎所有的權威人士都認為,生命可能源於溫暖陽光照耀下的淺層淡鹹水泥沙,隨著潮汐漲落,這些生命散布到了海灘、潮間帶和大海深處。
在原始世界裡,潮汐和洋流活動十分劇烈,弱小的生命個體不斷遭受到毀滅性的打擊。它們或被潮水衝上海灘,然後被太陽烤焦;或被沖入海底,與陽光和空氣隔絕。早期的生存環境促使個體每一次的進化都朝著落地生根的方向發展,或者長出表皮和外殼以保護自己不至於脫水曬乾。從最早期開始,生物就傾向於發展出敏銳的味覺來尋找食物,憑藉對光的敏感來逃離黑暗的深海和洞穴,或是遠離耀眼刺目、險象環生的淺灘。
或許一開始生物長出硬殼和甲冑是為了保護自己不被烤乾脫水,而不是為了抵禦外敵。但是,在地球歷史的早期,生物就已進化出牙齒和爪子。
我們在前面已經提到過遠古時期海蠍子的大小,海蠍子在很長一段時間裡號稱生物界的霸王。在古生代岩層中的「志留紀」時代,出現了一種有眼睛和牙齒、會游泳且生命力更強的新物種,許多地質學家認為志留紀時代距今有5億年。而這種新物種就是最早的脊椎動物(2),也就是最初的魚類。
志留紀的下一個世代被稱作「泥盆紀」,在這一時期,脊椎魚類的數量大幅增加。由於泥盆紀時期的魚類極為繁多,因此岩石記錄把這一時期稱作「魚類時代」。這一時期出現的一些魚類現在已經滅絕,有些則和現在的鯊魚、鱘魚十分相似。它們穿梭在浩瀚的海水中,一會兒憑空躍出,一會兒在海藻間覓食,相互追逐捕食,為遠古時期的海洋增添了新的生機。按現在的標準來看,這些魚類並不算非常巨大,它們很少有身長超過兩三英尺的,但是也有一些例外,某些魚類身長可達20英尺。
我們無法從地質學上獲得任何關於這些魚類祖先的信息,它們似乎與之前出現的物種沒有任何關聯。動物學家對於它們的祖先有不少有趣的觀點,但是這些觀點都是通過對與它們有血緣關係的現存魚卵進行研究以及從其他渠道考察而得出的。很顯然,這些脊椎魚類的祖先可能是軟體動物,也有可能是那些在嘴巴里最先長出牙齒般硬物的小型水生動物。鰩魚和角鯊的上下顎長滿了牙齒,從嘴唇開始,再到全身,幾乎都布滿了齒狀鱗片。根據地質記錄,當魚類長出這些齒狀鱗片後,它們就得以擺脫黑暗地帶,朝著光亮處游去。這就是地質記錄中最早出現的脊椎動物。
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(1) 事實上,這與遺傳基因有關。
(2) 最新研究發現,最早的脊椎類動物出現在奧陶紀時期。