世界簡史 · 第五章 沼澤時代

在魚類時期，陸地上顯然沒有生命存在，光禿禿的岩石堆裸露在峭壁和高地上，任由日曬雨淋。那個時候並沒有真正的土壤，因為還沒有出現可以把岩石顆粒分解成耕作所需土壤的植物，也沒有能夠改善土壤肥力的蚯蚓，就連苔蘚和地衣都沒有。生命仍然只存在於海洋之中(1)。 不久之後，在這個滿是岩石的世界裡，氣候發生了劇烈的變化。引起氣候變化的原因十分複雜，人們只能對其做一些推測而已。地球運行軌跡改變，轉動極(2)緩慢偏移，大陸板塊形狀變化，太陽溫度起伏波動，這幾個因素加在一起導致地球表面的大部分區域都進入了長時間的寒冷和冰凍期；但數百萬年之後，這些因素又讓地球處於一個溫暖、穩定的氣候狀態(3)中。歷史上，地球內部曾有過幾次劇烈的活動期，幾百萬年來不斷積聚的上推力導致火山噴發、地殼隆起、山脈和大陸輪廓發生巨變，隨之而來的就是海洋加深、山勢上升和極端氣候加劇。緊接著，地球進入了一段漫長的平靜時期，風霜雨雪的侵蝕和河流的沖刷使得高山開始變得低平，大量的泥沙順流而下並被沖入海底，因此導致海底變高，海洋變淺，海平面變寬，越來越多的近海陸地因海水漫延變成了淺海。這就是地球歷史上所謂的「高而深」時代和「低而淺」時代。讀者們不要認為地殼凝固以後，地球表面的溫度就一直在穩步下降。實際上，在經過漫長的降溫期後，地球內部的溫度就不再影響地表溫度了。即便是在無生代時期，也可見冰雪肆虐的「冰河時代」痕跡。 在魚類時代後期，地球上到處都出現了淺海和環礁湖，也是到這個時候，生命才用盡各種方法得以從水域轉移到陸地上。毫無疑問，早期某些物種大量出現，歷經了幾千萬年罕見而隱秘的進化發展。現在，屬於它們的時代終於來臨。 毋庸置疑，植物先於動物出現在陸地之上。植物登上陸地之後，首先要解決的問題是當潮水退去之後，如何尋找堅硬的支撐物撐起葉子，使其可以獲得陽光的照耀；其次則是如何從沼澤地里攝取水分，要知道它們在離開海洋之後，獲取水分可不像從前那樣輕而易舉。不過，後來植物進化出木質組織後，這兩個問題就迎刃而解了。因為木質組織既可以充當植物的支撐物，又可以為葉片輸送水分。在這一時期，岩石記錄中出現了大量關於木本沼澤植物的資料，其中一些植物非常龐大，如大樹苔蘚、樹蕨、楔葉類植物等。隨著植物在陸地上不斷生長，各種各樣的動物也從水中冒出，有蜈蚣、千足蟲、最原始的昆蟲、海蠍子和古代蜘蛛蟹的親代，蜘蛛蟹、海蠍子後來演變成了地球上最早的蜘蛛和陸地上的蠍子。再後來，脊椎動物也出現了。某些早期出現在陸地上的原始昆蟲，它們的個頭都非常大，其中有一種蜻蜓雙翅打開時可達29英寸。 在遠古時期，所有的動物都是呼吸溶解於水中的空氣，登上陸地之後，這些新物種便想盡各種方法讓自己學會直接呼吸空氣。為了在陸地上生存下去，呼吸成為它們必須具備的功能。漸漸地，它們學會了用不同的方式汲取水分供自己所需。哪怕是到了今天，如果一個人的肺部處於完全乾燥的狀態，他也會窒息而死。因為肺部表面必須保持一定的水分，這樣空氣才能通過肺部進入血液。為了順利呼吸，這些動物必須做出改變，它們要麼進化出呼吸鰓，以防止水分蒸發；要麼進化出一種藏於體內深處、靠水狀分泌物保持濕潤的管狀器官或其他新的呼吸器官。遠古時期，靠鰓呼吸的脊椎魚類在陸地上無法生存。因此，為了適應新的生存環境，它們的魚鰾進化成了一種新的呼吸器官——肺，其藏於體內深處。這種兩棲類動物，比如現在的青蛙和蠑螈，它們的幼體在水中生活並用鰓呼吸，後來它們像多數魚類一樣進化出魚鰾，在喉嚨處長出一個袋狀肺，用於呼吸，之後它們便可以在陸地上生活。接著鰓退化變小，鰓縫也消失不見，鰓裂(4)也消失了，只留下一個由鰓演化而成的耳朵與骨膜的通道。現在，這種動物只能生活在陸地上，但產卵、繁殖時必須回到水中。 在沼澤時代，所有呼吸空氣的脊椎動物都屬於兩棲類，從形態上看，它們與現在的蠑螈幾乎一模一樣，只是有的體形會稍大一些。它們實際上就是陸生動物，只不過需要生活在沼澤和潮濕地帶及其附近。與這些陸地動物一樣，基本上這一時期的陸地植物從習性上講也屬於兩棲類。此時，植物還沒有結出果實和種子，因此還沒達到靠雨水滋潤果實和種子就能生根發芽的程度，所以只有把孢子撒在水中才能繁殖。 生物為了適應生存環境而學會呼吸空氣的過程既複雜又神奇，而比較解剖學作為一門有趣的學科，其美妙之處便在於可以去探索、發現這個過程。所有的生物，包括植物和動物，起初都生活在水中。例如，所有比魚類高等的脊椎動物，包括人類，在胎兒出生前或胚胎髮育的過程中都要經歷這麼一個階段，即鰓裂消失的階段。再比如，魚的眼睛裸露在水中，這樣可以保持濕潤；經過進化之後，魚類長出了眼瞼和分泌水分的腺體，避免眼睛乾燥。而為了辨別空氣中微弱的聲音振動，鼓膜更是必不可少的器官。所以，我們不難發現，為了適應陸地生活，身體中的每一個器官基本上都發生了改變。 石炭紀兩棲類時代，生物主要生活在沼澤、環礁湖和淺灘中。這個時期，雖然生物的生存範圍已經開始擴大，但是高山和高地仍然十分貧瘠，荒無人煙。生物雖然學會了呼吸，但仍需紮根水中，產卵之時也仍需回到水裡(5)，它們必須在水中才能繁衍生息。 * * * (1)　最新研究發現，志留紀時期陸地上已經出現無葉植物。 (2)　轉動極是岩石圈板塊在地球表面發生轉動的球面極點，又稱「擴張極」「歐勒極」。——譯者注 (3)　實際上，地球氣候變化還與空氣中二氧化碳含量的變化有關。 (4)　鰓裂是咽部兩側一系列成對的裂縫，直接或間接與外界相通。低等脊椎動物及魚類的鰓裂終生存在，其他脊椎動物僅在胚胎期有鰓裂。——譯者注 (5)　最新研究發現，這一時期有些爬行動物也會在陸地上繁殖。