走进“新”时代
生命史上的“大爆发”


文章出自:博物 2014年第04期 作者: 冉浩 何全 

标签:

全球环境剧烈变化可能导致“大灭绝”,同时也是新物种诞生的催化剂。在地球生命演化史上,曾经有过一些动植物类群快速更替、新物种快速增加的时期,被称为“大爆发”。尽管科学上对“大爆发”没有严格定义,“大爆发”也未必紧跟“大灭绝”,但正是一次次新生命形式的崛起、繁荣,才让地球总能保持勃勃生机,塑造出今天千姿百态的世界。

No.1寒武纪

走出“单细胞”

5.2亿年前,阳光照耀着温暖的浅海,海百合如花枝般摇曳,三叶虫在海底爬行,水母随波沉浮,小巧的昆明鱼穿行在岩石中。忽然一片阴影遮蔽了阳光,寒武纪最可怕的海洋生物—奇虾,大驾光临。它体长超过1米,体侧扇片状的肢足上下拍打,还有一张带有36块坚硬牙板的巨口,一双16000块小晶体组成的复眼。在这条“超级战舰”面前,昆明鱼只有纷纷躲进石缝藏身—离它们的后代称霸海洋,还有1亿年呢。

以上景象,来自生命史上的大事件“寒武纪生命大爆发”。地球的历史长达46亿年,在大约35亿年前出现了最早的生命,又在20多亿年前出现了有完善细胞结构的生物。然而在此之后很长时期,地球生命基本都是简单、微小的“单细胞”状态。

直到大约5.41亿年前,地质年代进入了寒武纪。在2000万~3000万年间的“较短”时期内,复杂的多细胞生物突然增多。尤其在动物界,腔肠动物、环节动物、软体动物、节肢动物……几乎所有现代动物的“门”级分类单位,当时都在海洋里出现了。其中还涌现了最早一批真正有腿、有眼睛和外壳的动物,比如著名的三叶虫、可怕的奇虾……至于昆明鱼,它们已经有了原始的脊椎,可能是包括人类在内各类脊椎动物的“老祖宗”。

实际上,在比寒武纪更早的约6亿年前,地球上也曾有过一些多细胞动物,只是由于一次冰川期而灭绝殆尽。冰川退去后,原始藻类空前繁盛,光合作用提升着大气含氧量,催化了动物的大发展。在地球生命史上,只有寒武纪这一次被科学家正式称为“生命大爆发”,它为后来的生物演化奠定了基础。

昆明鱼体长仅2~3厘米,嘴和眼睛很原始,但体内已有一根脊椎,是已知最早的脊椎动物之一。
微网虫是寒武纪最“奇葩”的动物之一,8厘米长的柔软身体上有9对骨片和10对长腿,犹如来自外星。
1米多长的奇虾是寒武纪的海洋霸主,它就像是几种动物拼起来一般,不过和今天的虾、蟹没什么亲戚关系。
石炭纪时大气含氧量高达35%,出现了一批地球史上最大的昆虫、蜘蛛和马陆。
当时大部分陆地都覆盖着森林,在今天的煤层中仍时常能找到植物化石,比如蕨类植物舌羊齿。
三叠纪早期,两只犬颌兽分食一只水龙兽
在恐龙崛起之前的三叠纪早期,是它们统治着全球陆地。而富饶的大海,则呼唤着一支爬行动物重返海洋,比如“幻龙类”的贵州龙。

No.2石炭纪

虫族的森林

3.1亿年前,无尽的蕨类森林覆盖着大地。几条飞影轻快地掠过树梢,它们不是鸟,而是翼展超过半米的巨脉蜻蜓。这些大蜻蜓是最早会飞的动物之一,此刻正像鹰一样搜寻着猎物。渐渐地,它们感到翅膀变湿变重,远处还传来阵阵雷声,只好匆忙找地方降落—在石炭纪,大雨和雷暴可是家常便饭。

寒武纪大爆发以来,地球生命愈加丰富多彩,并从海洋逐步走向淡水、陆地,哪怕历经奥陶纪末、泥盆纪末的两次大灭绝也势不可挡。距今3.59亿~2.99亿年的石炭纪,又是一个生命大发展的时期。当时全球气温快速回升,湿热的气候让蕨类、石松类等植物生长繁盛,其中一些森林历经地壳运动变成了煤。这一时期形成的煤炭,占当今全球煤炭储量的一半以上,“石炭纪”也由此得名。

异常茂密的植物,让地球大气中的含氧量一举升至35%,比今天高了10多个百分点!昆虫等节肢动物趁机大发展,空中有大蜻蜓,地面有70厘米长的巨型蝎子、2.5米长的巨型马陆、人头般大小的蜘蛛……不过虫族还是霸业难成,因为另一支登上陆地的动物—两栖类也在迅猛发展,有些巨型种类甚至比鳄鱼还大。

No.3三叠纪

爬行动物崛起

2.4亿年前,一只水龙兽来到树林中的水塘边。它长得有点像小猪,体长约1米,五短身材,嘴喙旁伸出两颗短牙。没等它喝上几口水,背后突然窜出两只大狗一样的动物—犬颌兽。经过一番撕咬,可怜的水龙兽还没反应过来,就已奄奄一息了。

别看憨笨,水龙兽可是此时全球陆地上的“第一家族”,足迹遍及大半个“联合大陆”。而犬颌兽和水龙兽同属于“兽孔类”,是一类有点像哺乳类的爬行动物。经历了二叠纪末的大浩劫,地球又过了1000多万年才重新繁荣,水龙兽、犬颌兽们就是这个时代的骄子。

在三叠纪早、中期,全球陆地总面积扩大,形成了温暖干燥的气候。喜爱潮湿的蕨类植物和两栖动物,分别被裸子植物、爬行动物赶下了霸主地位。爬行动物中除了兽孔类,恐龙、蜥蜴类和鳄类的祖先也在这一时期出现,但它们的野心还不止于“爬行”—其中一支返回海洋,演化成了鱼龙、幻龙等水生爬行动物;还有一支飞上天空,成为最早的翼龙。接下来的三叠纪末大灭绝,会让爬行类遭受重创,但再接下来的侏罗纪、白垩纪还将是它们称霸的时代。

早期被子植物之一—中华古果
会开花的被子植物改变了地球面貌,而恐龙在灭绝之前,也有足够时间适应了这些全新的食物。

No.4白垩纪

花开恐龙时代

9000万年前,几只刚孵出不久的小鸭嘴龙在灌丛中嚼着嫩叶。在体长超过10米的妈妈身边,半米长的幼龙们显得格外娇小。它们是当时最常见的植食恐龙,口中的数百颗牙齿能磨碎坚硬的植物。一只幼龙盯着一丛鲜艳的小花,好奇地想要尝一口,花丛中却飞出几只嗡嗡作响的小蜜蜂,吓得它尖叫几声跑开了。

大约距今1.45亿年前,地球中生代进入了最后一个纪元,白垩纪。这是恐龙王朝的鼎盛期,各类恐龙的演化都达到了巅峰。而此时的植物界,正进行着一场重大革命—被子植物对裸子植物的全面进攻。

被子植物最早出现在侏罗纪,到大约1亿年前的白垩纪晚期开始大发展。它们能够开花、结果,更好地保护种子,采用多样的繁衍方式,渐渐把裸子植物挤成了“非主流”。被子植物的增多,还为昆虫提供了新的食物和生存空间,能传粉的甲虫、蜜蜂、蛾子,啃食木质的白蚁等都纷纷出现。这些变化,还促进了鸟类和哺乳动物迅速演化、数量大增,等熬过白垩纪末的大灭绝后,它们将迎来自己的时代。

No.5第四纪

冰河造就人类

2万年前,大草原上的一头猛犸象正用长牙拨开草地上的雪层,突然察觉到周围有一小队猎人正在逼近。这些两条腿的人类皮肤光溜,全靠裹着的兽皮衣服御寒;没有尖牙利爪,可手中长矛、投枪的威力却胜过任何猛兽。伴随着此起彼伏的叫喊声,猎人们从几个方向把猛犸象包围,一场生死决战即将上演……

大约距今260万年前,由于青藏高原急剧隆起、全球洋流变化等原因,地球气温开始变干变冷,到180万年前开始进入“冰河时代”。这一时期,除了耐寒的物种有所增加,动植物类群总体上变化不大;唯一的巨大变革,来自人类的演化—这个星球头一次有了“智慧生物”。

庞大又耐寒的猛犸象,依然难逃史前人类的猎杀。正是在冰河时代造就的智慧头脑,让人类成为地球史上适应力最强的物种之一。

人类的祖先至少600万年前就开始直立行走,但比起其他动物,并没有太丰富的竞争本钱。冰河时代来临后,温暖的非洲干旱频发,艰巨的生存挑战提升着原始人类的脑力、体力,直到点燃了智慧之光。大约20万年前,现代智人终于登上了地球舞台,他们凭借自己的大脑谋求生存,具备了前所未有的适应能力。当冰川退去后1万年,地球上已经挤满了70亿智人,人类活动几乎影响了全球每一个角落—不过,如果人类最终毁于自己造成的“第六次大灭绝”,下一次“生命大爆发”又将会是何等光景呢?

责任编辑 / 董子凡 

版权声明

凡中国国家地理网刊登内容,未经授权许可,任何媒体和个人不得转载、链接、转贴或以其它方式使用。
已经本网书面授权的,在使用时必须注明来源。违反上述声明的,本网将追究其相关法律责任。

要评论?请先 登录 或者 注册 ,您也可以快捷登录: