不可逆结构——论自然和人类社会的进化（上卷）（59）

十三、生物登陆（1）

生物向陆地挺进无疑是生物进化过程中意义非凡的一次跳跃，这一跳跃率先由植物开始的。在大约5亿年前的寒武纪时期，陆地上便出现了两栖型陆生植物。生活在潮湿带和季节性湖泊边缘的藻类植物由于经常从水体中暴露在空气中，使其细胞初步分化为短小的茎和叶，而用于固定身体的固着器（假根）只能在陆地上固定身体，还不能从含水的土壤中吸取水分，只能用它们的茎和叶从空气中直接汲取水分并进行气体交换。这类初步具有陆地生存能力的植物是苔藓植物。这些低矮的、长有带状叶子的苔类植物紧贴着地表蔓延开来。到志留纪末期，陆生植物中的裸蕨植物首次出现，植物终于从水中开始向陆地发展，这是生物进化的又一重大事件，完成了真正意义上的登陆。由于剧烈的造山运动，地球表面出现了较大的变化，海洋面积减小，大陆面积扩大。作为陆生高等植物的先驱——低等维管束植物开始出现并逐渐占领陆地。此时，植物具备了保持水分的新本领，开始向远离水分的内陆进军。此后的几千万年，早期陆生植物开始分化，并占领了广阔的陆地，成为构建陆地生态系统的先驱。随着这些早期植物从水边开始向内陆深处扩散，原本十分荒凉的大地开始泛绿，陆地与大气圈的环境由此改善。与此同时，它们会向大气层释放更多的氧气。空气、阳光和水分使荒凉大地上的生命得以充分成长和繁衍。

跟随植物第一批登上陆地的动物是一种小型节肢动物，其中包括千足虫、蝎子和蜘蛛，它们爬出湿漉漉的淡水区，踏上了干燥的土地。动物登陆要解决的问题比植物多，如直接呼吸空气、在陆地的运动能力、隔离身体表面以防止体内水分蒸发、在陆地的繁殖等。但节肢动物很好地解决了这些问题，如体内的鳃退化、进化出身体两侧各节上的通气孔、进化出分节的肢、体表进化出既可能支撑身体又起到隔离作用的外骨骼、各种方法保持卵内外的水环境等。节肢动物登陆后，由于其较短的繁殖时间和较强的适应性，迅速占领了陆地，其中的一些种类进化出翅膀，占领了天空，它们为脊椎动物登陆创造了机会和条件。从志留纪开始，陆地生态系统已经形成了一条完整的食物链。

从泥盆纪开始，地球上的构造板块碰撞越来越激烈。这场地质活动始于4.17亿年前，频繁的板块分离、沉潜和碰撞一直持续了六千多万年才平息。泥盆纪时期，许多地块抬升，露出海面成为陆地，地理面貌有很大的变化。它见证了由鱼类进化而来的两栖动物登上了陆地，也见证了脊椎动物脱离水体最终上岸的整个过程。泥盆纪被称为鱼类的时代是有道理的。鱼类作为当时较晚出现的脊椎动物，经历了一次几乎爆发式的发展。原始肉鳍鱼曾经是泥盆纪一支庞大的鱼类种群，当时已经有一部分肉鳍鱼进化出像动物的手臂或腿部一样健壮的鱼鳍，这些鱼的鳍就慢慢变成了短粗的蹼状足，进而演变为动物的四肢，爬到干燥的土地上，开始了新的生活。动物离开水以后，体内的软骨钙化形成了骨骼，以支撑身体的重量。它们的体内同时进化出了类似肺的器官，可以呼吸空气了。这些不伦不类的“两栖动物”，无论在海里还是在陆地上，都能见到它们的身影。真正的爬行动物出现在3.5亿年前，最早的爬行动物可能类似于海龟或鳄鱼，它们比两栖动物更适应陆地的生活。在一些环境恶劣、气候干燥的地区，爬行动物因为适应性强而“人丁兴旺”，而两栖动物的境遇就凄惨得多，毕竟此时它们还必须回到水中去产卵。

　　对于物种来说，生长得最茁壮的，一定是在新环境中最成功的适应者；而那些对新环境适应性较差的物种，则要面对严酷的生存竞争。随着环境不断地变化，前面的路就剩下进化或者灭绝的两种选择。对于那些出现跳跃式进化的生物，通常需要经历一段漫长而艰辛的过程才能成为胜出者。我们以从物种进化的众多现象中也许会发现，进化得最成功的物种往往不是那些在当初具有最强竞争力的物种，也不是最脆弱的物种，而是那些位居​间者。其背后的原因也许是，最强者在获取食物方面相对比其它物种更容易，因而它们的生存压力较小。当环境出现变化时，它们依旧可以通过习惯的方式得到食物，因此也就失去了进化的动力；最脆弱的物种则可能在环境变化的压力下因为自身弱点过于明显而遭遇灭绝；而竞争力居中的物种在面对生存压力时，一方面它们具有一定的抵抗能力，另一方面在强者的压力下更容易促使它们​作​出一定的改变，而改变正​是​开启未来之门的钥匙。一旦环境恶化并出现极端的状态，食物链就可能会遭到破坏，由于强势物种变化迟缓、适应性差，在面对极端环境时也难逃厄运。生命的进化过程就是充满了许多难以预料的困难和风险，最终能跨越生存门槛的一定是那些对外部环境变化感受更敏锐、调整更及时的物种。

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