第5章 炭沼時代

在魚類時代，陸地上顯然并沒有生命，只有裸露的巖石碎片和經受著日曬雨淋的高地。那時沒有真正意義上的土壤——因為還沒有出現改良疏松土地的蚯蚓，也沒有出現把巖石顆粒粉碎成松軟沃土的植物，甚至也沒有苔蘚或地衣的痕跡。生命仍然只存在于海洋里。

在這個只有裸露巖石的世界里，氣候發生著劇烈地變化。氣候變化的原因非常復雜，至今大家仍在對變化的原因進行各種合理的猜測。地球軌道形狀發生改變，地軸方向緩慢改變，大陸地形發生變化，甚至太陽溫度不斷升降，這些因素共同作用，使地球表面大部分長期籠罩在寒冷和冰雪中。現在，幾百萬年來，地球上又溫暖宜人。在地球的歷史上，看起來有幾次內部劇烈活動的時期。在這幾百萬年間積累起來的上沖力促使火山爆發、地殼隆起，山峰和陸地的形狀重新排列，海洋加深了，山地上升了，氣候變化加劇了。緊接著地球又進入了一個相當長的平靜期，風霜雨雪的侵蝕及河流的沖刷削平了高山，同時把大塊的泥沙沖入海洋，使海底抬高，海洋變淺，海平面不斷擴張，覆蓋了越來越多的陸地而形成了廣闊的淺海。這就是世界歷史上所謂的“高而深”時代和“低而平”時代。讀者們千萬別以為地球外殼凝固以后，地球表面的溫度就漸漸變冷了。實際上，在經歷了數次嚴寒冷卻之后，地球內部的溫度才不再對地表的溫度發生影響，即便是在無生代時期，也到處都有冰雪肆虐的“冰河時代”的痕跡。

僅僅到了魚類時代的后期，當淺海和礁湖不斷向外擴張以后，生命才開始以各種有效的方式從水中轉移到陸地上來。毫無疑問，這個時代大量出現的生物都已經經歷了幾千萬年細微模糊的進化發展，如今，這些生物終于迎來了屬于自己的時代。

毫無疑問，植物是先于動物登陸的，不過，動物可能是緊跟著植物移居的。植物登陸不得不解決的第一個問題是：當提供浮力的洪水退去后，如何獲得堅硬的支持物支撐葉子伸向陽光；第二個問題是解決遠離水后從植物組織下面的沼澤里獲取水分。木質纖維既能夠支撐植物并能承擔起輸送水分的任務，很好地解決了這兩個問題。在這一時期的地質記錄中，多種多樣的木質沼澤植物驟然增多，它們的體積龐大，如大的木質苔蘚、木質蕨類和杉葉藻等等。隨著歲月的流逝，又有大量品種的動物從水里爬了出來，比如蜈蚣、馬陸，有最原始的昆蟲，也有古代巨蟹和海蝎的親代，這些后來變成了最早的蜘蛛和陸地蝎。后來，脊椎動物也出現了。

地球早期的原始昆蟲中，有的體積非常大，這一時期曾經有過一種蜻蜓，翅膀展開來居然有29英寸（0.7米）。

這些新型生物運用種種不同的方法使自己適應直接呼吸空氣。從此以后，所有的動物都會呼吸融解在水中的空氣，到現在仍然這樣。但是如今，動物王國已經發展出種種補充自己所需水分的能力。今天，人的肺完全干涸，就會立刻窒息而死，因為只有當人的肺部表面保持濕潤時，空氣才能通過肺部進入血液。動物這種適應空氣呼吸的能力體現在好多方面，或者進化出一個可以器官來遮蓋原有的鰓，以防止水分蒸發；或者進化出深藏在自己體內，通過液體分泌物保持濕潤的管狀氣管或其他新的呼吸器官。古代脊椎魚類的鰓無法在陸地上呼吸，動物的呼吸器官因此發生了分化，魚用來游泳的氣囊后來進化成深藏于動物體內的新型呼吸器官——肺。水陸兩棲動物，像今天的青蛙和蠑螈，在水中生活時用鰓呼吸，同時，從魚的游泳氣囊進化而來的肺，作為咽喉長出的袋狀物，承擔了它們在陸地上的呼吸任務，繼而它們的鰓開始萎縮退化，鰓裂孔也消失了（除了一個鰓進化成耳與鼓膜的通道）。這些動物現在只能生活在空氣中，當然，為了產卵、繁殖后代，它們還是必需回到水邊去。

版畫中的植物化石

沼澤時期，所有呼吸空氣的脊椎動物和植物都屬于兩棲類，它們長得幾乎都像今天的蠑螈，只不過其中有些的軀體要大得多。它們雖然已經是陸地動物了，但是仍然必須生活在潮濕沼澤地帶及附近地區。這一時期的大樹，毫無例外地也有同樣的兩棲的習性。它們還沒有只需接受雨露的滋潤就會生根發芽的果實和種子，似乎都必須把孢子脫落在水才能發芽、生長。

尋求生物在空氣中生存必須具備哪些復雜的、驚人的適應能力，是解剖學中最有魅力的學科。所有生物，不論是動物還是植物，最初都是生活在水中。例如，包括人在內的所有比魚類高級的脊椎動物，在卵子或胎兒出生前，都有鰓裂，而在出生后消失。再比如，魚類的眼睛裸露在水中從而保持了濕潤，而更高級的動物則用眼瞼和分泌水分的腺體來保護眼睛不致干燥。還有，因為需要感知空氣中微弱的聲音震動，耳鼓便成為動物的必需。動物身體上的各個器官都會有類似的變更和適應，以及類似的修補，以便適應空氣中的環境。

遠古時代的蜻蜓化石

石炭紀兩棲類時期，生物在沼澤、礁湖和淺灘的水中生活。這時，生物的生活范圍已經擴大，然而山地和高原仍是一處荒蕪，沒有生命。生物雖然已經學會了呼吸空氣，但它們仍必須扎根于水，仍要返回水中去繁衍后代。