第5章 炭沼时代

在鱼类时代，陆地上显然并没有生命，只有裸露的岩石碎片和经受着日晒雨淋的高地。那时没有真正意义上的土壤——因为还没有出现改良疏松土地的蚯蚓，也没有出现把岩石颗粒粉碎成松软沃土的植物，甚至也没有苔藓或地衣的痕迹。生命仍然只存在于海洋里。

在这个只有裸露岩石的世界里，气候发生着剧烈的变化。气候变化的原因非常复杂，至今大家仍在对变化的原因进行各种合理的猜测。地球轨道形状发生改变，地轴方向缓慢改变，大陆地形发生变化，甚至太阳温度不断升降，这些因素共同作用，使地球表面大部分长期笼罩在寒冷和冰雪中。现在，几百万年来地球上又温暖宜人。在地球的历史上，看起来有几次内部剧烈活动的时期。在这几百万年间积累起来的上冲力促使火山爆发、地壳隆起，山峰和陆地的形状重新排列，海洋加深了，山地上升了，气候变化加剧了。紧接着地球又进入了一个相当长的平静期，风霜雨雪的侵蚀及河流的冲刷削平了高山，同时把大块的泥沙冲入海洋，使海底抬高，海洋变浅，海平面不断扩张，覆盖了越来越多的陆地而形成了广阔的浅海。这就是世界历史上所谓的“高而深”时代和“低而平”时代。读者们千万别以为地球外壳凝固以后，地球表面的温度就渐渐变冷了。实际上，在经历了数次严寒冷却之后，地球内部的温度才不再对地表的温度发生影响，即便是在无生代时期，也到处都有冰雪肆虐的“冰河时代”的痕迹。

仅仅到了鱼类时代的后期，当浅海和礁湖不断向外扩张以后，生命才开始以各种有效的方式从水中转移到陆地上来。毫无疑问，这个时代大量出现的生物都已经经历了几千万年细微模糊的进化发展。如今，这些生物终于迎来了属于自己的时代。

毫无疑问，植物是先于动物登陆的，不过，动物可能是紧跟着植物移居的。植物登陆不得不解决的第一个问题是，当提供浮力的洪水退去后，如何获得坚硬的支持物支撑叶子伸向阳光；第二个问题是解决远离水后从植物组织下面的沼泽里获取水分。木质纤维既能够支撑植物又能承担起输送水分的任务，很好地解决了这两个问题。在这一时期的地质记录中，多种多样的木质沼泽植物骤然增多。它们的体积庞大，如大的木质苔藓、木质蕨类和杉叶藻，等等。随着岁月的流逝，又有大量品种的动物从水里爬了出来，比如蜈蚣、马陆，有最原始的昆虫，也有古代巨蟹和海蝎的亲代。这些后来变成了最早的蜘蛛和陆地蝎。后来，脊椎动物也出现了。

地球早期的原始昆虫中，有的体积非常大。这一时期曾经有过一种蜻蜓，翅膀展开来居然有29英寸（0.7米）。

这些新型生物运用种种不同的方法使自己适应直接呼吸空气。从此以后，所有的动物都会呼吸溶解在水中的空气，到现在仍然这样。但是如今，动物王国已经发展出种种补充自己所需水分的能力。今天，人的肺完全干涸，就会立刻窒息而死，因为只有当人的肺部表面保持湿润时，空气才能通过肺部进入血液。动物这种适应空气呼吸的能力体现在好多方面，或者进化出一个器官来遮盖原有的鳃，以防止水分蒸发；或者进化出深藏在自己体内通过液体分泌物保持湿润的管状气管或其他新的呼吸器官。古代脊椎鱼类的鳃无法在陆地上呼吸，动物的呼吸器官因此发生了分化。鱼用来游泳的气囊后来进化成深藏于动物体内的新型呼吸器官——肺。水陆两栖动物，像今天的青蛙和蝾螈，在水中生活时用鳃呼吸；同时，从鱼的游泳气囊进化而来的肺，作为咽喉长出的袋状物，承担了它们在陆地上的呼吸任务。继而它们的鳃开始萎缩退化，鳃裂孔也消失了（除了一个鳃进化成耳与鼓膜的通道）。这些动物现在只能生活在空气中，当然，为了产卵、繁殖后代，它们还是必需回到水边去。

沼泽时期，所有呼吸空气的脊椎动物和植物都属于两栖类，它们长得几乎都像今天的蝾螈，只不过其中有些的躯体要大得多。它们虽然已经是陆地动物了，但是仍然必须生活在潮湿沼泽地带及附近地区。这一时期的大树，毫无例外地也有同样的两栖习性。它们还没有只需接受雨露的滋润就会生根发芽的果实和种子，似乎都必须把孢子脱落在水才能发芽、生长。

寻求生物在空气中生存必须具备哪些复杂的、惊人的适应能力，是解剖学中最有魅力的学科。所有生物，不论是动物还是植物，最初都生活在水中。例如，包括人在内的所有比鱼类高级的脊椎动物，在卵子或胎儿出生前，都有鳃裂，而在出生后消失。再比如，鱼类的眼睛裸露在水中从而保持了湿润，而更高级的动物则用眼睑和分泌水分的腺体来保护眼睛不至干燥。还有，因为需要感知空气中微弱的声音震动，耳鼓便成为动物的必需。动物身体上的各个器官都会有类似的变更和适应，以及类似的修补，以便适应空气中的环境。

石炭纪两栖类时期，生物在沼泽、礁湖和浅滩的水中生活。这时，生物的生活范围已经扩大，然而山地和高原仍是一处荒芜，没有生命。生物虽然已经学会了呼吸空气，但它们仍必须扎根于水，仍要返回水中去繁衍后代。