20 世纪 90 年代中期,中国科学家在澄江发现了海口虫的遗体。他们发现的东西看起来很像是叶片的叶脉结构。很显然,这种东西支撑了生物身体的内部结构:第一副内骨骼⑤!肌节是一种类似肌肉的身体构造,它们前后排列成一行,形成了一个核心的“脊索”——脊椎的原型。这个动物还长着一副从韧带上生成的背鳍,6 对细细的鳃、心脏、主动脉,甚至还有一个大脑,就它那纤细的身体而言,这个脑袋的规模委实不小。它的外部形状看起来类似一条文昌鱼,圆圆的嘴可以帮助它从水中过滤浮游生物⑥。
你能想象它的样子吗?好的,现在你可以开始流泪了——这个家伙便是我们所有人的祖先。
也是你的祖先。
从此刻开始,勤奋的进化女神开始夜以继日地工作,直到今天依然不知疲倦。我们还是希望她不要突发奇想,把以前积攒下来的假期一起用掉。
① 三叶虫(Trilobiten):一种节肢动物,种类非常丰富,其化石频繁被发现,因此也被称作“化石大亨”。三叶虫诞生于寒武纪时期,一直活到 2.5 亿年前的二叠纪。它们的外形很像穿着盔甲的小虾,大小不同,有些长眼睛,有些没有。
② 外骨骼(Exoskelett):骨骼结构位于身体的外部,生物靠其坚固性而撑起身体。所有节肢动物都具有外骨骼,就好比是它们的盔甲一样。
③ 托莫特期:因当时一种原始头足纲托莫特螺而得名。
④ 原始的双壳纲生物在寒武纪就已存在,但到了奥陶纪才开始兴盛。
⑤ 内骨骼(Endoskelett):骨架以及类似的支撑结构,从内部支撑着有机体,例如人的脊椎或鱼的鱼刺。
⑥ 浮游生物(Plankton):希腊语指“四处乱窜的漂流生物”。这些微小的生物体(个头不一)集结成巨大的团体随着波浪来回漂动,因为它们不具有或极度缺乏主动改变运动方向的能力。浮游生物最著名的代表是磷虾和桡足生物,它们是须鲸的主要食物。
冷热交加
生命是虚荣的、背信弃义的。是的,它渴望被发现!同时,它又喜欢小秘密。关于生命登上陆地的时间,学界莫衷一是。确定无疑的一点是,生命登岸的那一天应发生在很久很久以前。在很长一段时间里,人们一直相信生命在 4 亿 4000 万年前的志留纪就已登上了陆地,然而地质学和古生物学研究永远在追逐证据,每有新的发现,原先的研究局面就会发生变化,往往是在一夜之间,之前的理论就失去了效力。学界只能忍痛咬牙承认:每次发现新的化石,即便最笃定无疑的事实也会有全盘崩溃的危险。本书也并不奢望成为绝对真理,相反,这本书只是 2006 年之前的一个缩影。
逃出奥陶纪拥挤的海洋——浮游生物“开疆辟土”
我们已经知道,寒武纪出现了一些异乎寻常的新事物,比如说腿足和眼睛。早在埃迪卡拉纪,已有某些生物长出了极小的根足,能够在海底款款而行,它们还拥有对光敏感的细胞。生出了甲壳之后,这些运动部位的结构更趋复杂。腿具有多种功能,既能追逐自己的午餐,也能在自己变成午餐时逃之夭夭。此外,动物们还能逃脱可怕的自然灾害。在大多数情况下,猎手和猎物的时间都不多,结果当然是腿多者获胜。所以三叶虫才大大咧咧地长着 15 对腿,而其他家伙的腿脚还在襁褓中呢。
既然长了腿脚,当然要出去走动走动。比如说,有些家伙想去加拿大看看。当然,5 亿年前的地球上还没有加拿大,所谓的加拿大只是一汪不知名海洋的海滩而已。我们在安大略湖附近的地区发现了一些原始度假者的足迹,这些足迹被永远封存在沙石中,清晰可见,研究者不难推测出足迹的主人:这些离家飘零的生物是原始螯虾。视觉上,这些小先锋有点像土鳖,长着尾巴和附足。证据显示,它们成群结队地逃离了海洋。海洋中永远危机四伏,因此,它们只得无奈地登上了陆地,虽然很不情愿,更何况那时的陆地乏善可陈。但是陆地却能令它们避开那些无法登陆的敌人们。
目前,研究者认为,生命大约于 5 亿 4000 万年前踏上了干燥的陆地。此外,人们还在后来的奥陶纪中发现了最早的陆地植物痕迹——可能是维管植物,至于究竟是什么,目前尚无定论。这些植被对高尔夫球爱好者没有什么吸引力。植被或许一直生长在海岸附近的岩礁上,上面镀着一层轻柔的深绿色。目前所有的证据显示,奥陶纪是孢子植物的诞生期。
进化女神在寒武纪中辛苦劳动了半天之后,现在开始细细打磨自己的造物。奥陶纪开始于 4 亿 8800 万年前,这一时期的气候状况很有意思。在两份知名杂志上发表的文章中,我曾分别发现了以下截然相反的叙述:“奥陶纪是地球最寒冷的时期之一。”以及“当时的气候十分温暖,或许是地球上最温暖的时期之一。”事实上,这两种说法都有道理。
志留纪开始于 4 亿 4400 万年之前,在那之前的 4400 万年中,地球比之后的任何一个时期都更温暖。而到了奥陶纪的尾声,炎热潮湿的气候突然来了一记大逆转,再次变得寒冷刺骨。那些谈论自然平衡的生态浪漫主义者很有必要去查一查地球历史的沉浮,看看每个时期的总体天气情况。大自然包罗万象,远甚于单纯的平衡。大自然不时从一个极端跳到另一个极端,就像冰河期造成物种灭绝一样。
在温暖的时代,生命迅速茁壮成长,海绵、刺胞动物、海蜇、蠕虫、腕足动物①、棘皮动物、文昌鱼和甲壳纲家族的人丁日渐兴旺。新的蓝图也产生了,并引发了奥陶纪初期最重要的事件:广阔的海洋被占领了。
稍等。海洋不是早就被占领了吗?既然海洋是生命的摇篮,为什么那些家伙却只聚在海岸附近和浅水区,而没有进驻到其他所有的水域呢?
其实很简单。举个例子说,你想出门吃饭。你可能会在城内或去附近的村庄寻找一家不错的餐厅,但绝对不会穿越大沙漠或冰雪覆盖的南极洲去找饭吃。奥陶纪的初期也是如此。海岸附近的岩礁和火山口为早期生物提供了丰富的食物,在这种条件下,为什么还要巡游广阔的海洋呢?大陆架上有大量微生物能够消化的食物,因此细菌趋之若鹜。这些细菌是地表生物们的美食,而这些生物同时又是其他动物的猎物。
群落环境宛如国际大都市,拥有各种基础设施,有面包房、肉店、公寓,甚至健身房。我不是开玩笑,今天的很多海洋生物不时会造访礁石,享受一些提供卫生清洁的鱼类服务——那里甚至还有牙医,这些牙医可比人类的同行们更有责任感。水中的牙医会完全钻进病人的嘴巴里,清除牙齿里的剩饭残羹和寄生物。今天的地球拥有科隆、巴黎和洛杉矶等各种各样的大都市,而这些群落环境却不会常常更换自己的基地,因为居民们喜欢过安逸的生活,只有当外界灾害摧毁整个城市时,它们才去寻找新的落脚处。
当时的深海中没有美食,因为食物链还未形成。
海面附近有靠阳光过活的浮游红藻、绿藻和棕藻,此外,海潮中也有很多自由自在的细菌生物,可是这些对三叶虫或海蝎没有什么吸引力,因为它们喜欢踏着坚实的土地行走。可以说,如果没有一群笔石动物引起了生物的兴趣的话,广袤的海洋到今天或许依然是一片荒芜。
笔石动物是什么?
是一种生物,长得类似于今天的珊瑚虫。这些家伙大部分时间都守在自己的小殖民地上,静静待在小小的囊鞘中。只有这些囊鞘保存到了今天。封存在岩石中的笔石动物外观看起来很像书写在石头上的象形文字,并由此得名。在奥陶纪初期,这些象形文字般的生物慢慢离开了安稳的海床,进驻到广袤的大洋中,开始迅速繁衍。它们的食物是海中的藻类和单细胞生物,其小小的触须可以从海水中过滤出自己的美食。笔石动物被视为最早的浮游生物,不仅因为它们开发了一片全新的生活空间,同时它们也为更大型的生物开辟了大海的荒原,自此之后,这些生物才能以浮游生物为食。远洋中的所有生命都得归功于浮游生物的奉献,如果没有它们,就没有完整的食物链。对于鲸类而言,浮游生物好似我们今天的薯片,只不过比薯片要健康得多。
奥陶纪还出现了第一批双壳纲的软体动物。这些双壳纲的二枚贝与腕足动物可不一样,腕足动物只是因为同样有两片壳,所以看起来像它们。有机会的话,你可以在海边或海鲜店仔细观察一番,如果两片壳像汽车两侧的车门一样互相对称,就是双壳纲——例如蛤仔或海瓜子。腕足动物,如海豆芽,则是单片壳自身左右对称,但两片壳形状大小不相同,开合如同汽车的引擎盖。腕足动物与双壳纲最大的区别是前者长着肉乎乎的足部,它们借助这样的足部将自己固定在海底或礁石上,或靠它前行,而双壳纲则优雅地将一切都藏在内部。
珊瑚也是奥陶纪的重要生物之一,它们建起了巨大的礁石,为各种各样的生命群落提供了居住地。鱼类也渐渐增多,虽然它们还没长出颌骨,只能被称为无颌鱼。它们生活在海底附近,在泥泞中碌碌谋生,压根儿没有想过自己那些长着颌骨的后辈会在历史中扮演多么重要的角色。或许因为面对着诸多庞然大物,它们有些自惭形秽吧。很多大乌贼在它们面前游来游去,比头还大的触手得意扬扬地摇摆着。这些乌贼是奥陶纪的秘密君主,就像所有的帝王一样,它们令人望而生畏,当然,它们也戴着气派的王冠。仔细算来,这个王冠最长可达 8 米。只有这些“王冠”保存到了今天。一般情况下,权杖总是比自己的主人活得更长久。
首次发现那些石灰管状物的化石时,人们完全不知所措。等到几年之后人们才知道,这些长达几米的狭窄管套下曾生活过乌贼。请你想象一下,一只乌贼在自己巨大的眼睛上方竟戴着一顶长长尖尖的奇特礼帽,听起来虽然很好笑,但这些小绅士却是实实在在的凶猛动物。当时很多其他的乌贼都配有流行的卷曲外罩,相当时髦前卫。显然,进化女神在这一阶段受时装设计的影响很大,她也不愿让这些多臂的礼帽模特儿们消失在历史中。我们今天看到的乌贼已脱下了帽子,唯独鹦鹉螺作为活化石留存了下来,在南非的海滩上招摇过市,如果到了其他地方,它只能算是一个不合时宜的家伙。
宇宙怪物遮阳计划——第二次物种灭绝
本来,一切可以像寒武纪一样如火如荼地继续进行下去。
不幸的是,在奥陶纪到志留纪的过渡阶段,地球上再次发生了大规模的生物灭绝事件,原因是暖气坏了。大约 4 亿 4000 万年前,三分之二的物种都惨遭冻死。其实,当时的生物应该已适应了冰冷的气候,此外,它们也远比被冰河期整惨了的小小的软体动物更高等。到底在这个冰河期发生了什么事情,使得地球上的物种第二次大规模灭绝呢?
堪萨斯大学的天文学家阿德里安·梅洛特认为事情肯定不会太简单。令他非常疑惑的是,为什么持续了几百万年热带气候的地球突然再一次冰雪覆盖?根据主流说法,罪魁祸首是一颗邪恶的陨石。一个 10 公里到 12 公里大小的小行星或陨石的威力相当于 100 亿颗轰炸广岛的原子弹,能在地球上掀起巨大的烟尘。这层浓厚的烟尘紧紧裹住地球,在之后无数年的时光中,阳光再也无法透射进来。当灰尘聚积到几厘米厚的时候,地球的温度大幅下降,无数动植物一命呜呼。
然而让梅洛特百思不得其解的是,为什么只有那些生活在水面附近的生物——三叶虫——惨遭毒手?三叶虫是第一批在寒冻中夭折的生物,而生活在深水中的生物却安然无恙地渡过了这一劫。梅洛特和他的研究小组开始研究当时的三叶虫化石,结果发现了一个令人瞠目结舌的事实。
物种灭绝的始作俑者很可能不在地球上,而是来自宇宙深处的一个怪物。
一颗超新星②导致了生命的死亡。
要理解这一理论,我们得先离开地球,将目光投向宇宙。
只有一颗恒星的内部融合反应带来的压力和自己的重力达到平衡时,恒星才能保持稳定。如果只有自身的重力,恒星会不断地向内坍缩。只有当它不断地从核心向外辐射能量时,才能避免坍缩的发生。一个濒临死亡的恒星将经历各个阶段,在这些阶段中,它的燃料会缓缓耗尽,最后膨胀成一颗红色的巨星。它的内核会坍缩并导致一场巨大的爆炸,外壳则会在这场爆炸中四散纷飞。
我们可以用天文望远镜来观察遥远宇宙中的超新星。超新星看起来并不像一场大爆炸,而像一个新恒星的诞生——因此我们称其为新星。超新星的亮度会在顷刻间增加到原先的几十亿倍,无数伽马射线进入太空,大多数沿着其旋转轴的方向运动,这些射线和物质也被抛进了宇宙的深处。
当地球运行到一颗邻近的超新星的旋转轴方向上时,只需一道伽马射线就能在几分钟内完全摧毁地球的臭氧层。突然之间,地球承受的紫外线辐射增长了 50 倍。虽然水能够抵挡宇宙射线,但只有一定深度的水下才是真正安全的地方。这种说法才能解释海面附近生物大规模死亡而深水区却安然无恙的现象。此外,超新星还令地球外部蒙上了一层厚厚的灰幕,造成地球温度大幅度下降。一切就这样发生了。这一轮冰冻期持续了 50 万年。冰河期结束后,我们抵达了时间旅行的下一站:志留纪。
在很长一段时间中,没有人愿意相信伽马射线的假设。而今天的人们都知道,仅一颗邻近的超新星爆炸就足以毁灭地球。目前我们还无须操这份心。现在的威胁来自于离我们 150 光年处的一颗白矮星 HR8210③。这颗白矮星很有可能在不久的将来爆炸,而 150 光年委实只是咫尺之遥。不过即便如此,我们也无须现在就开始着急地建造海底城市——地质学意义上的“不久的将来”指的是几亿年的时间。况且宇宙一直在不停地膨胀。等到爆炸发生的那一天,或许我们已经拉开了一个安全距离,能够避开伽马射线之害。
梅洛特的理论目前还颇受争议,这一点并不奇怪。超新星遗留了很多宇宙尘雾和黑洞,然而其产生的时间已无法确定。此外,梅洛特也认为,今天距当时的大爆炸已过去了太久,银河系本身也在不停地旋转,要找到证据实在不亚于大海捞针。
因此,海洋的历史同时也是太空的历史。万宗归一,西加拿大的印第安人则说,hishuk ish ts’awalk。没有外层空间就没有现在的地球。太空塑造着地球,并不停地在地球上留下自己的足迹。
① 腕足动物(Brachiopoden):它们经常被当成贝类,其实不然。像贝壳一样,它们有两片壳和一个折纽,但构造完全不同。它们还有一只肉质或纤维质的脚探在外部,以便将自己固定下来。
② 超新星(Supernova):巨型恒星的死亡。恒星耗尽自己的能量之后,在自身引力的作用下崩塌。有时它们会形成黑洞,并释放出伽马射线。
③ HR8210 是一颗双星系统中的白矮星,当其伴星成为红巨星时,伴星的外层物质会受到重力影响流向白矮星,当白矮星的质量超过其自身能够承受的范围时,就会发生爆炸。
疯狂的地质学家
古老的凯尔特人不知道自己的名字竟会被用来命名地球的一个时期。奥陶纪的名字来自于威尔士北部勇敢的奥陶人部落,而志留纪则源于南部的志留勇士。很奇怪,地质学家怎么会这样取名字?寒武纪囊括了地球 4200 万年的历史,而其名字竟出自英国北威尔士山的罗马名字——寒武山。为什么,难道是因为寒武山产生于寒武纪吗?
孩子需要名字。有些名字还是有意义的,比如说石炭纪就是地球的某个时期,关于这个时期,我们以后还要提到。石炭就是碳,之所以这样命名,是因为石炭纪的碳储量无比丰富。可是志留纪和石炭纪之间的泥盆纪的名字,却来自于英国德文郡。毫无疑问,德文郡是个好地方,我们并非想冒犯德文郡的尊贵市民们,可令人困惑的是,地球上的鱼类时代和英国郡、奶油蛋糕以及达特穆国家公园①的小野马有什么关系?会不会有一天,我们也将不顾一座高卢村落的激烈反抗,硬要用它的名字来命名一个几百万年前的时代?地质学家都疯了吗?
事实上,为地球的时期和生物取个合适的科学名称并非易事。比如说,在埃迪卡拉的小山上发现的化石为前寒武纪末期的生命提供了很多新的信息,这为我们填补了一道缺口。当然,我们可以以研究的对象为标准,将这个时期取名为“软蛋时代”或“大食管时代”,可惜这样的名字即使用拉丁文说出来都显得愚蠢无比。况且,这个称谓根本就不符合当时的情况。
虽然埃迪卡拉纪的生物主要是塞拉赫发现的丑陋气垫生物,但当时的地球上还有其他居民,比如说细菌、古菌和早期多细胞生物。此外,当时的气候也有自己的特点,火山爆发、陨石撞地、大陆漂移和大气的构成等等。在取名的时候,我们究竟应如何取舍?难道要把所有的因素都囊括进来吗?不可能。那我们还不如用岳母或恋人的名字来命名这些时期呢。
命名的困境表现了地质学时间轴上的一个关键弱点:地质时间轴令我们的世界观失真了。我们只看见每个时期的新现象,而其他的内容却被进步所磨灭了。单细胞生物之后是多细胞,两者之间还有寒武纪初期惨遭“放气”的气垫生物,接下来崛起的是甲壳生物的王国。转眼之间,所有生物都变得牙尖嘴利、张牙舞爪。随着第一批生物登上陆地,进化的主要工作也结束了,剩下来的只是一些偶然的零星细节。最晚到爬行的蜥蜴出现之后,海洋中的傻瓜们已不再是举足轻重的角色。这种情况一直持续到人类的崛起,人类自恃为万物之灵,煞有介事地为其他所有的生物取名。
地质学有一个很大的弱点:直到今天,地质学家们依然无法绘制一幅生命的全景图,并在这一共同时间轴的坐标上界定每一个物种的意义。地质学告诉我们的是一个以时间分段的历史,一个时代取代了另一个时代。比如说,我们知道 3 亿 6500 万年前第一批在陆地上漫步的生物是一种名叫鱼石螈的胖家伙,这种生物吸引了我们所有的注意力,以致我们忽视了在同一时间海洋中也在发生重要的事件。很少有地质学家提到昆虫时代。大致上来说,鱼石螈和三叶虫、原始鱼类、首批陆地植物和早期爬行动物出自同一时期。鱼石螈登陆之前,陆地上已活跃着千足虫、蜘蛛和蝎子,可是不知出于何种原因,相比于节肢动物,人们就是对爬行动物更感兴趣。
甚至当昆虫学习飞翔时,我们依然没有注意到它们,因为蕨类植物、哺乳爬行动物正在努力发展。当然,要纵观每一个时代的全局并非易事,但我们起码得试一试。否则,人类永远不会明白自己在生命名册上到底占据了怎样的位置。
人类不知道,自太古代以来,我们一直生活在细菌的帝国中。细菌统治着整个世界,细菌之下则是蚁类和飞蝗。我们只是庞大物种库中的一个变体,一个物种。人类的目光十分短浅,因为我们只看得见大型复杂生物,以为只有它们才是成功的生命。然而这种视角是错误的,它会将我们引向危险的结论。
这样看来,我们很有必要用威尔士郡的一些小地名——蒙默思、布雷肯、格拉摩根来命名一个地质时期。在这些地方,志留勇士们曾于公元 48 年英勇抗击过罗马人。我们离小小的高卢村根本没有那么遥远。伦敦地质协会的主席罗德里克·莫契森爵士为志留纪取了这个名字,是因为他根据志留人部族地区的岩石形态来描述相关时期的地质特征。这个名字成了凯尔特人的荣耀——同时,它也能帮助我们更好地纵观地球历史的全貌。
谁是志留纪大哥——海陆猛兽展示台
还是回到过去的时代吧。
冰雪融化之后,地球再次阳光明媚,海平面又一次上升,淹没了大陆的某些区域。
志留纪的特点是广阔的热带浅海区中,尤其在今天的北美和北欧地区,长出了无数珊瑚礁。在这些地区以及澳大利亚,我们今天依然能找到很多当时的大块含盐沉积物,这些沉积物是洪水退去后留下来的。阳光充沛的大陆架海洋是生命的理想摇篮——包括陆地上的生命。我们基本上可以肯定,最早的菌类、海藻以及原始蕨类是在潮湿的低洼和海岸地区出现的。小小的甲壳纲生物们就在这些植物间游来游去,这些长着复眼的家伙将进化成甲虫、蜘蛛、壁虱和蟑螂。它们不再使用鳃呼吸,而是使用气管——气管是一些充满气体的交错管道,多亏有这个器官,它们才能真正脱离水的环境。相较于几乎零重力的海洋,陆地上的重力更大,而稳固的外骨骼支撑着它们。
这些当然值得一提,然而在同一时期,水下的故事也愈来愈多姿多彩。
当然生命还需要喘一喘气。进化女神戴着一顶护士帽,细心呵护那些死里逃生的动物。而海洋的建筑师珊瑚则开始筹划新的施工方案,它们虽然也经受了惨重的损失,但和苔藓虫与节肢动物一样不甘失败。它们的殖民地都在大灾难中毁坏殆尽,然而渐渐地海百合和海星再次迁居到珊瑚礁上——简言之,所有大屠杀的幸存者都探出头来,看看外面的世界是否恢复了平静。
外面很平静。更妙的是,新的臭氧层将致命的紫外线滤除在大气层之外,为万物的复兴提供了良好的环境。
志留纪是地球的休养生息期。笔石属动物重新占领了海洋,发展出了各种各样的变体。三叶虫也恢复了生气,可惜的是,它们再也没有恢复到物种大爆发前的兴旺局面。就连那些顶着长礼帽的时髦乌贼也差一点被超新星一举歼灭。现在,浅水和深水区依然有乌贼群的身影。它们有火箭一样的动力装置,长着鹦鹉般的大嘴,从不放过任何一个误入自己势力范围的猎物。目前看来,它们依然是海洋中的霸主。
陆地上也不乏与乌贼势均力敌的恶名昭著的角色。
志留纪中出现了大型节肢猛兽,它们当中个头最大的是板足鲎类动物。
想象你捉住一只蝎子,然后用一根面棍将它碾平成一张油门踏板。那时的大型节肢猛兽就是这个模样:一面油门踏板,长着一条尖尖的尾巴。蝎子长着 8 只小小的点状眼睛,这些眼睛并不惹人怜爱。因此,你在那颗大大的圆形脑袋上装了两只相对大一点的眼睛,这样它看起来就像一辆被压扁的越野车。同时,你缩小了它那对钳子,并将它的腿部向前移了一些。这样一来,这个家伙的比例变得极不协调,大部分身体都拖在后面,仿佛是长摆曳地的婚纱。可是即使这样,它也不能激起你的同情,反而更令你厌恶。接下来,你又在它的左右体侧加上一些飞镖状的瘤子。这时,你才最终对这个小怪物表示满意。它一共 10 厘米长,你希望它能更壮实一些,因此把它变大了几倍。
这个坏蛋是干吗的?它肯定会咬你——本来你造它也是为了咬人的嘛,因此你将它空运到志留纪的水中,让它去骚扰当时的生物。当然,那些被骚扰的生物们会勃然大怒,幸运的是,它们和你之间隔着 4 亿 4000 万年的漫长时光,所以它们只能望洋兴叹。
板足鲎亚纲动物有各种型号:S、M、L 和 XXL。最大的有两米长。在地球的历史中,唯独志留纪中出现过如此庞大的节肢动物。不难想象,这些巨大的猎手肯定能在陆地上横行一时,然而它们速度缓慢,根本无法穿越原始沼泽追捕满心好奇的时间旅行者。
根据它们的相貌,我们也称之为海蝎,板足鲎亚纲动物的确和今天的蜘蛛以及蝎子有着紧密的血缘关系。那些生活在沉积物中的无颌鱼难免会遭受这些凶狠捕食者的毒手,因此进化女神才送给这些没有长颚骨的小家伙坚硬的头盔胸甲,可是纵然如此,它们和软体动物、螯虾、小蟹以及其他匍匐的小动物依然不时成为大蝎的盘中美食——有时,一只板足鲎亚纲动物能吃掉一整个“花花公子”。
提到花花公子,我们想到的是情圣卡萨诺瓦、汤姆·汉克斯和《花花公子》杂志创办人休·海夫纳。而志留纪的花花公子名字远没有这么响亮,相较于上述各位先生,它们名字的优势只在于其长度:这种介形亚纲生物学名叫 Colymbosathon Ecplecticos,它是一种小型贝虾,长着鳃、眼睛和腿,腿上的凸状物即是它的阳具——那不仅是历史上最为悠久的阳具,从与身体的比例来看,它也是史上最长的阳具。
Colymbosathon 很敏捷,直译过来后,这个名字的意思是“长着大阳具的游泳健将”。在 150 米到 200 米深的水中,它逍遥遨游,袭击小动物,四处寻找腐肉。我们不知道它究竟有多少个情人,然而“情圣”的名号单靠“体力优势”是无法维持的,因此,这个不可一世的家伙最终也灭绝了。
活该!
① 达特穆国家公园位于英国的德文郡(Devon),泥盆纪“Devon”便取自该郡名。
新鲜的鱼
参观过法兰克福自然博物馆的人会在“鱼族展厅”中看到很多恐龙、猛犸和鲸类。陈列柜中还放着各种真真假假、大大小小的鱼类标本,它们目瞪口呆地盯着虚空,仿佛不知道自己为什么会身在此处。这些“鳞”琅满目的展览令人印象深刻,不过最吸引观者目光的却是一个又大又黑的家伙。
人们争相观看的是一个庞大无比的脑袋,这个大脑袋被嵌在展馆中间的基座上,看起来仿佛是石头雕成的。近前看去,才发现这个看似雕塑艺术品的东西原来是一片灰色岩石般的甲壳。甚至那长得十分靠前的眼睛也很像披挂了盔甲的眼镜——戴着这种原始隐形眼镜,它的眼睛和大脑袋浑然一体。这个家伙的牙齿虽少,却尖利无比。若是有人心情不错,将头伸进这张 50 厘米长的大嘴当中,应该会猜想到,只需稍稍一合上颚骨,他就会当场丧命。
此时,恐惧的人们只能庆幸自己生得“逢时”,不过他们依然不知道这个凶猛的家伙究竟是何方神圣。是齐格弗里德①的长鳞片的表兄?这个家伙也可能是一种蛇怪,就像《哈利·波特》中的怪物一样——恐怖的密室中,一条愤怒的巨蛇四处寻找导致自己断子绝孙的罪魁祸首。或者我们不小心误入《星球大战》导演乔治·卢卡斯的道具室了?也有可能。所有的猜想都有可能,最不可能的说法是:那是一条鱼,一条潜伏在海底、贪婪地盯着上方猎物的大鱼。
泥盆里的盎然生机——陆地上的森林
我们暂且跳一步——3 亿 9000 万年前的泥盆纪的一个下午,海洋的南海岸上正下着毛毛细雨,太阳时不时露一露脸,掀起一角蔚蓝的天空。亚热带的气候就是这样,没有大风大浪。风很轻,南部的冈瓦纳大陆由非洲、南美洲、澳洲和南极洲结合而成。这块陆地和赤道附近的劳拉西亚大陆正缓缓靠近,而小小的海洋也随之变得日渐狭窄。不久之后,这片海洋就会完全消失。在地震和火山爆发的推波助澜下,岛屿正在集结,第一批山峦拔地而起,峡谷和内海也渐渐成形。所有的陆地都在努力接近彼此,它们的周围是无边无际、热乎乎的海洋。阿尔弗雷德·魏格纳提到的巨型大陆——盘古大陆——正渐渐苏醒。
第一批苔藓、藻类植物在海洋不断冲刷的岩石上生根发芽之后,这里发生了很多事情。
植物进化出孢子后,终于将自己的根据地扩展到了海岸之外的领域,内陆中也出现了植被。早期的针叶植物、茎类植物、蕨类植物,以及一切高等的孢子和苔类植物在广阔的湿地中蓬勃生长。最早的树木也站了起来,仿佛要尝试一下被进化女神特许的巨人症的感觉。在泥盆纪的末期,这些植物长成了一片蕨类植物之林,高度竟达 30 米。在茂密的森林中,无翅膀的昆虫爬来爬去、活蹦乱跳,这片森林呵护着它们,养育着它们。泥盆纪不啻为古植物研究者的天堂,同时也是蜘蛛恐惧者的地狱。因为此时的蜘蛛也发育得十分健壮,那可是人类最亲密的朋友!
和盔甲盾皮狭路相逢——鲨鱼克星
一天下午,一只裂口鲨正在离水面很近的地方闲逛。它体态雄伟,长达两米,仿佛是来自 21 世纪的游客。志留纪中出现了第一批鲨鱼,当时的鲨鱼体形还较为娇小,胸前长着刺状的鱼翅。目前所发现的最古老的完整鲨鱼遗体来自 4 亿 900 万年前,这个家伙名叫“棘手的骗子”(Doliodus Problematicus),身长只有 50 厘米到 70 厘米。虽然被视为“棘手”,但在旁人看来,它的问题或许还不算大。鲨鱼大家庭的历史或许比我们想得更悠久一些,它们是泥盆纪 3 种主要的鱼类之一:泥盆纪无疑是软骨鱼、硬骨鱼和盾皮鱼的黄金期。
在化石收藏家看来,鲨鱼的确是十分可恶的家伙,因为它们十分吝啬,只给后人留下自己的牙齿。在细菌、螯虾和蠕虫生物的分食之下,软骨鱼的骨骼很快被吃尽,剩下的东西被水冲走。泥盆纪中期的鲨鱼和我们今天看到的已十分相似,它们能分辨出最细微的气味和水压差异。凭着这种能力,它们能很顺利地找到猎物,也能在自己的天敌到来之前溜之大吉。当然,这些鲨鱼是饥肠辘辘的家伙——这本书中,所有的家伙都很饥饿。被冲碎的礁石会随着水缓缓移动,那里面有很多日常美食:小鱼、肺鱼和腔棘鱼。礁石的紧下方聚集着一群长得很像标枪的乌贼,依然戴着尖顶帽子。这些乌贼也是鲨鱼的猎物,然而那个长着触须的透明橡胶般的玩意儿(水母)不在鲨鱼的菜单上,毕竟它还没有饥不择食到要挑战这种怪家伙的程度。礁石旁边的珊瑚较少,在这里,一条泥盆纪的鲨鱼碰到了自己的猎物。
一丛扇形珊瑚的阴影中有些动静。是个小家伙,长着尾巴和鱼翅,从头到尾都传达着“来吃我”的信息。
鲨鱼朝珊瑚游过去。
哎呀!
这么说吧,如果这只裂口鲨在早上能决定今天斋戒,我们或许还能将它的故事继续讲下去,认识它的孩子们,并看着它慢慢变老,教导自己的子孙要忆苦思甜地怀念泥盆纪。
可惜它没有做爸爸的命,等待它的是另一种东西。那个家伙一动不动,连鲨鱼那敏感的身体都没有发觉它的存在。这一刻,这个家伙狠狠地将自己巨大的尾巴向前一甩。鲨鱼反应很快,试图后退几步,离这个半路杀出的程咬金远一些。一个一百八十度的大转弯后,它朝上方逃窜。
敌人根本不可能按兵不动。一个巨大的身体逼向前来堵住了鲨鱼的去路,接下来,一波巨大的压力将鲨鱼推向珊瑚礁。鲨鱼惊慌失措地想溜走——太晚了。一个长着甲壳的圆脑袋在它面前咧开了大嘴,漩涡毫不留情地将鲨鱼卷进了锋利的牙齿间。然后,那个家伙闭上了嘴,消灭了鲨鱼,咬碎了它的软骨和脑壳。
至此为止,一场闹剧结束了。这个庞然大物大吃了一顿。今天吃的是鲨鱼,柔软、新鲜。不错,很合口味。服务生,买单!
就这样,我们又回到了森肯堡博物馆里。那个裹着盔甲的大玩意儿的确是一条鱼的脑袋——当时体形最大的脊椎动物。这种鱼有很多有趣的特点。这个危险的蒙昧主义者是趋同现象的一个极佳例子,因为进化女神有个不太好的习惯,总是生产大量相同的东西。换句话说,她喜欢用不同的手段获得相同的效果。事实上,这种生物的牙齿并非牙齿,起码不是人类那样的牙齿。这些獠牙状的东西其实是一些甲壳,它们外表类似裂齿和臼齿,扮演的也是牙齿的角色。
顺便提一句,鲨鱼本来也没有牙齿。此话绝非戏言!进化女神为鲨鱼造的皮肤像砂纸一样粗糙,因为上面覆盖着层层齿状的小甲壳,也称作盾鳞。离颚骨愈近鳞片愈大,而嘴中的鳞片则构成了著名的左轮手枪状牙齿,后排的牙齿平时折合不用,到必要时才会启用。仔细看去,我们会发现,这些所谓的牙齿其排列和身体上的鳞片一模一样,也就是说,鲨鱼的牙齿其实就是嘴里的皮肤。虽然只是皮肤而已,一旦被碰到还是难免断手断脚,因此依然令我们害怕。
进化女神不会照本宣科,如果需要从现有的条件中获得最佳结果,她总会采取新奇而高级的解决方式。拿眼睛来举例,进化女神就有诸多发明,虽然目的都是为了通过视觉来增强信号,但她却采取了各种各样的构造。有些眼睛和我们的十分接近,比如鲸鱼的眼睛。另外一些,譬如昆虫的复眼或蜘蛛、蝎子的单眼和我们的就大相径庭了。这些相似的系统保持着完全的独立,并不互相依赖。不过话说回来,目前科学家又开始寻找一种所有眼睛的起源基因。被怀疑的对象是一种名叫 Pax-6 的基因,人们怀疑这组基因就是进化女神创造所有生物眼睛的基础。不过目前尚无定论。
就森肯堡博物馆中的大怪物而言,进化女神作了一个决定:用这个家伙本身的独特盔甲来做它的牙齿。这个大家伙是一只邓氏鱼(Dunleosteus Terrelli)。虽然叫这个名字,但它与老邓或小邓其实没有什么关系,这个名词来自美国古生物学家大卫·邓克尔。由于他发掘了这个大脑壳,因此就命名为“邓克尔的骨头”——很可爱的双关语,因为挖出了这个大玩意儿之后,他的骨头肯定又酸又疼。
除了软骨鱼类之外,邓氏鱼属于泥盆纪的第二大鱼类——盾皮鱼。跟它们狭路相逢可不是什么好事,连大鲨鱼都会这样告诉你,如果身在极乐世界的它们能和我们交谈的话。这个盔甲巨兽不仅吃鲨鱼,甚至连仪表堂堂的乌贼都不放过。按理说,乌贼也并非善主,可是面对一个身长 10 米、垂涎欲滴、张着血盆大口的家伙,它根本没有任何优势。这个猎手的牙齿像斧头一样锋利,头部和胸膛均全副武装,完全没有弱点。它的尾巴上没有盔甲,却肌肉结实,是帮它发起可怕进攻的引擎。它的脑袋和脖子之间的关节很灵活,因此这个史前的机械战警能够轻易张开自己的两颚,顷刻间便将猎物嚼食一空。
法拉利战胜机器战警——进化女神的实验
奇怪的是,为什么这样一个大怪物不待在海洋里作威作福,反而沦落到博物馆里?
因为鲨鱼最后还是战胜了自己可怕的敌人,取得了胜利。虽然邓氏鱼装备先进——一般说来,鱼类是泥盆纪最高等的生物——但正是这种独特的样貌给它们招致了祸害。它们虽长于闪电战,但追击猎物的速度却十分有限。它们没有分叉的尾鳍,而且身披沉甸甸的盔甲,很难称得上是游泳健将。而鲨鱼却机智灵活,有高明的战斗技巧。随着时间的推移,鲨鱼渐渐从笨重的巨人手中夺得了胜利的果实。
此时又有第三个群体加入了这场持久的竞争中。泥盆纪中的原始硬骨鱼发展得五花八门,有辐鳍鱼、肺鱼和腔棘鱼,这些均出现于鱼类到两栖动物的过渡阶段。它们的胸鳍和肚鳍内均长着骨头,很适合进化成腿足。和盾皮鱼一样,人们在很长一段时间内一直以为这种鱼类已经绝迹,然而 1938 年,我们在马达加斯加发现了它们的后代,重新找到了腔棘鱼。
泥盆纪的鱼类大小各异、形形色色,有些住在礁石上,另一些则生活在沉积物中,以蠕虫和软体动物为食。有些鱼灵活敏捷,有些则沉着泰然。如果从《圣经》出发,泥盆纪应是创世纪的第五日——造鱼之日。亏得有这一日,我们才有了今天的西红柿酱鲱鱼、寿司和鲭鱼。
随着泥盆纪的结束,邓氏鱼和大多数盾皮鱼也走到了终点,要不然它还能给人们上一上课。这些鱼类的体格早已是一个问题。如果只有 10 厘米长,那么不管其装备如何精良,也无法和板足鲎亚纲动物的大钳子抗衡。而海蝎和螯虾、菊石②、箭石③、钙质海绵、珊瑚、海百合、三叶虫、贝类、节肢动物、螺蛳、细菌、古菌④和海藻却规模庞大。
猎手和猎物都在与红皇后竞赛。
一方不断发展自己的武器,另一方则坚持完善自己的防御系统。海百合长出了剧毒的触须,鱼类磨尖自己的牙齿,节肢动物则打磨自己的钳子。所有生物都为了军备竞赛而摩拳擦掌。
生命正在以令人咋舌的规模茁壮成长,无论是在广袤的海洋还是海岸。
然后,在一个美丽的日子,两栖动物蹒跚着爬上了陆地,绿茵茵的陆地风光无限、营养丰富,令它们心花怒放。就这样,我们走进了哺乳动物和爬行动物的历史。两栖动物的上臂有小小的骨骼,这样它就无须用肚皮贴着地面爬行,这是一只真正的四足生物。
是什么让这个家伙离开了自己出生的家园?是不是因为邓氏鱼以及同党把它们的生活弄得危机四伏呢?或是因为它们最早的水陆栖居地——环礁湖——的水被蒸发了?或是因为这些两栖动物轻信了谣言——搁浅在岸边的鱼要比活鱼味道鲜美?或是因为它们想吃昆虫?还有一种理论,偶尔晒晒日光浴能够让肢体更灵活,提高身体温度,令捕食过程更轻松有效。这些说法或许都有一些道理。然而毋庸置疑,两栖动物的登陆有一个无比简单的原因。
因为它能够登陆。
嘿,两栖动物!最近还好吗?向它挥挥手吧。我们还是继续待在水中,以后会偶尔上来看一看它的情况。不要担心,它会成功的。
① 北欧传说中的屠龙勇士。
② 菊石(Ammoniten):头足纲动物,泥盆纪时期出现,白垩纪末期灭绝。菊石的眼睛和触手都清晰可见,身体后半部分掩藏在螺旋状或长形锥状的壳中。
③ 箭石(Belemnite):中生代头足纲动物,最晚出现于石炭纪,距今大约 3 亿年。和菊石同被视为枪乌贼始祖,具有十只触手,然而触手上却无吸盘,而是钩子。
④ 古菌(Archaea):细菌类的单细胞生物,诞生于地球早期,今天即使地球上没有氧气,它们也能继续存活。古菌经常与其他微生物共生。
死亡
生命的历史同时也是一部死亡的编年史。我们可以从正反两方面来看待这个问题。死亡或者是生命的结束,或者是生命的开始。进化女神告诉我们,两种说法都很正确。最抚慰人心的说法是,我们并非真正地结束了,而是让出位置给新来者。演出结束后,我们就得离开舞台。其他人——我们的子孙,或是新型生命,会接替我们演出。如果我们一直霸着舞台不走,新人根本无法上台。
3 亿 6000 万年前,泥盆纪的世界仿佛被消灭了似的,半数的海洋生物灭亡了,热带地区的生命甚至折损了 3/4。
最著名的牺牲者便是盾皮鱼,它们完全从生命的地图上消失了,剩下的生物们如履薄冰。奥陶纪的大灾难曾令节肢动物差点遭灭顶之灾,然而它们后来还是慢慢恢复了元气,结果又在泥盆纪中再次遭难。身为礁石的建筑师,珊瑚虫也惊险无比地逃脱了灭族的厄运,笔石动物却从此消失了。菊石类也遭受了很大损失,无颌鱼只剩下一个种族——它们的后代发展成了今天的八目鳗或盲鳗。
我们不知道究竟是什么原因败坏了泥盆纪的盛宴。当时冈瓦纳大陆的大部分区域都覆上了冰层,一些证据显示,问题来自太空。地球极有可能撞上了一颗陨石,又一次,然而情况还会更糟。
惊愕!巨虫国——石炭纪多氧时代
3 亿 6000 万年前到 2 亿 9900 万年前的那一阶段被称为石炭纪。正如前文所言,这个时期的名字得自当时储藏了地球上第一批炭资源。地球的这一段历史以及后来的二叠纪有两个典型的发展特点。