劉善偉

大約在3億多年前，即泥盆紀(jì)時期，是整個生物進(jìn)化歷史中一個重大轉(zhuǎn)折時期。水生植物第一次從海洋走上陸地，從而給不毛的大地披上了綠色新裝。在這個時代的后期，動物界也開始向大陸進(jìn)發(fā)。所有這些都打破了將近30億年來生物界只限于水中的局面，從而揭開了一個陸生生物大繁榮的新時代。

4億年前的志留紀(jì)，在我國境內(nèi)，除了少數(shù)幾塊陸地和聳立在海中的島嶼以外，大部分地區(qū)都被海水掩蓋著。大陸上群山重迭，怪石嶙岣，看不到任何動植物的蹤跡。然而在碧波蕩漾的海洋里，卻是另外一番景象：美麗的珊瑚和展翅欲飛的石燕，在海底安居樂業(yè)，而漂浮在海上的筆石則隨波逐流，到處為家；五顏六色的藻類，把海下世界裝扮得更加絢麗多彩；此外，也有一些較低級的魚類在各種水域中生活。

隨著一次大規(guī)模造陸運動的開始，志留紀(jì)隨之結(jié)束，另一個地質(zhì)時期——泥盆紀(jì)開始了。這次造陸運動幾乎波及到當(dāng)時所有的大陸，其結(jié)果，造成海洋面積的縮小，不少水域變成了陸地，有的海底隆起，形成高山。這樣，就把許多水生生物送到淺灘，或者被隔郭在內(nèi)陸的湖泊里。由水域到陸地的變遷，對生物界產(chǎn)生了巨大影響，某些生物為了適應(yīng)新環(huán)境，繼續(xù)生存下去，其本身必然發(fā)生巨大的變化。

在泥盆紀(jì)以前，雖然水中的植物在長期的地質(zhì)史中也在不斷發(fā)展變化，看起來也是千姿百態(tài)、枝葉茂盛，但從植物進(jìn)化的角度看，它們多是比較低等的。在溫暖的海水懷抱中，它們用不著復(fù)雜的根、莖、葉的分工，有的較高級的藻類，樣子像有根、有莖、有葉，其實它們內(nèi)部都沒有輸水的維管束，所以也只能叫做假根、假莖、假葉而已?？梢姡瑴嘏暮Ｑ蠹仁窃杏锏哪赣H，也是限制它們向更高階段進(jìn)化的牢籠。

陸地環(huán)境與水下環(huán)境截然不同。水不像海里那樣多了，太陽的熱隨時都可以把植物體內(nèi)的水分帶走；空氣的激烈流動可以造成風(fēng)暴：空氣的溫度變化比起海水溫度要大得多?？傊@對長期在水中生活的植物來說是一種全新的、嚴(yán)酷的生活環(huán)境。為了在這種新的環(huán)境中生存下來，原先在水中生活的植物曾經(jīng)歷過長期前仆后繼的斗爭。它們在向陸地進(jìn)軍的途中大部分死去了，只有極少數(shù)的“英雄們”在多次嘗試之后才完成了這一光榮使命，在陸地上最后站住了腳跟。

最早出現(xiàn)的陸生植物是裸蕨。它的結(jié)構(gòu)十分原始簡單，一般都很低矮，在匍匐的地下莖上長有二分叉的直立莖。莖上沒有葉子，只有很少的刺，看上去好像是枝枯萎的樹枝。這種具有簡單的類似根與莖的分化現(xiàn)象，對于適應(yīng)環(huán)境是很有利的。它可以在泥土中吸收水分和養(yǎng)分，又能在空氣中制造有機質(zhì)。

當(dāng)然，它終究不是真正的根與莖，氣候一旦變干，就要枯死。但是，它卻為以后所有的高等植物的根、莖、葉分化打下了基礎(chǔ)。我國云南發(fā)現(xiàn)的早泥盆紀(jì)的工蕨就屬于這一類。

隨著陸地面積的進(jìn)一步擴(kuò)大和氣候變干，裸蕨開始衰落了，而另外一類比較復(fù)雜的植物——原始鱗木出現(xiàn)了。這種植物已經(jīng)有了真正的葉子，長得也比較粗大，比如石松類的植物，葉子為針狀或線狀，樹干直徑可達(dá)2m，高40m，外面還包著很厚的樹皮。

由于沒有真正的根，因此在后來氣候進(jìn)步惡化時，它們大部分就絕滅了。取而代之的是更高等的裸子植物。裸子植物具有真正的根、莖、葉，長得更為高大，在陸地上分布也更為寬廣。直至今天，世界上仍有許多裸子植物。

這些植物大多數(shù)都生長在離水很近的地方，聚叢而生，構(gòu)成當(dāng)時的原始森林。它們后來被埋在地下，變成了煤。

植物由水到陸的變遷具有深遠(yuǎn)的影響。它不僅用它綠色的枝葉點綴起地球的外貌，同時深刻地改變著地球的地理環(huán)境。陸生植物大量繁殖，可以保持水土，同時在脫落的枝葉等作用下，在地表上第一次形成真正的土壤，反過來又促進(jìn)植物本身的生長。大片的森林還起到調(diào)節(jié)氣候的作用。特別是，由于陸地上有了綠色植物，才給陸生動物的登陸和大量繁殖提供了豐富的食物和活動場所。

我們知道，在志留紀(jì)就有了較為繁盛的魚類。到了泥盆紀(jì)以后，魚類又進(jìn)一步發(fā)展。在當(dāng)時，無論是在廣闊的海洋，還是在內(nèi)陸的江河湖泊，都可以看到各種各樣的魚，其數(shù)量之大、種類之多，都是前所未有的。所以古生物學(xué)家也把泥盆紀(jì)叫做“魚類的時代”。但“魚兒離不開水”，這幾乎成了我們最簡單的常識。其中也有一個例外，那就是有名的總鰭魚。正是這種長相十分奇特的動物，成了陸生脊椎動物的先驅(qū)。

魚離開水到陸地上來生活，確實是一件令人難以想象的事?？墒?，在漫長的地質(zhì)歷史中，經(jīng)過世世代代的演變，居然成了現(xiàn)實，這真是一件了不起的事情。

魚在水中生活，靠鰓呼吸，靠水的浮力克服地球重力對它的影響。那么，總鰭魚為什么能在陸地上生活呢

通過研究知道，總鰭魚的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與其他魚類有很大的不同。在總鰭魚的口蓋上，有一對內(nèi)鼻孔，它是由外鼻孔通到口腔的開口，它的出現(xiàn)，說明鼻孔已經(jīng)與口腔相通了。

陸生脊椎動物的口蓋上都有內(nèi)鼻孔，空氣由外鼻孔經(jīng)過嗅囊，通過內(nèi)鼻孔進(jìn)入口腔，然后再由氣管進(jìn)入到肺里。內(nèi)鼻孔的：存在說明總鰭魚已經(jīng)有了能夠直接呼吸陸上空氣的肺。盡管這種內(nèi)鼻孔很小，結(jié)構(gòu)也很簡單，但是，它卻為陸生脊椎動物內(nèi)鼻孔的進(jìn)一步發(fā)展和完善打下了基礎(chǔ)。

總鰭魚偶鰭內(nèi)部的骨骼，在排列組合上，也與陸生脊椎動物的四肢骨基本相似，這種排列組合，不僅有利于把沉重的身體支撐起來，而且對于在干燥堅硬的土地上爬行也有利。

總鰭魚牙齒的結(jié)構(gòu)和頭骨的排列方式，也與原始陸生脊椎動物相同。此外，在總鰭魚頭骨中間有一條縫，并且一直伸到腦顱，把腦顱分成兩半，其間有較大的空隙，并能相對活動，這樣，就能使頭的前部抬起來。這種構(gòu)造，在早期的兩棲類動物的同樣部位也發(fā)現(xiàn)過。因此，有充分理由認(rèn)為，總鰭魚是兩棲類的直接祖先，也是人類和其他高等脊椎動物的遙遠(yuǎn)直系祖先。

總鰭魚出現(xiàn)在泥盆紀(jì)，當(dāng)時，由于陸地不斷擴(kuò)大，氣候變干，植物大批死亡、腐爛，嚴(yán)重地污染內(nèi)陸水域，消耗了水中的大量氧氣，許多河流、湖泊也干涸了。在這種環(huán)境下，許多魚類由于不能適應(yīng)新環(huán)境，慢慢地死掉了，而只有總鰭魚成了新環(huán)境的幸存者。

隨著總鰭魚的上陸，在泥盆紀(jì)末期，一種從來沒有見過的小動物出現(xiàn)了。它的身體不算大，樣子像一條剛剛從水里跳到岸邊的魚，其實，它不是魚，而是原始兩棲類中的魚石螈。這種動物比總鰭魚更為先進(jìn)，它有堅實的頭顱，體內(nèi)的構(gòu)造也更適于陸地生活。從此以后，脊椎動物大踏步地走上了廣闊的陸地，為動物發(fā)展揭開了新的序幕。