地质年代之歌——（一）古生代（Palaeozoic）

王 琦

寒武纪（Cambrian)5.4亿～4.85亿（年前）

跨越五千五百万年之光阴，

看显生宙的曙光在此初现。

英文名源自威尔士之旧称，

坐拥着四大世代十个阶段。

奔腾的熔岩凝结成山峦，

巨大的冰盖融化为海洋。

雷与闪电如骤雨般稠密，

交织出了冰与火的合唱。

自然的伟力改变行星的命运，

化学的奥妙开启了生命奇航。

当荒蛮的陆地依旧蒸汽腾腾，

年轻的大海已在孕育着荣昌。

仿佛须臾间，

原始生命突然变得纷杂多样，

似乎一刹那，

各门类的祖先皆先后粉墨登场。

在加拿大的布尔吉斯（Burgess Shale），

在云南的澄江，

在格陵兰的西里斯帕西特（Sirius Passet），

在湖北的清江，

匪夷所思的生物化石层出不穷，

造物的神奇远超出我们的想象。

古杯类悠然自得地随波摇摆，

小舌形贝代表腕足类的登场。

巨大的奇虾挥舞着钉状前肢，

长毛柯林斯怪物也不遑多让。

欢呼虫有九对叶足虚张声势，

微瓦霞虫背挺尖刺谨慎低调。

海旋板一身锁子甲盘旋而生，

加拿大虫头顶瓣壳聚散翕张。

欧巴宾海蝎的长嘴匪夷所思，

马尔拉虫四根大锥华丽夸张。

奥托亚虫躲进泥中守株待兔，

抚仙湖虫扭着体节扫荡海床。

奇异虫身型硕大可长到一米，

莱德利基虫揭幕三叶虫王朝。

怪诞虫是头尾颠倒上下不分，

周小姐虫扭捏婀娜四处晃荡。

而在这一切不可思议之中，

海口鱼却又显得最为特殊。

在它那娇柔透明的身躯中，

竟包裹着一条精致的脊柱。

左图：中间型始莱德利基虫化石;右上图：奇虾复原图;右下图：海口鱼化石（冯伟民供图）

可别小瞧了这一群柔弱胆小的家伙，

是它们点燃了脊椎动物演化的火种。

请谨记这些伟大的名字吧！

它们代表着生命演进化中最伟大的时刻。

如此惊人的多样性从何而来，

连达尔文也曾经为之而迷惑。

如同深渊中投入的火把，

如同夜空里绽放的礼花，

这就是伟大的“寒武纪大爆发”，

是自然母亲深情吟唱的——

生命芳华！

奥陶纪 (Ordovician)4.85亿～4.44亿（年前）

跨越四千一百万年之光阴，

这是古生代的第二个纪元。

英文名源自威尔士古部落，

坐拥着三大世代七个阶段。

寒武纪火山喷出了大量的温室气体，

使得奥陶纪的气候基本上炎热如夏。

上升的海平面淹没了大片的低地，

古陆被浅海地峡切割得七零八落。

在南方支离破碎的大陆边缘，

多种多样的生态位应景而生。

沿着那曲曲折折的海岸线上，

是沙洲和潟湖、岬角和悬崖。

虽然大地依旧了无生气，

但是海洋愈发热闹繁荣。

早期的奥陶纪如同温柔的母亲，

呵护着源自寒武纪的千万生灵。

借助生态环境的多样性，

进化之旅得以持续进行。

“伟大的生物多样性事件”，

在40度海水中得以实现。

水面上覆盖者一层黏滑滑的东西，

还时不时泛起一个个暗绿的气泡。

请不要鄙视这些原始的生命，

那是蓝菌在拼命进行着光合作用。

正是由于它们不断消耗二氧化碳，

蓝天白云才会在地球上逐渐出现。

沉浮游弋在近海波涛中的，

是身长一两米的震旦角石。

这种当时最顶级的捕食者，

看上去却那么的心不在焉。

懒洋洋地将触角随波而动，

坐等着自投罗网的倒霉蛋。

在浅海海床上星罗棋布的，

是珊瑚、海绵与各种腕足类动物。

它们密密麻麻地挤在一起，

制造出地球上第一块礁盘。

在海底砂石中爬来爬去的，

是三叶虫家族的各种成员。

大的有新月盾虫和乌拉裂肋虫，

小的有球接子和古盘虫。

精美的化石保留了很多细节特征，

甚至连方解石的复眼也清晰可见。

除了突尼斯与俄罗斯的化石产地，

它们也常发现于湘西的崇山之间。

还有那顶着两只大眼睛的，

是一种叫做牙形刺的生物。

它们留下貌如尖牙的化石，

常常被用来确定地质年代。

我们曾一直猜不透它们的长相，

直到在苏格兰找到完整的化石。

原来这种神经质般乱窜的家伙，

长得挺像生活在今天的七鳃鳗。

偶尔贴着海床会游来星甲鱼，

那可是少见的脊椎动物代表。

这种无颌鱼类的古老祖先，

一个个头裹盔甲身躯娇小。

它们会用小尾巴搅起淤泥，

在浑浊的海水中碰碰运气。

依靠着一条窄缝似的嘴巴，

吸取沉积物中的有机碎片。

这一切看上去如此和谐与完美，

但灭顶之灾却在慢慢靠近。

蓝菌似乎卖力得有些过头，

光合作用最终带来气候的改变。

随着二氧化碳的逐步减少，

地球逐步产生了冰室效应。

温暖湿热的夏日就此终结，

冰天雪地的冬天接踵而来。

虽然这次小冰期非常短暂，

但海平面依旧下降得厉害。

海洋生命失去了赖以生存的家园，

原始的身躯怎能抵御刺骨的严寒！

这是 “大规模生物灭绝”——

第一次在地球登台上演。

志留纪 (Silurian)4.44亿～4.2亿（年前）

跨越二千二百万年之光阴，

这是古生代的第三个纪元。

英文名源自威尔士古部落，

坐拥着三大世代八个阶段。

每当气温慢慢开始回升，

生命就会继续繁衍生息。

冈瓦纳依旧盘踞在南极，

破碎的北岸却开始分离。

向北方漂移的大小古陆，

相互挤压着形成了高山。

大地因此变得复杂多样，

也就能孕育不同的生态。

气候也变得潮湿而温暖，

大地在欢迎勇者来探险。

第一次，登陆了！

荒莽之间显露出一缕翠绿，

围绕着河流沼泽湿地海岸。

这边是一丛丛石松和裸蕨，

那边是低矮的地衣和苔藓。

它们看似低矮柔弱的枝丫，

写出生命进化壮丽的波澜。

当大地上“绿色遥看近却无”之时，

海底世界变得更加忙碌和璀璨。

千姿百态的珊瑚筑起庞大堡礁，

如万里长城般把古陆围在中间。

堡礁中生活着多种多样的动物，

它们的生活如精彩的戏剧一般。

在海底乱哄哄横冲直撞的，

是几群各种各样的板足鲎。

面对矛利甲坚的节肢怪物，

没有谁能对它们造成挑战。

偶然间，

这些一两米的家伙还会爬上海滩。

时光流逝——

它们快乐的舞步，

在化石中留下脚印一串串。

虽然海底还是腕足类一统天下，

但笔石、蛇尾和三叶虫也很常见。

左图：库克松蕨；右图：库克逊模拟生态（冯伟民供图）

梦幻鬼鱼（中科院古脊椎所供图）

优雅的海百合虽然是棘皮动物，

却看似一株株婀娜多姿的植物，

随波飘荡，花开烂漫。

脊椎动物旗下却只有鱼类，

但有些成员令人另眼相看。

斑鳞鱼长着肉肉的胳膊腿儿，

它是肉鳍鱼最早的一种祖先。

既像肉鳍鱼又像辐鳍鱼，

既像盾皮鱼又像软骨鱼——

这是模棱两可的梦幻鬼鱼，

悠游在进化分支的岔路点。

它是否曾经犹豫过要朝哪条路转？

看来呀——

进化之路也并非一条直线。

可别忘了全颌鱼和宏颌鱼，

进化出了可以活动的下颌。

它除了能让吃饭方便许多，

还可以咬、嚼、防御、锚固、进攻、抓取、争

夺……。

这个看似无比简单的关节，

使动物的生活发生了巨变。

来摸摸我们自己的下巴颏吧，

这可是演化史上的重大事件！

四亿多年的光阴弹指一挥间，

远古的传奇能从岩层中窥探。

很多鱼儿化石在中国被发现，

在美丽的彩云之南，潇湘湖畔。

泥盆纪 (Devonian)4.2亿～3.59亿（年前）

跨越六千一百万年之光阴，

这是古生代的第四个纪元。

英文名源自英国的德文郡，

坐拥着三大世代七个阶段。

当冈瓦纳继续占据南方，

北面较小板块继续移动。

它们在赤道上相互碰撞，

劳伦西亚大陆端倪初现。

气候依然是湿润而温暖，

珊瑚不遗余力加高堡礁。

它们的“骨骼”经年叠累，

高大延绵如同海底山峦。

大地早已被植物占领，

地下的根须粉碎岩层。

腐烂的枝叶层层堆积，

厚厚的土壤终于出现。

植物没用多久就占据了陆地，

肥沃的土地长出最早的森林。

覆盖地表是柔弱矮小的蕨类，

高耸而立是古蕨树和原杉藻。

前者的细胞被细胞壁所包裹，

因而形成了最早的木质枝干。

后者发展出无数纵向的导管，

这超大的蘑菇真是令人赞叹。

它们都是高达十几米的巨物，

占领着三四亿年前的制高点。

大地上依然并没有多少动物的行踪，

水下王国却无比热闹堪称鱼的时代。

海洋与河流湖泊都被鱼儿们所占领，

它们表现出的多样性竟然如此非凡。

胸脊鲨背负熨斗般的凸起物，

和其他软骨鱼生活在深水区。

沟鳞鱼、镰甲鱼以及宁夏鱼，

这些胴甲鱼在浅水随处可见。

庞大的水中霸王是邓氏鱼和江油鱼，

这尖牙重甲的盾皮鱼是水族的梦魇。

最值得关注的却是肉鳍鱼类，

背后隐藏着四足动物的起源。

它们是最早真正登陆的勇士，

胸鳍腹鳍如同四肢短短圆圆。

然而，迈向陆地可不是那么简单，

也不是每种肉鳍鱼都有这个才干。

先驱杨氏鱼和双鳍鱼是肺鱼型家族——

它们有肺部却没有内鼻孔，

最终难以胜任上岸的挑战！

真掌鳍鱼和东山鱼是四足型家族，

是它们挑起了登陆的重担。

这一家中还有提塔利克鱼，

它外形奇特长得半鱼半螈。

最后还是要看格陵兰的鱼石螈——

这种两米长的怪物长出了四肢，

最终坐实了两栖类的祖先。

而泥盆纪的谢幕，

却悲剧般令人伤感。

那是三亿七千万年前，

西伯利亚大地轰鸣震动，

突然喷发出亿万吨的熔岩，

咆哮的地火使无数生灵涂炭。

然而，

死神并没有就此停止挥舞镰刀！

在此之后的两千万年间，

灭顶之灾竟然多次上演。

火山、毒气、缺氧的大海，

陨石撞击造成数百万年的阴霾，

再加上经年累月的暴雪苦寒，

真是“福无双至，祸不单行”！

这次巨大的灾难史称为 “超级地幔柱”，

启动了地球历史上第二次大灭绝事件。

石炭纪 (Carboniferous)3.59亿～3亿（年前）

跨越了约六千万年之光阴，

这是古生代的第五个纪元。

其名字暗示着煤炭的时代，

坐拥着两大世代七个阶段。

当地球渐渐从阵痛中恢复，

生命挣扎着从灰烬中苏醒。

欧美古陆向着冈瓦纳挤压，

巨大的盘古古陆慢慢成形。

从冰原到雨林，

石炭纪的巨型蜻蜓，它们的翼展可以达到近1米（图片引自互联网）

从干冷到湿热，

从北极至南极，

从低地到高原，

这里拥有各种地形地貌，

这里拥有各种气候类型。

多样化的地理条件激发了——

植物的高度进化，

一望无际的森林中蕴含着——

空前的多样性。

四十多米的鳞木和封印木属于石松类，

这可是一种最古老的维管植物。

木贼类的芦木能长到三十多米，

而它今天的亲戚只有几厘米高。

十多米高的辉木是真蕨类植物，

后代的高度也从未能超过先祖。

除了这些最为原始的物种之外，

先进的种子植物也在逐渐出现。

那是一群裸子植物的成员——

既有几米高的髓木、松柏和苏铁，

也不缺科达树般的巨物高耸云端。

遮天蔽日的森林生生不息，

枯枝败叶竟然能厚达千米。

它们堆积在无垠沼泽之中，

最终都变成了石油和煤炭。

大规模的光合作用改变了大气——

氧气含量陡然增加到了近40%，

二氧化碳却从10%骤然跌到了不足1%。

高浓度的氧气刺激了生物的生长，

小小的虫子也能够长得硕大无比。

停落在高高的鳞木枝头上，

巨脉蜻蜓的翼展可达一米。

游走在倒伏的苏铁树干下，

丈八长节胸蜈蚣悉索隐匿。

除此之外——

还有巨型的蜘蛛、蜚蠊和独角仙，

真是想想就让人不寒而栗。

在那遮天蔽日的密林深处，

脊椎动物由两栖类来代表。

它们林林总总的种类繁多——

既有细小的微蜥和鳞鲵类，

也有超过两米长的厚蛙螈。

然而，在这个大家族中，

一些成员发生着奇妙的改变。

更坚强的皮肤可以避免脱水，

更发达的肺部可以自由呼吸，

更强壮的四肢可以快速奔跑，

更为重要的是它们还会产卵。

卵壳下的羊膜仿佛是襁褓，

滋养保护着幼体身康体健。

这是一群无畏的勇者，

试图摆脱对水的依恋。

化石印证了了勇士们的努力，

记录下这一石破天惊的事件。

奇特的原水蝎螈既像蜥蜴又像蝾螈，

小巧的林蜥是现知最早的爬行动物。

西洛仙蜥可能是最早的羊膜动物，

还有古窗龙和齐椎蜥紧随在后面。

四米长的蛇齿龙拥有和巨虫硬刚的实力，

同时也拥有着一项非常特殊的解剖特征。

这种恐怖猎食者出现在石炭纪晚期，

它的头骨和其他爬行动物很不相同。

当别人的眼窝后面都有两对开口，

它们却只开有一对小洞（颞孔）。

这竟然和哺乳动物很像，

其实我们人类也是一样。

来摸摸自己的太阳穴吧，

我们全都归属于合弓纲。

在石炭纪晚期，

陆生动物终于迎来了曙光！

在不久的将来，

它们即将成为世界的霸王！

二叠纪（Permian）3亿～2.5亿（年前）

跨越了约五千万年之光阴，

看古生代在此画上了句号。

英文名源自俄国乌拉尔山，

坐拥着三大世代九个阶段。

下层红砂岩来自陆地，

上层镁灰岩来自海洋。

双层岩层的上下叠加，

这名字真是直接了当。

浩瀚的海洋包围着盘古大陆，

大陆东北是今天的西伯利亚。

那里有经年不息的巨大火山——

喷出的尘埃遮天蔽日，

喷出的熔岩叠成山峦。

温暖的气候孕育勃勃生机，

大自然的造物绚丽而璀璨。

在浅海河口与岛屿暗沙边——

各类珊瑚大量繁殖，

它们构筑礁石。

在海岸河谷与沼泽湖泊中——

蕨类森林层荫叠翠，

它们形成煤炭。

深入到庞大的内陆中去，

气候变得无比炎热干旱。

逼着生物减少对水依赖，

羊膜动物渐渐壮大发展。

在大海中——

菊石、海百合和腕足类依旧兴盛，

三叶虫家族却显得日渐式微。

旋齿鲨显露出骇人的牙齿，

龙鱼轻快穿梭于碧涛之间。

在河流湖泊中——

庞大的引螈藏匿在泥沼中守株待兔，

笠头螈顶着大脑袋小心地四处张望。

已经具备爬行动物特征的中龙，

双列齿兽头骨和下颌化石（刘俊供图）

却厌倦了陆地，

决定重返水中，

从而成为了最早的水生爬行类。

在陆地上——

合弓纲的怪兽是随处可见。

可别忘了！

它们和哺乳动物关系不远。

高挺着巨大背帆的，

是肉食的异齿龙和植食的基龙。

长着两只麒麟臂的，

是成群结队的水龙兽。

还有双列齿兽和珍稀兽，

一起被发现于甘肃的大山口。

青柳黄沙古丝路，

边塞羌笛玉门关。

蜥形纲也演化出了大块头——

面目可憎的盾甲龙身长两米，

悠然自得地啃食着植物根茎。

依仗着一身疙里疙瘩的骨刺，

对于在附近潜伏着的狼蜥兽，

它们根本懒得看上一眼。

然而这繁荣的世界，

最终难免毁于一旦。

超级火山在西伯利亚古陆爆发——

熔岩如奔腾的洪水，

毒烟粉尘蔽日遮天。

在山顶、在海底、在河谷、在平原、

岩浆随心所欲地撕裂地壳，

焚烧着大地，

煮沸了大海。

在惊世骇俗的灾难前，

如彩虹般多样的生命，

竟迎来了命运的终点。

九成的海洋生物，

七成的陆地生物，

以及八成的昆虫，

都在烈焰中烟消云散。

就连六朝元老三叶虫，

也不得幸免。

这是地球历史中最为恐怖的一幕，

我们称之为“西伯利亚玄武岩事件”。

经历过这次最大规模的灭绝之后，

生命的复苏竟然足足要花一亿年。

地球在二叠纪末尾无情地按下了重启建，

几将一切都在中生代的黎明中回归原点。