书城科普动物进化史
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第8章 登陆(1)

最初的陆地动物

前面的章节讲述了古生代中期鱼类是怎样统治海洋的,接下来要将范围扩大,从海洋延展到陆地,去探索最初的陆地动物。

在古生代中期以前,地球陆地上是没有动物的,植物和昆虫是最早生活在陆地上的生物。

志留纪早期,陆地基本被植物和虫类占据。在枝繁叶茂的森林、草丛中,随处可见活蹦乱跳的虫类。蠕虫、蚱蜢等虫类以植物为食,而蜘蛛、蝎子等虫类则以植食性虫类为食。

由此可见,植物是陆地上虫类赖以生存的必备生物,那么,植物是如何出现在陆地上的呢?原来,一些海洋生物,如藻类,通过光合作用不断释放出氧气,使地球大气圈中的含氧量逐步增加,最后形成能够吸收大部分紫外线的臭氧层,给地球上的生物增加了一层天然的防护罩,这就为古生代植物从海洋登陆创造了条件。

当一部分海洋植物登陆后,陆地上肥沃的土壤为它们提供了得天独厚的繁殖条件,从而使它们迅速繁衍,并演化成各种各样的种类。

大面积的植物在陆地上扎稳根基后,为虫类的生存创造了条件。可以说,植物和虫类是迄今居住在地球上的最成功的生物。

在这里有一个问题,在一些动物不能生存的地方,为什么昆虫却能顽强地存活下来呢?原来,大部分昆虫都有坚硬的外壳,可以保护它们免受外界的伤害,同时可以保护它们在干旱少雨的季节不被千死。此外,昆虫的繁殖能力特别强,一次可以产下几百只甚至几千只卵,即使在最危险或最恶劣的环境里,有些卵也可以正常孵化长大,继续繁衍后代。

两栖动物始登陆

植物和昆虫在陆地上生息繁衍了很长时间,直到4000万年后,两栖动物才从海洋登上陆地。

两栖动物刚刚登上陆地的时候,对陆地环境不太适应,只能停留片刻便要回到水中。伴随着长期的登陆活动,两栖动物终于适应了陆地环境。陆地上的植物和昆虫为两栖类提供了充足的食物,加之当时没有其他类型的动目前发现的两栖动物共有4000余种,根据它们的形态分为三大目。

无足目:身体细长,呈蠕虫状或蚯蚓状,没有四肢,尾巴很短或者无尾,嗅觉灵敏,听觉退化。主要代表为鱼螈。

有尾目:身体呈圆筒状,四肢较短,生有侧扁的长尾。主要代表有大鲵。

无尾目:身体短宽,四肢较长,幼体为蝌蚪,长有尾巴,成体则没有尾巴。主要代表有青蛙。

关于两栖动物的进化就说到这里,下面来看一看志留纪和泥盆纪时期一些比较常见的动物。

栅鱼,其化石产地为亚洲、欧洲和北美洲,生活于距今4.38亿~3.9亿年前,约体长7.5厘米,它看起来像小鲨鱼,体表覆盖坚硬的鳞片,背腹部生长着尖利的棘刺和鳍。

蜂巢珊瑚,其化石产地为欧洲、美国、澳大利亚和东南亚地区,生活于距今4.42亿~3.86亿年前,体长约1.5毫米,但可以组成直径1.5~1.8米的大型群落。这种珊瑚与现代珊瑚一样也形成珊瑚礁,其中有些种类形成大的石灰岩穹隆,另一些种类则形成枝状物质。

圆角石,其化石产地为捷克共和国,生活于距今4.6亿~4.25亿年前,体长约15厘米,是一种海生鹦鹉螺类,具有弯曲的管状壳。

目前发现的两栖动物共有4000余种,根据它们的形态分为三大目。

无足目:身体细长,呈蠕虫状或蚯蚓状,没有四肢,尾巴很短或者无尾,嗅觉灵敏,听觉退化。主要代表为鱼螈。

有尾目:身体呈圆筒状,四肢较短,生有侧扁的长尾。主要代表有大鲵。

无尾目:身体短宽,四肢较长,幼体为蝌蚪,长有尾巴,成体则没有尾巴。主要代表有青蛙。

关于两栖动物的进化就说到这里,下面来看一看志留纪和泥盆纪时期一些比较常见的动物。

栅鱼,其化石产地为亚洲、欧洲和北美洲,生活于距今4.38亿~3.9亿年前,约体长7.5厘米,它看起来像小鲨鱼,体表覆盖坚硬的鳞片,背腹部生长着尖利的棘刺和鳍。

蜂巢珊瑚,其化石产地为欧洲、美国、澳大利亚和东南亚地区,生活于距今4.42亿~3.86亿年前,体长约1.5毫米,但可以组成直径1.5~1.8米的大型群落。这种珊瑚与现代珊瑚一样也形成珊瑚礁,其中有些种类形成大的石灰岩穹隆,另一些种类则形成枝状物质。

圆角石,其化石产地为捷克共和国,生活于距今4.6亿~4.25亿年前,体长约15厘米,是一种海生鹦鹉螺类,具有弯曲的管状壳。

目前发现的两栖动物共有4000余种,根据它们的形态分为三大目。

无足目:身体细长,呈蠕虫状或蚯蚓状,没有四肢,尾巴很短或者无尾,嗅觉灵敏,听觉退化。主要代表为鱼螈。

有尾目:身体呈圆筒状,四肢较短,生有侧扁的长尾。主要代表有大鲵。

无尾目:身体短宽,四肢较长,幼体为蝌蚪,长有尾巴,成体则没有尾巴。主要代表有青蛙。

关于两栖动物的进化就说到这里,下面来看一看志留纪和泥盆纪时期一些比较常见的动物。

栅鱼,其化石产地为亚洲、欧洲和北美洲,生活于距今4.38亿~3.9亿年前,约体长7.5厘米,它看起来像小鲨鱼,体表覆盖坚硬的鳞片,背腹部生长着尖利的棘刺和鳍。

蜂巢珊瑚,其化石产地为欧洲、美国、澳大利亚和东南亚地区,生活于距今4.42亿~3.86亿年前,体长约1.5毫米,但可以组成直径1.5~1.8米的大型群落。这种珊瑚与现代珊瑚一样也形成珊瑚礁,其中有些种类形成大的石灰岩穹隆,另一些种类则形成枝状物质。

圆角石,其化石产地为捷克共和国,生活于距今4.6亿~4.25亿年前,体长约15厘米,是一种海生鹦鹉螺类,具有弯曲的管状壳。

了巨大影响,如地球北方大陆形成了温暖潮湿的聚煤区,而冈瓦纳大陆则形成了寒冷的冰川沉积环境。地球气候的分带变化,促进了动、植物地理分区的形成。

在各种变化的影响下,地球上的陆地生物进入了飞跃发展阶段,而海洋中的水生无脊椎动物也发生了明显地更新。

与泥盆纪相比,石炭纪的海生腕足动物在类群上明显减少,但在整体数量上依然占海洋生物的主导地位;海生头足类动物则以菊石迅速发展为主。

石炭纪海生动物中,最为显著的变化是无脊椎动物中的蜒类成为最重要的类群。

在石炭纪晚期,海生脊椎动物迈出了演化史上尤为重要的一步,它们逐渐摆脱了对水的依赖,开始向更加广阔的生态领域——陆地进行发展,如北美宾夕法尼亚地区的林蜥就演化成了两栖生物。

由于石炭纪出现了茂密的植被,为陆地生物提供了广阔的发展空间,所以蟑螂类和蜻蜒类开始异军突起,占据了主导地位。值得一提的是,当时的蜻蜒类生物尤为壮大,它们不但数量繁多,而且形体巨大,有些蜻蜓两翅张开后可达70厘米。

昆虫的飞行进化史

蜻蜒是一种常见的昆虫,它们的幼虫在水中发育,长大后则成为陆地上的“飞行员”。下面来介绍昆虫的“飞行进化史”。

昆虫早在泥盆纪时期就已经出现,但那时的昆虫并没有长出翅膀,只能在陆地上爬行。直到石炭纪早期,昆虫中的某些种类演化出了翅膀,才得以在天空中飞翔,成为最早的地球“飞行员”。

那么,昆虫是如何演化出翅膀的呢,又是出于什么原因演化出了翅膀呢?这两个问题要细细说来。

考古学家研究原始昆虫化石发现了一个有趣的现象,某些原始昆虫根本没有翅膀,但它们的腹足却退化为残存的腹部附器。从这一特征分析来看,昆虫应该是受到地面活动的局限,才进而向空中活动发展,以求获得更广阔的生存空间,因而,昆虫演化出了翅膀。

石炭纪早期,地球的陆地上生长出了高大的植物,乔木型蕨类就是最为突出的一类,包括鳞木、封印木、芦木等,它们繁殖迅速,很快就覆盖了大部分陆地。

在这些树木形成的森林中,生活着各种各样的无翅类昆虫。为了生存,昆虫们常常爬到树上,去吃那些细枝嫩叶。

当时的地球经常出现大风天气,爬到树上的昆虫往往被大风吹落,不但不能顺利地吃到树木的细枝嫩叶,甚至会命丧黄泉。

在这种环境中,有些昆虫为了抵御大风的侵袭,它们的身体背面发生了突变,形成了外突的角质膜。久而久之,这类昆虫就可以轻松地在森林中进行滑翔飘移。这样一来,它们既能顺利地觅食,又能逃避天敌的侵害,生存的几率得到了很大的提高,成为昆虫中的优势群体。

经过长期地演化,这类昆虫不断变异,胸部背侧的外突角质膜更加发达,并在角质膜基部长出了关节,最后终于形成了适合于飞翔的原始翅膀,成为真正的“飞行员”。

随着时间的推移,演化出翅膀的昆虫成为主导者,而那些没有翅膀的昆虫则逐渐被淘汰,最终走向灭亡。到了二叠纪时期,昆虫更是发生了飞跃进化,大多数昆虫都演化出了翅膀。