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第4章 属子三叶虫的地球(1)

元古代的生物

前面的章节中,介绍了地球上最原始的生命,下面正式探讨动物进化史。

动物进化史是一门深奥的学问,为了使这门学问更加清晰明了,首先需要介绍一下地球的地

质年代的划分。地球的地质年代最大的一级称之为“宙”。就目前的地球历史而言,可分为隐生宙和显生宙,地球上一切生物所处的“宙”都是显生宙。

显生宙又可分为五个“代”,分别是太古代、远古代、古生代、中生代和新生代。

晦一个“代”还可划分为若干‘‘纪”,“纪”又可划分为若干“世”。举例来说, “冰川时代”的准确发生时间应该是“显生宙——新生代——第四纪——更新世——冰河期”。

下面就依据地球的地质年代,由远而近地探讨动物进化史。

地球上最古老的地质年代是隐生宙太古代。由于太古代和远古代没有明确的划分界限,因此通常将两者统称为“前古生代”。

太古代和元古代是由美国人洛冈于1863年命名的,分别是指生物界太古老和生物界次古老。

太古代之初,地球尚不稳定。地球上的陆地支离破碎,时不时就会发生强烈地震和火山喷发。这一时期的地球,四处岩浆横流,环境如现在的金星一样恶劣。此外,受到地震和火山灾害的影响,地球的空气中烟雾弥漫,多是含氧量几乎为零的硫磺气体。

众所周知,氧气是大多数生物维持生命所必备的物质条件。试想,在含氧量几乎为零的环境中,怎么可能产生生物呢?

好在,地球距离太阳较远,且自转周期合理,随着地球表面的不断冷却和水气的增加,大地上出现了大量的水资源,这就为生命的形成奠定了基础。

随着时间的推移,大约39亿年前,地球上出现了生命之源——海洋。那时的海洋,几乎全部是淡水。大量有机物被雨水卷入了海洋中,在太阳和地球的物理作用影响下,一些有机物转化成原始蛋白质。

在随后的几亿年中,海洋中的原始蛋白质进一步转化,变得越来越复杂,终于在34亿年前形成了原始生命。

在太古代中期,被海洋占据的地球已经裸露出部分陆地,如我国的华北大部、东北部分地区和新疆西部的部分地区,劳亚古陆(包括现在的北美、东欧和西伯利亚)、冈瓦纳古陆(包括现在的非洲、印度、澳洲、南美和南极洲)等原始大陆初步形成。不过,这些原始大陆就像现在的许多大陆一样被汪洋大海所分隔,彼此并不相连。

当时间的脚步从太古代前行到元古代,地球的陆地上并没有发生多大的变化,一样是地震频繁、火山四溢,一样是广袤贫瘠、寸草不生。

然而,在深邃碧蓝的海洋中,却发生了翻天覆地的变化。此时的海洋,正进行着一场大爆炸式的生物进化,一些原始生命已经演化为蓝藻等单细胞生物。

蓝藻的出现,使得地球上空气中的含氧量逐渐增加,为更加高等的生物的诞生创造了条件。

远古代末期的震旦纪时期,始于约19亿年前,止于约61亿年,称之为藻类时代。这一时期的藻类生物,如同蹲在起跑线上准备冲刺的运动员,去迎来生命的辉煌!

由于远古代距离人类异常遥远,所以我们无法重现当时地球上的具体状况,但经过考证,大致可以勾勒出这样一幅景象:在茫茫无际的海面上,漂浮着一团团的蓝绿藻丝,在海风的吹拂下,准备展开新的生命进化。

现如今,在深不可测的海底中,仍然保留着远古代时期的馒头状藻类叠层石和卵形的藻灰质结核。

元古代时期的地层在我国分布较广,因此我国很多地区富含藻类化石积累而成的岩层。

在今天,这种岩层可以加工成建筑材料,如北京人民大会堂光彩夺目的石柱、南京长江大桥头堡照耀如镜的墙壁,都是用产自8亿年前的藻类化石岩层做成的。

元古代早期,海洋中最常见的生物是蓝绿藻。蓝绿澡多以群体方式生活,因此在漫长的岁月更迭中,很多蓝绿藻化石形成了巨大的锥状叠层石和简单、连续分枝的直柱叠层石。

元古代中期,海洋生物依然以蓝绿藻为主,但这时的藻类更为多样化,藻丝的结构也更为复杂,有的呈单列,有的呈多列。

元古代中期的藻类化石一样会形成各种形状的叠层石,如光滑的石柱状叠层石、分枝块柱状叠层石。

元古代末期是藻类大繁盛时期,出现了前管孔藻、多管藻、红藻、放射线藻等多种藻类,其中红藻的数量是最为庞大的。这一时期的藻类化石出现了明显的钙化现象,化石表面由致密放射状排列的线体组成,这对追溯红藻的起源具有重大意义。元古代末期的蓝绿藻仍然比较繁盛,它们一般呈球形,两三个群体被同一层衣鞘包裹着。

元古代结束后,隐生宙随之结束,下面开始进入显生宙时代。

显生宙是地球历史上第二个“宙”,当海洋中的低等植物演变成有壳的无脊椎动物时,地球便从隐生宙过渡到了显生宙。

显生宙始于距今约6亿年前,从字面上可以看出,显生宙是各类生物空前活跃的时代。显生宙开始后,生物依旧遵循着从低级演化为高级的规律,无脊椎动物演化为脊椎动物,脊椎动物又演化出更高级的种群,从鱼类、两栖类、爬行类、哺乳类到人类,此衰彼兴,依次扮演着地球止的主角。

由于显生宙与现在的相距年代没有隐生宙那么久远,加之大量的生物化石得以保存至今,所以人类对显生宙的认识要比隐生宙多得多。

生命爆发时代

下面开始介绍显生宙古生代的第一个时期,生命的爆发——寒武纪。

寒武纪的名称是这样来的。1936年,考古学家赛德维克在英国西部的威尔士山一带进行研究,由于威尔士山曾被称为寒武山,因此赛德维克便将威尔士山所处的地质时期称为寒武纪。

寒武纪时期的地球陆地上一片荒凉,基本找不到任何高等陆生生物的遗迹。只有在潮湿的低地,生活着低级的苔藓和地衣类植物,但它们没有根部和纤维组织,很难蔓生到干燥地区。

不过,海洋中却出现了多种多样的无脊椎动物。这些动物隐伏在各类海藻中,以微小的有机物为食,共同生育繁殖。由于这个时期尚未出现能够伤害这些动物的天敌,所以它们在和平的海洋中自由自在地生活着。

海洋中最早出现的动物是什么呢?1946年,在距今6亿多年前的岩石中,一位科学家发现了一些奇怪的浅碟形古生物化石。从那以后,各类奇形怪状的古生物化石相继在世界各地被发现,科学家将这类生物命名为“文德动物”,这就是最早的动物。

三叶虫崛起

大,尾部短小,如小遇仙寺虫。寒武纪中期的三叶虫,一般头尾大小相等’尾部生长着棘刺,如德氏虫、叉尾虫。

寒武纪末期的三叶虫,一般头尾多是光滑圆浑的。

三叶虫的身体分为头、胸、尾三部分,虫体的背甲正中突起,被两条纵沟分成左、中、右三叶,它的名字就是这么来的。

由于三叶虫拥有坚硬的背甲,所以容易在漫长的岁月中保存为化石。这种动物早已灭绝,我们对它们的了解全是从化石中得来的。

300多年前的明朝崇祯年间,在山东泰安大汶口石头里,一个名叫张华东的人发现了一种“怪物”。这种怪物的外形很像展开翅膀的蝙蝠,于是张华东就将这种石头称作“蝙蝠石”。

时光延续到20世纪20年代,我国的古生物学家对“蝙蝠石”进行了科学研究,发现“蝙蝠石”原来是某种三叶虫的尾部化石。

我国出土的三叶虫化石不但数量多,而且种类全,仅在寒武纪的早期地质岩层中就出土了200多个三叶虫化石。比如,山东泰安盛产的“燕子石”,就是大量三叶虫死后堆积形成的化石。这些化石很像纷纷欲飞的燕子,实际上那是一种长着尾刺的三叶虫。

在国外,也早就有人发现过三叶虫化石。1698年,一个名叫鲁德的人发现了一种头部长着三个圆瘤的三叶虫化石,并将之命名为“三瘤虫”。

目前世界各地所发现的三叶虫化石,主要有三种类型的保存状态:

1.化石基本上头、胸、尾肢解分离,但是不同的部分 三叶虫复原图基本上保存于同一层面,相互之间的距离不远。

2.化石同样头、胸、尾肢解分离,但是不像上述的密集于层面的状态,却分散保存于泥岩层内。

3.三叶虫化石完整保存于泥岩层内。

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