《大众科学指南:宇宙、生命与万物》:
大约在4.4亿年前,地球上出现了一次大规模的生物灭绝,许多物种死亡。这场灾难在化石记录中是如此明显,以至于被用来标志一个地质时代,即奥陶纪的结束。在化石记录中,这似乎是影响地球上生命的第二大灭绝。这场灾难刚好发生在冈瓦纳古陆(在奥陶纪晚期形成)漂移过南极之时,当时的冈瓦纳古陆部分为冰层所覆盖。
这导致了一个冰川期的形成,而受到影响的则不仅仅是极地区域。只有当热带来的暖水洋流供给被切断,才能在地球的两极形成冰雪堆积,要让这种情形发生,最直接的方法就是让一大块陆地横跨南极或北极。5陆地也为降雪提供了一个附着表面,而不会让雪花落人海洋中融化,冰雪不断堆积,几个世纪过去就形成了冰原和冰川。冰雪有降温作用,将太阳的热量反射出去,使其无法温暖地表,不管是陆地还是海洋。其结果,不仅是极地区域直接受到影响,整个地球都感受到了寒意,全球的气流和气候模式也发生了变化。
对陆地上的生物而言(我们会在后面看到),上述的变化在某个时期会带来严重后果。由于地球变得较冷,海水蒸发量减少,气流变得干燥,空气湿度变小,使陆地上的降雨减少。这些变化对奥陶纪晚期的生物来说无关紧要,因为那时陆地上还没有生物。然而,从那时的海洋生物化石记录中,我们可以清楚地看到,那些曾适应冷水生存条件的物种开始向赤道转移,而那些适应暖水生存条件的物种(它们占据多数)则无处可逃,于是就死亡了。
在这场大灾难之后,生物不仅得以复苏,而且开始向陆地迁移,大陆漂移在这个迁移过程中也起到了部分作用。随着冈瓦纳古陆漂离南极,陆上的冰雪逐渐消融。暖流回到南方的高纬度地区,标志着冰川期的结束。同时(或确切地说有几千万年之差),北极为海洋覆盖,形成今天北美洲、欧洲和亚洲大陆的许多陆地板块散布在地球赤道附近,它们之间隔着浅海,海水不断冲击着海岸。在大约4.4亿年前到3.6亿年前的这个时期(包含了两个地质纪,即志留纪和泥盆纪)内,气候特别温暖,可能是因为大陆漂移造成的火山活动使大气中富含二氧化碳。二氧化碳可截住来自太阳的热量,造成所谓的温室效应,促进生物的繁盛。然而,从我们人类的角度来看,那时环境最重要的特征,是各大陆边缘的海水都很浅,这意味着在涨潮时被海水覆盖的大片区域,在退潮后又裸露出来。
在志留纪,大量的二氧化碳不但为地球带来温暖,还促进了植物的生长。植物通过光合作用吸收二氧化碳,并利用它来形成植物组织。正如萨根(Carl Sagan)在他的经典格言中所说:“树大部分是由空气制造的。”对于许多植物而言,二氧化碳的供应量增加,它们的长势也更好。在志留纪,生长在浅海口及江河三角洲的植物在退潮时会露出水面,这样它们就有枯死的危险,但同时它们也会得到更多的阳光直接照射,而光照正是进行光合作用的另一要素。在为生存而展开的斗争中,那些耐旱植物有着明显的优势,它们可以从拥挤的潮间带向干燥的陆地转移,源源不断地获得阳光。
随着第一批植物登陆,动物也很快随之登陆,原因显而易见,海洋里十分拥挤,而陆地一旦生长出植物,就为动物提供了另一条生存之路。在此有必要停一下,想一想这个问题。生命最成功的形态是那些最善于适应生态环境,而自身又不必做太大改变的物种。当今地球上生活着的许多细菌,与30亿年前地球还年轻时生活的祖先基本相同。它们是了不起的幸存者,是进化的真正成功者。
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