互动科普

4亿年前

气候：氧气含量高达25%。有的学说认为，臭氧（O3）层也增厚，并削弱了紫外线的照射

人类的祖先：长有下颌的鱼

大陆：劳伦大陆位于赤道附近

登陆后，纤细的植物在水边蔓延 

距今大约4亿年前，欧洲和北美还是连在一起，名为劳伦大陆，位于赤道附近。内陆地区一片荒凉，没有任何生命气息。然而，沿海地区则是另一幅景象：植物繁茂，遍地绿色，充满了无限生机。这些植物没有叶子，只有纤弱的茎，是原始维管植物。维管是植物的一种组织，不仅能吸取水分和营养物质，还能帮助支撑植株，现在的蕨类植物、裸子植物、被子植物都有维管。当时的植物形形色色，各不相同，有的拥有低等的脆弱维管（原始维管植物），有的根本没有维管（苔藓）。

那时，植物的茎部含有能够进行光合作用的叶绿体，所以看上去是绿色的。而茎的顶端有孢子囊（容纳孢子的繁殖器官），因此，这一部分看上去不一定是绿色的。那时的植物最高约60厘米。

植物巧妙解决了站立、防水等问题，土壤也出现了

与动物的登陆一样，植物从水中来到陆地也需要解决各种各样的问题。

首先，植物已经学会了如何生成木质素。木质素是一种广泛存在于植物体内的不易分解、能支撑植株重量的物质。其次，植物还进化出了类似竹子那样中空而轻巧的茎。借助于这些改造，植物得以成功地站立在地面。此外，植物表面还覆盖着角质层（一种蜡），有助于减少水分蒸发，保持湿润。

随着植物不断生长，地表不断被伸入地下寻找水分的根拱开，而枯死的植物又被微生物所分解。这样一来，陆地渐渐被富含有机物的颗粒覆盖，于是就出现了土壤。

植物在距今大约4.7亿年前成功“登陆”

下面，让时光倒流回植物依然生活在海水中的时代。那时候的植物是含有红色素的红藻及带有绿色素的绿藻。其中，绿藻的一支成功登陆，从而获得了更多阳光来进行光合作用。

研究认为，最早登陆的植物最迟是在大约4.7亿年前来到陆地的。科学家在阿根廷的古老地层中发现了可能是苔藓植物孢子的化石。植物的到来让陆地发生了天翻地覆的大变化——从一个毫无生机的荒凉世界变成了大海之外的第二个生命乐园。

5.1亿年前

气候：大体上来说比较温暖

人类祖先：没有下颌的2～3厘米长的鱼类

大陆：分为三个小规模的大陆与冈瓦纳大陆

奇形怪状的生物在大海中旺盛繁衍

距今大约5.1亿年前，海洋中生活着许多奇形怪状的生物，研究认为，这一时代的生物涵盖了几乎所有的现代生物“门”（phylum）。这些生物在大约5.2亿年前几乎是同时突然涌现出来的，可谓生命史上的一大奇迹，因此被称为“寒武纪生命大爆发”。

为什么各种生物群体会在同一时期突然出现呢？一个假说认为，从这一时期开始，生物第一次长出了眼睛，能够很方便地相互看到对方，因此才导致了生命大爆发，这一假说得到了相对广泛的认可。

“很容易看到其他生物”这一看似微不足道的变化却带来了天翻地覆的变化，使得成为捕食者还是猎物的生存竞争变得更加残酷。因此，为了在弱肉强食的竞争中能够存活下来，生物开始快速进化，外形也随之爆炸性地剧变。

结实的肌肉和强健的骨骼（外壳）能帮助生物积极追捕所发现的猎物，或者从天敌的魔爪下迅速逃脱。可以说，寒武纪是具有坚硬外壳的生物群体大爆发的时代。外壳的材质各种各样，有碳酸钙、磷酸钙、二氧化硅、几丁质等。这意味着各个门类的生物是独自演化出外壳的。

（本文发表于《科学世界》2015年第10期）