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342期

【有情天地】

生物多元演化的世界 古生物

寒武紀化石無疑記錄了一個新穎生物圈的崛起,

是過往三十億年演化的巔峰成果,同時大大偏離了既往的走向。

           -安德魯.諾爾《寫給每個人的地球簡史.動物的地球》

四十五億四千四百萬年前,地球誕生。此後歷經五億年以上的漫長歲月,才發展出原始而簡單的生命形態。這些最初的生命,便這樣「載浮載沈」超過三十四億年,終於在五億七千五百萬年前演化成結構分化的複雜多細胞生物。

 

不過,這些多細胞生物的構造仍與日後大多數生物截然不同,牠們幾乎都是固著於海底,等待順著水流而來的養分。或許牠們是大自然的「演化實驗品」,有些物種走向滅絕,其生物特徵永遠淹沒在生命長河裡;部分物種則成功演化成其他新類群,在後繼的「顯生宙」中陸續發展出多彩多姿的生物。

 

顯生宙,顧名思義,就是生命痕跡在地表或地層中顯而易見的時期,包含了有自主移動能力的動物,以及能創造地表土壤的植物,牠們大量出現,並在生命消逝後還能遺留化石,於是古生物學家據此來命名。

 

由於重大地質事件的發生(例如火山爆發、冰河擴張、隕石撞擊等),造成生物主要類群的興衰與消長,顯生宙可分成三大時期:古生代、中生代、新生代。而古生代則又依序分成寒武、奧陶、志留、泥盆、石炭、二疊六紀。

 

在寒武紀時,演化出了所有現存動物的祖先,其中尤以具備堅硬外殼的節肢動物最為興盛,如三葉蟲、奇蝦等,成為當時海洋中的主要生物。而最早的脊索動物,如文昌魚、海口魚也已出現,雖然體形弱小,但牠們選擇了內骨骼的演化趨勢,行動力更靈活。

 

至奧陶紀,地球二氧化碳的含量為今日的十倍,氣候溫暖,海平面高升,無脊椎動物大量繁衍,而披著骨質甲板的甲冑魚類也開始出現。此時適應了乾燥環境的淡水綠藻逐步占領水岸,開啟植物登陸的契機。於是在志留紀時,維管束植物成功扎根陸地,與隨之而來的節肢動物,一起在陸上繁衍生息。 原始的無頜魚類在志留紀時演化出了「頜」(即構成口腔上下部位的骨骼及肌肉組織),使得這些新興的有頜魚類到泥盆紀時取得優勢,成為水中的頂級掠食者,甚至到了泥盆紀晚期,牠們開始爬上陸地,成為陸生四足類的祖先。

 

登上陸地的「魚類」在其後的石炭紀演化成兩棲類,不只占據了陸地,還一步步取得優勢,成為陸上霸主。此時的陸地植物,除了蕨類,早期的裸子植物也開始出現,地表被高大的植物所覆蓋,形成綿密的森林,它們消亡倒地後被埋在地層中形成泥炭,億萬年後轉化成為煤,此即石炭紀命名之緣由。

 

古生代的演化,在二疊紀前期到達另一波高峰,陸上的裸子植物大量繁衍,蘇鐵類、銀杏類也嶄露頭角;昆蟲更加多樣化,而脊椎動物,除了兩棲類以外,爬行類、合弓類(哺乳類的遠祖)都在此時蓬勃發展。不過,在二疊紀至三疊紀之過渡期卻發生了地球有史以來最慘烈的滅絕事件,陸上有百分之七十的脊椎動物、海中則有百分之九十六的生物,相繼消失不見,如三葉蟲。原因可能是超級火山爆發或隕石撞擊等,至今未有定論。

古生代一二事

  1. 寒武紀時的生物演化相當多元,其中有些物種迥異於今日,例如:「歐巴賓海蠍」的頭部長有五顆以眼柄支撐的眼睛;「怪誕蟲」身體為長管狀,具有七至八對的附肢,背上則有與附肢相對應的長棘,難以分辨其頭尾。
     
  2. 地球發生過五次大規模的滅絕事件,其中三次發生在古生代,分別是奧陶紀至志留紀之過渡期、泥盆紀晚期、二疊紀至三疊紀之過渡期。奧陶紀至志留紀之過渡期為排名第二的重大滅絕事件,約有85%的物種滅絕。

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