当你驻足于广袤无垠的草原,或徜徉在郁郁葱葱的森林中,是否想过:这些绿意盎然的植物是从哪里来的?这可不是一个简单问题。
故事要从很久很久以前开始说起:随着志留纪的结束,“早古生代”也退出历史舞台了,“晚古生代”的泥盆纪上场了。泥盆纪这个名称源自英国南部的德文郡,因为最早受到研究的泥盆纪遗迹,是来自那里。这个时期从4亿1500万年前开始,延续了5500万年,是志留纪的两倍长。
植物登陆
而植物进入泥盆纪之后没多久,便开始活跃起来。如今植物为了生存必须努力争取一席之地,但在4亿年前的泥盆纪,地球上有许多空间供它们伸展。每一种植物都可派出尖兵,尽其所能占地为王。大地看起来就像一块巨大的拼布,每一块花色就是一种植物。这里的植物大多很矮小,真正的树要到泥盆纪晚期才会演化出来,立有方尖碑的公园还远在4亿年后。
虫子也变多了……
苔藓虫
在这些新生的植物底下,则有好多新生的虫子在乱爬。蜈蚣、马陆、螨和角怖目蜘蛛早在志留纪时期就出现了,现在又多出了跳虫(昆虫的亲戚,也是六只脚)和盲蛛,以及目前已知最古老的真正的昆虫——莱尼虫。莱尼虫是目前已知最古老的昆虫。只有头部化石保留下来,所以我们无法得知它身体的模样。
土壤的诞生
植物一旦竭尽所能往外扩张,就会开始撞上彼此,然后互相抢夺阳光及传播孢子的好地点。结果呢?植物演化出坚挺的主干,逐渐往上拔高,并且发展出原始的叶子,以吸收更多的阳光。
在泥盆纪中期的美国纽约州,当时那里已经有大灌木甚至乔木存在,它们有更长的根来固定植物体,也能吸收到足够的水分和矿物质。更深的根和更大的植物就代表大量的泥土──更正确的说法是土壤──开始在地面上积累。
泥盆纪时期的陆地森林
我们现在觉得土壤的存在理所当然,不过在植物变多以前,地球上几乎没有土壤。植物内含酸性物质,能够将小块的岩石分解成越来越细碎的物质,这些物质和有机物质(死掉的植物,以及能够分解植物体的真菌、细菌和动物)混合在一起后,就形成了土壤。土壤反过来又供养出长得更好的植物,然后再靠它们制造出更多的土壤,如此循环下去,地球就变得越来越绿。
更大、更多样的虫子
广翅鲎
虫子在这段时间也演化得越来越大,而且越来越多样。蜘蛛和蜈蚣在改良的新植物底下钻来钻去,捕食其他虫子;其他虫子则吃腐烂的植物。由于新鲜的植物又硬又难消化,所以大多数虫子无福消受,只能等土壤里的细菌和真菌把植物分解,它们才能食用。这些专吃腐烂植物的虫子包括马陆、螨和跳虫,可能也包括蠕虫(这是推测,因为蠕虫无法形成化石)。
最早的森林
与此同时,陆地上一种名叫古蕨的高大植物造就了地球上最早的森林。古蕨的根部可以深入土壤,并有坚硬的木质主干,就像松树的树干一样。另一方面,它的叶子长得像蕨类,而且也和蕨类一样,通过孢子繁殖──一种不折不扣的奇怪混合体!不管它是不是混合体,它都在泥盆纪晚期的大部分时间里取得了压倒性的胜利。从热带地区一路到相当寒冷的区域,都是它生长的范围。这种植物和其他孢子植物一样,总是立足于离水不远的地方,因为孢子植物需要潮湿的环境才能繁殖。在争取阳光的战争中,古蕨轻而易举就赢得了胜利。这是因为它长得比其他竞争对手都高大,也因为它的叶片能够形成浓密的树荫。
泥盆纪森林复原图
不仅如此,古蕨还经常落叶,借机把其他企图冒出头来的植物闷死。多亏了古蕨的遮荫和落叶,以及可以牢牢抓住东西的长根,森林里的土壤才变得又厚又湿。
繁茂的古蕨后来盛极而衰,在泥盆纪即将结束时终于完全消失。原因是什么?没有人知道。不管怎样,未来属于这一群后起之秀:能够制造种子的植物。而在泥盆纪,有些植物开始渐渐舍弃孢子,转为制造种子。这些新生的种子植物能够在各种环境中生存,包括孢子植物无法适应的地方。
吃垃圾的虫
林荫浓密的泥盆纪森林里,地上铺着厚厚的落叶层,正是虫子的天堂。当时的许多虫子长得就像今天森林里的小虫一样,其中的捕食者包括蝎子、蜘蛛和蜈蚣(蝎子,原本生活在水里,直到泥盆纪才开始出现在陆地上。
在四足动物出现之前,它们是陆地上最大的捕食者),它们全都津津有味地嚼食其他虫子,例如马陆、跳虫、螨和昆虫等等。吃素的虫子则大多继续吃着大自然的垃圾,也就是腐烂的植物和真菌。但有些虫子显然已能钻入植物的茎内吸取汁液,有些可能专吃孢子或花粉。
会飞的昆虫似乎直到石炭纪才留下化石,它们可能在泥盆纪晚期就已经出现了,只是我们无法确定……想知道更多精彩,请点击下方二维码,关注“少儿科普美国国家地理”微信公众号,小编将带你穿越回史前,继续领略那时候生物的风采!
(图片来源于网络)
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文章选自美国国家地理《那时候系列丛书》
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