植物的进化

古生代的地球陆地风光，泥盆纪时期（想象图）

随着时间的推移，在寒武纪之前曾束缚着所有生物的单调性慢慢烟消云散。两种不同的生存哲学在原生质中酝酿成型：一种通过植物形式寻找天堂，另一种则通过动物形式做到这一点。因为植物生存所需的化学水平始终比能够运动的动物的要低，所以这两种哲学一种孕育了树木，另一种则孕育了人类。

动植物在饮食问题上早早便分道扬镳。植物继续依赖最初那些养育了所有生物的物质过活，空气、土壤和水为它们提供了充足的气体和液体给养，几乎没有植物向往过比这更好的东西。阳光通过叶绿素，把这些简单的物质转化成复杂的淀粉、糖类和其他植物成分。另一方面，动物很早就厌倦了只有气体和液体的食谱。它们通过互相残杀——但归根结底是通过残杀它们的植物邻居——得到了固体食物。单靠这些固体食物就能满足它们的新胃口了。从那时起，动物一直在从植物界偷窃。要是它们一直诚实面对同伴的话，就不可能像现在这样成功。当然，人类自身的存在也要归功于这种可怕的谋杀和盗窃制度。

动植物之间所有的显著差异都是从食物产生的。不同的食物需要不同的消化和吸收器官，从而形成不同的食性。有些动物长着复杂的消化道，而任何植物都未进化出这样的消化道，因为它们从不需要。由于植物的食物几乎随处可得，所以它们大部分都固定在一个地方。而由于动物不可或缺的固体食物在任何地方都消耗得飞快，所以大多数动物都成了行动敏捷的窃贼。大部分植物吃下的食物在它们身体里变成叶绿素和纤维素，而动物的食物则变成了肌肉和骨头。对生物来说，吃什么就是什么，所以植物被动而原始的饮食习惯让它们始终迟钝而简单，而动物积极而复杂的饮食习惯则让它们对刺激更为敏感，身体结构也更加精细。

在早期的海洋中，简单的细菌和藻类用自己的方式摸索着向更高的阶段前进。它们是水的孩子，最初时完全依靠父母。水给了它们生命的种子，养育它们走向成熟，保护它们对抗最强大的敌人——干燥，水也让它们缺少脊椎的身体漂浮起来。只要停留在水分充足的地方，它们就十分安全，但也绝无进步。而它们中总有些闲不住的家伙，酷爱旅游，去了陌生的地方。结果，这些家伙不仅学会了在盐水和淡水里生存，而且在沼泽、湖泊和潮汐潟湖里也都能生存。在那里，它们听到了土地的欢歌，和动物一样，它们也被迫对此做出回应。

这些植物居住的水域年年遭受旱灾，它们面临着和两栖动物一样的问题，必须武装起来保护自己，才不至于在空气中干燥死亡，保护器官在生命之水回归之前能维持它们的生命。苔藓和苔类植物在现存植物中的位置类似于两栖动物在现存动物中的位置，它们很可能是那些原始植物的幸存后裔。它们的祖先针对周期性干旱不仅强化了自己的身体，而且这种做法也让它们开辟了一条通往旱地之路。

随着早古生代的湖泊或沼泽中的水渐渐蒸发，简单的植物慢慢窒息，但它们死亡的姿态成了植物们迈向卓越的第一步，这种卓越后来在陆生开花植物身上达到了顶峰。这些简单植物的身体和其他所有简单生物一样是柔软的，但成功存活下来的植物长出了小小的肉质突起物，植物用它们穿透潮湿的土壤，去吸收逐渐消失的最后几滴水。太阳在它们头顶上发出灼热的光芒，空气充满酷热。许多植物都不幸枯萎了，但最终有几种植物长出了角质层，来保护自己娇嫩的身体，对抗新环境中令它们枯萎的热气。同时，它们的身体也变硬了，可以支撑自身的重量，而不至于完全垮掉。在空气中，一切生物都必须做到这一点。另外，它们的小根也有所变化，不仅可以从土壤中吸收水分，还可以获取食物。同时，身体的其他部分为了能呼吸空气而不是水，也有所改变。原始植物很早就取得了这些成就，当时它们甚至还没长出足够的木本组织，而后者才能为它们这些成就留下化石记录。

植物到泥盆纪时期才明显地出现在地质记录中，但早古生代的大地上很可能不是完全没有植被。当时的环境和现在一样，对生命十分友好，而今天植物几乎无处不在。不是所有的植物都长在最容易生存的地方。有些会执着于北国的冻原，在干燥的沙漠中挑战死神；有些则无惧阿尔卑斯山顶被风筛出的裂缝，无惧广阔的海洋中翻滚的波浪；就连在地狱般的油井中和人的肠道里也有它们的身影。这种适应性并非一日之功，很可能也不是地球上的任何新情况造成的。毋庸置疑，在植物长出足够强壮的骨骼、能以化石的形式保留下来的多年之前，它们就已经开拓了你能想到的所有栖息地。

蕨类，从古生代一直生存至今的植物

苏格兰莱尼的泥盆纪岩石中保存了许多植物化石，这些化石显示出植物从水生到陆生的过渡过程。它们的茎在地下蜿蜒，在地面上，则高六至八英寸。它们的枝条又平又细，表面上覆了一层角质层，以对抗干燥的空气，原始的小根则从土壤里吸收营养。到古生代结束时，许多陆地都变低了，经常遭受到海洋的冲击。这样一来，广大区域都轮流被海水淹没，后来，河水从高处带来了淡水和废石，把它们变成了半咸水的沼泽。在这些沼泽里，原始的陆生植物迎来了它们的黄金时代。有不计其数的植物世世代代在这里生活和死亡，后来把这里变成了地球上最值钱的煤矿。

泥盆纪植物化石显示了水生植物向陆生植物的过渡阶段

虽然这些森林里的蕨类和类蕨植物还很原始，但它们已经有了许多优点，这些优点后来导致了植物王国的进化。蕨类植物的祖先抛弃了苔藓和苔类植物，就像爬行动物与两栖动物分道扬镳一样。但和爬行动物不同的是，蕨类植物始终没能完全成功地成为陆地公民。但只要是用植物和动物做比较，前者比后者总是要弱一点的。植物是生物家庭里弱小的弟弟，它们的光芒就像月亮：太阳一出来，月光就显得黯淡了。

人们常常用性适应35的成功来衡量人生的成功程度，实际上，这只不过是繁殖与性适应变得密不可分之后获得的一种生存条件而已。无论动物还是植物，它们的进化就算不完全是性适应进步的结果，至少也是与后者同步进行的。植物在性适应上一直不如动物幸运，大概这就是树木比人类低级的原因之一吧（当然，有些树木是出类拔萃的，而很多人则糟透了）。

有些晚古生代的植物极其壮观，但实际上它们结构简单，功能有限。性生活把它们束缚在水中。它们大多数还通过孢子——而不是种子——进行繁殖。直到今天，我们还能在蕨叶的小羽片背面看到孢子，它们只有落在湿地上才会发芽。蕨类植物的孢子长出来的植物看起来一点也不像蕨类。它们只是一些小平叶片，长度不超过四分之一英寸，每片叶子都长有用于繁殖的性器官，能产生卵子和精子细胞。精子细胞成熟时，会利用一切水体游向卵子，让后者受精。每个受精卵都会长成一株有孢子的蕨类，然后它再继续重复这个过程。

因此，所有的孢子植物都包括相互依存的两代植物，其中一代具备性功能，能有性繁殖，另一代则不具备，采用无性繁殖。所有孢子植物的有性阶段都依赖于水。直到古生代结束之后，大部分植物对性阶段才有了足够的控制，摆脱了繁殖过程中对大量水的需求。说到底，煤矿森林里那些壮美的巨人不过都是从海藻到绿荫树进化的中途阶段罢了，对它们而言，前路依旧漫漫。

蕨类是通过孢子来繁殖的。我们能够很轻易地从成熟的蕨类叶子下面看到大量的孢子

无论种族还是个体，生命都是由漂泊在永恒中的瞬间构成的。在上石炭纪的北美洲，蕨类植物进入了它们漫长生命里的光辉岁月，其中一种长成了高耸入云的大树，高度超过60英尺。这样的巨人之所以会出现，是因为它们生活的世界就是最适宜它们的世界。沼泽潮湿温暖，全年气候极少变化，蕨类植物每一天都在生长。它们不像那些生活在气候季节性变化地区的树木，会长出年轮。

它们如今的身体结构比祖先松弛的结构要优越得多。有些蕨类植物体形微小，结构是典型的杂乱无章，而带有孢子的蕨类植物的细胞则与之完全不同。它们的细胞变长了，并连接起来形成管道，这样养料就能更容易地从树根传到树叶，而且整个身体都因而大大增强了。虽然它们的木质还是海绵状的，不如现代树木的木质坚硬，但已经够强大，足以支持60英尺高的躯干的重量，使这些树木密布在森林里，驯服了最凶猛的大风。

古生代的蕨类森林。蕨类植物是进化水平最高的孢子植物，曾经兴盛一时，种类繁多

上石炭纪森林中的蕨类植物并非都是巨人。小树聚集在大树脚下，它们还在大树树干的裂缝里找到避风港。这一时期的大多数植物都长着类蕨植物的叶子，在不久之前，它们还都被认为是真正的蕨类植物。但现在我们已经知道，它们中有一些生产的是种子，而不是孢子，但在所有其他方面，它们都很像蕨类植物。也许这些“种子蕨”就是原始植物与现代植物之间的关联。因为它们的化石遗迹很难与真正的蕨类植物的化石遗迹区别开来，所以科学家还没有发现它们的确切身份。

蕨类植物所有的荣耀都无法与巨大的石松类植物相提并论。这种曾经辉煌的植物如今已经血脉稀薄，它们的后代退化得身材矮小，几乎完全被高大的现代沼泽植物和森林植物所遮蔽。但在整个晚古生代，从没有植物能在种类和高度上超越它们。高大的鳞木像箭头一样直指天空，它们挺拔而修长，高度超过100英尺。在树干顶部，是由许多枝条组成的树冠，上面到处挂着棒状的松果，其中含有孢子体。许多细长的禾草状叶片直接从树干长出来，排列成螺旋状。当树叶脱落时，在树皮上会留下它们标志性的菱形疤痕。每片叶子背面有两排孔，树木用它们来吸收空气中的二氧化碳。在地下，长茎水平分叉，细根向各个方向伸展出去，寻找食物和水。

现存的石松后裔。虽然它们与祖先形态相近，但尺寸相差甚远

封印木。树干粗直，乔木状，常与鳞木和芦木等共同在热带沼泽地区形成森林

和鳞木高度相仿的是封印木，即“密封的树”。有些种类的封印木叶子可以长到三英尺长，但并不排成螺旋状的行列，而是纵向生长在树干上，树冠像个巨大的菠萝。许多封印木又矮又粗，但也有些虽然直径只有六英尺，但高度却达到100英尺。如今，我们所知的已经灭绝的石松类植物品种达到数百种，它们的遗体被压紧之后，变成了现在最有价值的几处煤矿的主体。在这么多年之后，它们还放射着来自天空的热量，而天空却早就变冷了。随着这些热量进入人体，它们也在人类的记忆里占据了一小块空间。因此，比起大多数其他生物，石松的灭绝似乎显得没那么残酷。

巨大的木贼也曾与它们几乎同样威严，它们呈分节的细长的尖状，能长到60到90英尺高。每节都长着一圈叶子，像项圈一样围着树干。它们在整个晚古生代都极其兴盛，但渐渐地越长越小，到今天，它们只能与蕨类和石松一道分担着苟延残喘的耻辱了。

对植物学而言，在任何一片古生代森林里，最好的树都是科达树。它们的高度超过100英尺，树冠由巨剑形的叶子构成，令人炫目。它们的木质和那些比它们更高的树木十分类似，并通过现代的种子传播方式进行繁殖。它们很可能有助于缩小蕨类植物和现代常绿植物之间的差距，但在古生代结束后不久，它们却消失不见了。

科达树化石，发现于纳米比亚。科学家认为，科达树是如今的云杉和冷杉的祖先

在千百万年间，在千万平方英里的土地上，都是这样的树木占据了大地。在它们的广阔领土中，单调的绿海上从未出现过一朵花的身影。只有风儿偶尔欢乐地翻卷起黄色和褐色的孢子尘埃，来驱散丛林中的阴暗和忧郁。在黑暗的深处，既没有鸟儿的啁啾，也没有虫儿发出的鸣叫。只有两栖动物或爬行动物忧郁的牢骚声和落枝的咔嚓声，偶尔会打破长久的沉默。在古生代，大自然还没有学会发出笑声。

不过，这个时代是属于巨大生物的时代。在这个时代里，孕生了我们所熟悉的“无法变好就变大”的哲学。不光是植物，当时的许多昆虫也是巨人。它们的祖先可能是三叶虫，因为它们都长着小脑袋、六条腿、翅膀和用于呼吸空气的10段腹节。这种原始类型昆虫衍生出了很多其他种类的昆虫，后来它们又衍生出了蜻蜓、蜉蝣、蚱蜢、蟋蟀、蟑螂、虱子和甲虫等等。所有这些昆虫都很大。一只上石炭纪的蜻蜓翼展可以达到2.5英尺；巨型蟑螂则长达四英寸，足以让肮脏厨房里的现代子孙惭愧得无地自容。尽管这些动物生活在多汁植物的世界，但它们却都是肉食者。它们彼此相食，也吃那些同样尝试在陆地上生活的较小的无脊椎动物。而它们自己又变成了嗜血的蝎子、蜘蛛和千足虫的食物。后者要么住在地面上，要么住在森林地表上腐烂的原木当中。

石炭纪的蜻蜓化石，翼展达75cm

在生命史上，连接低等生物与高等生物之间的桥梁，通常要么模糊不清，要么尚未被人知晓，但晚古生代的森林显然是这条规则的例外。它们的动植物几乎都是普遍的过渡类型。它们的荣耀展现了有史以来生物界最怪异的组合。今天，它们几乎已经完全销声匿迹，只留下了一些化石记录。

如果这些动植物不是生活在酝酿巨变的时代，它们当中的很多生物可能会充满尊严地一路走到今天。遗憾的是，尘世的天堂永远只是暂时的天堂。到古生代结束时，对生命极其友好的环境已经不复存在。很多生物因此消失了，其他许多生物的数目也都不幸地大量减少。在能够理解生物命运的风云变幻之前，我们必须深入到地球内部，去采访地下世界的霸主，正是它们在漫长的时光里改变了地表上所有生物的命运。