今天生活在陆地上的我们,总会把“四足动物登陆”视为生命演化史上的伟大事件,毕竟没有它们上陆发展,就不会有后来的恐龙、鸟类、哺乳动物,更不会有我们人类。而“登陆先锋”这顶桂冠,自从19世纪以来,就常常被放在了一种貌不惊人的古生物——鱼石螈头上。
鱼石螈生活在距今3.67亿年前~3.6亿年前的泥盆纪晚期,它们的模样、体型都有点像今天的大鲵:体长约1~1.5米,有硕大的脑袋、短小却完整的四肢,以及拖在身后的长尾巴。根据化石显示的骨骼结构,鱼石螈应该是用肺呼吸的。尽管后来也发现了3.75亿年前、长有肉鳍和肺部的“提塔利克鱼”,但它们的肉鳍没有完整的四肢骨骼,而且仍主要用鳃呼吸,不算真正的“四足动物”。
然而对于这个“先进典型”,一直有古生物学家心存疑虑。泥盆纪被称为“鱼类的时代”,鱼石螈是不是太超前了呢?100多年来,从欧洲西部、格陵兰到北美大陆,都发现了鱼石螈的化石,这些地方在泥盆纪都是同一块大陆。根据这些丰富的化石材料,如今古生物学家可以用计算机技术,精确模拟鱼石螈的四肢运动方式。结果发现,它们在岸上几乎寸步难行!
原来,鱼石螈虽有真正的四肢,但四肢结构还比较原始,无力把身体推离地面,做出关节弯曲、向前爬行的动作也很费力。尤其是它们的后肢又短又弱,上岸的话真的会“拖后腿”,基本没啥用。另外鱼石螈的尾椎也像鱼一样是侧扁的,如果在岸上爬行太久,非磨得遍体鳞伤不可。
不过也不能说,鱼石螈不会上岸。它们的前肢、脊柱和肋骨都比较强壮有力,足够在岸上支撑身体,可以用前肢拖着身子勉强往前爬;此外与头骨相连的几节脊椎,也变得比鱼类更加灵活,成了最早的“脖子”。如果它们一辈子生活在水里的话,是不会演化出这些骨骼结构的。
目前来看,鱼石螈和同一时期的原始两栖动物,仍处于从鱼类向两栖类的过渡阶段。
它们平时主要生活在水中,比今天的鳄鱼、海鬣蜥等更依赖水,却也有了一定的上岸活动能力。陆地对它们来说,要么是提供食物的浅滩(比如陆上的植物残渣、被冲上岸的腐尸),要么是在干旱时期,需要被迫爬上陆地,努力向附近其他水源转移。除此之外,鱼石螈们还是待在水里更自由自在,发达的前肢在水中也能帮助划水,比用来走路方便多了。当然,它们的幼体和今天的两栖动物一样,应该都是在水里生活、用鳃呼吸的。
正是从这种有限的陆地活动能力开始,鱼石螈们在水陆之间开拓出了一片新的生存领域,为后来的两栖动物、乃至所有陆生脊椎动物的演化迈出了关键一步。哪怕在岸上挫了点,“登陆先锋”的称号也算当之无愧。只不过按照一般演化规律,个头这么大的鱼石螈,不可能是后来爬行动物、哺乳动物以及今天我们人类的直系祖先。
实际上,把鱼石螈一族捧为登陆先锋,主要还是出于我们的“脊椎动物本位”心理。早在泥盆纪的前一个纪元——志留纪,类似蝎子、蜘蛛和蜈蚣的节肢动物就已经在陆地上生活了,比鱼石螈们早了5000~6000万年。而动物能在陆地上生存,也离不开植物的支持,裸蕨、石松这些最早登陆的植物也是在志留纪出现的。而真正“深藏功与名”的登陆老前辈,还得说是那些单细胞藻类甚至原始细菌吧……
早先的生物学课本,还把“从水生到陆生”作为生物进化的基本规律之一,今天看来也有失偏颇。一部分水生动物上岸发展,只是演化的一个方向而已,且不说还有鱼龙、海龟、鲸类这些返回水中生活的呢。
尽管陆地上复杂的环境、多变的气候,确实比相对稳定的水体环境更能刺激生物演化,但如今脊椎动物中种类最多的仍是鱼类,全世界的硬骨鱼和软骨鱼约有3.2万种,超过两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类的总和;全球大气中的氧气,也有近90%来自海洋藻类,陆地植物的贡献只占一小部分。生命在陆地上奋斗了几亿年,从某种意义上依然是“非主流”啊!