萊伊爾26和達(dá)爾文把地質(zhì)記錄看成是粗心的歷史學(xué)家用一種不斷變化的方言寫成的歷史。這部史書我們只有一卷，這一卷只講了地球一部分區(qū)域的歷史，而其中更是只有寥寥幾章被保存下來，每頁上只有幾行字。地球的巖石記錄就像它的居民一樣稀里糊涂，一樣受過嚴(yán)重傷害。

據(jù)研究這可能是世界上最古老的化石，發(fā)現(xiàn)于澳大利亞，距今約35億年

在過去的歲月里，大陸反復(fù)升高又反復(fù)被侵蝕。數(shù)不勝數(shù)的百萬噸級巖石碎片和數(shù)百萬種生物都被埋進(jìn)海溝深處，它們很可能永遠(yuǎn)被埋在那里，永遠(yuǎn)不會(huì)被人類發(fā)現(xiàn)。另外，地球上肯定生存過無數(shù)動(dòng)植物，但命運(yùn)甚至無法滿足它們最卑微的不朽愿望——保留骨骼。很多過去的生物沒有骨骼，只是一團(tuán)容易腐爛的肉而已。當(dāng)生命逝去時(shí)，腐敗就降臨了，時(shí)光不僅吞噬了它們的身體，也抹殺了它們曾存在過的記錄。就算是那些身體長有抗腐蝕的堅(jiān)硬部分的生物，也只有少數(shù)躲過了腐敗對外殼、骨骼和原生質(zhì)的侵蝕，更何況很多幸免于被腐蝕的生物后來在地球的翻滾中被摧毀了。

能留下過去的化石遺跡是極其罕見的偶然事件，這使得生命之書里失落的書頁遠(yuǎn)不如留下來的重要。每年，我們都會(huì)發(fā)現(xiàn)新的化石，證明我們對現(xiàn)有的化石記錄還遠(yuǎn)沒有研究透徹。其中最值得注意的一點(diǎn)可能是：盡管大自然里最簡單的事物表面上看起來無比復(fù)雜，但科學(xué)已經(jīng)大為進(jìn)步，可以把地球歷史這團(tuán)亂麻理出一個(gè)頭緒了。

盡管我們對太古宙和元古宙的了解支離破碎，但比起對隨后時(shí)代的了解，已經(jīng)算是極為豐富了。元古宙行將結(jié)束之時(shí)，整個(gè)地球上大陸的海拔都被抬升得很高。它們承受了后世漫長歲月的侵蝕磨損，一直屹立到今天。當(dāng)時(shí)的動(dòng)植物沒有留下任何化石記錄，所有不愿意被風(fēng)吹雨打侵蝕的巖石都被河流沖進(jìn)了海溝深處，一起被沖走的還有所有生物的外殼和骨頭，當(dāng)時(shí)，它們有些可能生活在陸地上的湖里或溪流中，還有些肯定生活在海岸線上。它們是古往今來沉沒到海洋里的寶藏中最有價(jià)值的一批。

哈得孫灣衛(wèi)星圖。大陸被侵蝕到海拔足夠低后，淺海便悄悄潛入陸地

人們所想象的古生代海洋。古生代世界物種空前繁榮，相繼出現(xiàn)低等魚類、古兩棲類、古爬行類動(dòng)物。古植物以海生藻類為主

于是，當(dāng)一部分大陸被侵蝕到海拔足夠低之后，淺海便悄悄潛入陸地，這些淺海和今天的哈得孫灣27頗為相似，它們還帶來了一大批奇怪的生物。我們對海洋最初侵入的區(qū)域以及它們開始侵入的方式一無所知，但海水從北到南涌進(jìn)了現(xiàn)在被落基山脈和阿巴拉契亞高地占據(jù)的地方，然后積滿了北美的低洼地區(qū)。它們慢慢占據(jù)了一部分內(nèi)陸盆地，所到之處蜂擁著各種生物，這些生物的外殼被埋在沙地和泥土里，后來這些沙土變干結(jié)塊，形成了堅(jiān)固的巖石。

這些沉積地層與它們下方的元古宙地層形成了鮮明對比。相對而言，它們的裂縫和扭曲更少，因?yàn)榈厍蚪K于擺脫了早期的激烈動(dòng)蕩，并獲得了平靜。新地層中到處都有大量化石遺跡存在，這成了區(qū)分新舊巖石層的標(biāo)志。事實(shí)上，隨著海洋的入侵，一個(gè)新紀(jì)元——古生代28——也開始了，在這個(gè)時(shí)代里地球?qū)ι苡押茫苍谶@個(gè)時(shí)代里贏得了一些最重要的勝利。

古生代的一種蕨類化石。早古生代的植物化石保存下來的極為稀少，那時(shí)的植物都缺少木質(zhì)組織

實(shí)際上，在元古宙和古生代之間那段失落的黑暗年代里，生命已經(jīng)獲得了許多優(yōu)勢。在某處不知名的海洋里，海水用海藻和蠕蟲貧瘠的身體變出精妙的魔術(shù)。在那些未知的時(shí)代里——除了靠推測之外，那些時(shí)代很可能將永遠(yuǎn)保持未知——?jiǎng)偝霈F(xiàn)不久的簡單生物已經(jīng)培養(yǎng)出了許多新品種，其多樣性幾乎可以與今天的海洋生物相比較。后來的時(shí)代里留下的證據(jù)清楚表明，只有無法想象的漫長時(shí)光才能造就這樣的多樣性。它們是如何出現(xiàn)、又是通過什么方式完成的，目前依舊是進(jìn)化史上的一個(gè)不解之謎。

植物化石在早古生代水域的沉積地層中十分罕見，這可能是由于很多原始植物無疑十分簡單，缺少木質(zhì)組織，因此無法保存下來。但由于植物在所有動(dòng)物生命中都不可或缺，所以當(dāng)時(shí)必定曾有過大量植物，只有這樣才能維持為數(shù)眾多、種類豐富的動(dòng)物的生存。當(dāng)時(shí)有些植物甚至可能已經(jīng)到陸地上來探險(xiǎn)了，而動(dòng)物還只是滿足于待在水里，畢竟植物才是生物大進(jìn)軍中的開路先鋒。我們無法確定這一點(diǎn)，因?yàn)檫@段時(shí)期的大陸歷史已經(jīng)失落了。直到很久以后，才有植物在棲息地留下了明顯的痕跡。歷史最初的舞臺(tái)都被動(dòng)物強(qiáng)占去了。

除了脊椎動(dòng)物之外，其他所有類型的動(dòng)物在早古生代的大海里都已經(jīng)存在了。它們是為數(shù)眾多而不起眼的種群——包括蠕蟲、軟體動(dòng)物、甲殼動(dòng)物和其他親緣類型——的祖先，它們命中注定要在隊(duì)尾走完大部分游行歷程，并一直走到今天。魚類、兩棲類、爬行類、哺乳類和最終的人類依次崛起，引領(lǐng)著這支游行隊(duì)伍，每一種都比前輩走得更遠(yuǎn)一些?，F(xiàn)在，人類已經(jīng)走得那么靠前，他們甚至只是把自己那些低等兄弟看成海鮮大餐里的原料，根本不屑于假客氣地對它們表示出一點(diǎn)友好的贊美，所以科學(xué)家說起它們時(shí)很難被大眾理解。但在任何類人生物都還沒有誕生時(shí)，它們就已經(jīng)是生命斗爭中的老兵了。人類和之前的地球霸主們并無不同，他們身體的某些基本機(jī)能也拜它們所賜，他們的動(dòng)脈里也流淌著它們的血液，而人類卻輕易忘卻了這些謙遜的先輩的辛勞。

古生代的幾種化石

古生代的海星化石

盡管這些低等動(dòng)物已經(jīng)度過了黃金年代，但地球在相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi)無疑曾是屬于它們的。遠(yuǎn)古的海洋富饒溫暖，它們蜂擁其間，直到海角天涯。它們沿著海島的海岸線的淺水航道在海陸之間漂流。在北美洲、南美洲，斯堪的納維亞，俄羅斯的西伯利亞，中國、印度、澳大利亞，乃至格陵蘭和南極洲的巖石里都發(fā)現(xiàn)了它們的遺跡。但它們之所以聲名遠(yuǎn)播，并不是因?yàn)閿?shù)目豐富或是分布廣泛，最值得紀(jì)念的其實(shí)是這樣一個(gè)事實(shí)：早在那么遙遠(yuǎn)之前，它們就已經(jīng)解決了在地球上謀生中的一些最基礎(chǔ)，也是最困難的問題。

這些過去的生物只有少數(shù)幾種留下了存在過的記錄，但當(dāng)時(shí)它們的多樣性和復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這些記錄所顯示的。在古老的海洋里，長有石灰質(zhì)和玻璃纖維的纖細(xì)外殼的單細(xì)胞動(dòng)物肯定也像今天的海洋里的動(dòng)物一樣數(shù)目豐富。但我們卻很少找到它們的骨殖，這可能是因?yàn)樗鼈凅w形太小了。海綿是最遲鈍、最像植物的動(dòng)物，但它們卻在世界上贏得了安全又寧靜的一隅，在之后的漫長日子里再也不用去操心挪動(dòng)身體。珊瑚不在出現(xiàn)最早的生物之列，但它們在古生代過后不久就出現(xiàn)了，而它們的姐妹——水母——?jiǎng)t要出現(xiàn)得早得多，由于地質(zhì)史上一樁最罕見的偶然事件，它們的記錄一直保留至今。水母骨骼的99%都是水，但由于某種奇跡，它們中有些成員不僅逃過了饑餓的同代生物的攻擊，而且被埋進(jìn)泥土后還熬過了三個(gè)地質(zhì)年代29里地球上所有的動(dòng)蕩不安。水母是少數(shù)幾種身體缺乏堅(jiān)硬部分卻留下了化石記錄的動(dòng)物之一。

水母化石。水母身體幾乎全是水分，卻奇跡般地保留下了它們的化石

當(dāng)時(shí)昆蟲的數(shù)目也很豐富，但我們對它們的了解很少，因?yàn)樗鼈兂俗阚E和洞穴之外什么都沒能留下來。棘皮動(dòng)物是個(gè)興旺的種群，現(xiàn)存的代表動(dòng)物包括海膽和海星，它們當(dāng)時(shí)剛剛開始發(fā)展起來。其中的一種——貝類，分布廣泛，為數(shù)眾多，比如腕足動(dòng)物或燈籠貝30（得名的原因是由于有些后期的種類長得像羅馬燈）。這些動(dòng)物突然出現(xiàn)之后不久，就完善了身體上的兩個(gè)器官，從而確保了后代子孫繁榮興旺。和大部分無脊椎動(dòng)物一樣，燈籠貝的骨骼套在體外，而非長在體內(nèi)，這和有脊椎魚類、兩棲類、爬行類、鳥類的骨骼相反。起初，它們靠身體肌肉的力量把骨骼的兩半部分扣在一起，后來就進(jìn)化出了接合部位，通過它把兩半接合起來，這樣，肌肉除了負(fù)責(zé)開合外殼之外就不需要再做什么了。早期的磷酸鹽外殼也被拋棄了，取而代之的是耐用得多的石灰質(zhì)外殼。這些“發(fā)明”很快被進(jìn)化中的所有燈籠貝采用，這個(gè)種族成了古生代海洋里的統(tǒng)治者，在與時(shí)間以及更高級的生物的競爭中存活下來，一直活到今天。

種類繁多的軟體動(dòng)物當(dāng)時(shí)也剛剛開始出現(xiàn)，有些動(dòng)物表面看上去還頗像燈籠貝，而長得像蛤蜊或是牡蠣的貝類還未出現(xiàn)，后來占據(jù)統(tǒng)治地位的類鸚鵡螺型生物當(dāng)時(shí)也還很罕見。那時(shí)的蝸牛還背著小小的圓錐形外殼或是簡單的圈狀外殼，為數(shù)也不多。它們的親緣翼足螺（又稱海蝴蝶）則長著簡單的圓錐形外殼，從殼里伸出一個(gè)翼狀肉瓣器官?？恐@種動(dòng)物能在水里迅速移動(dòng)，這無疑讓那些更為安靜、更熱愛和平的同儕驚愕不已。翼足螺是當(dāng)時(shí)為數(shù)最多也最成功的軟體動(dòng)物，但它們的黃金時(shí)代早已過去。和諸多生物一樣，它們的過去遠(yuǎn)比未來更加榮光。

燈籠貝是世界上已發(fā)現(xiàn)生物中歷史最長的腕足類海洋生物

如果和之前存在過的簡單生物做比較，那么這些動(dòng)物中有很多都足夠優(yōu)秀；但要和當(dāng)時(shí)的一個(gè)巨大種群——早期甲殼類動(dòng)物——做比較的話，很多動(dòng)物就變得不值一提了。那些甲殼類動(dòng)物與現(xiàn)存的蝦和龍蝦有著遙遠(yuǎn)的親緣關(guān)系，它們是那個(gè)時(shí)代里的生物學(xué)奇跡。在整個(gè)早古生代，它們都是地球上最迅速、最強(qiáng)壯、最敏銳、最萬能的居民，其中占統(tǒng)治地位的一類身體被分成三節(jié)，因此叫作三葉蟲。

翼足螺長著一對透明的翅膀，身負(fù)纖細(xì)透明的殼，因其展開時(shí)極似蝴蝶，又叫作海蝴蝶

人們想象的三葉蟲復(fù)原圖。身體外包有一層外殼，是早期的甲殼類動(dòng)物，它們曾統(tǒng)治海洋一個(gè)時(shí)代

三葉蟲在古老的古生代巖石中為數(shù)豐富，這引起了早期博物學(xué)家的注意，他們就這種動(dòng)物的樣子展開了廣泛的猜測。有個(gè)博物學(xué)家說它們是甲蟲的翅膀，另一個(gè)說是毛蟲，第三個(gè)則跳出來說這些是蝴蝶化石。三葉蟲以亡者特有的、令人羨慕的耐心默默忍受了學(xué)者們的愚蠢，直到瑞典植物學(xué)家林耐31準(zhǔn)確說明了它們與現(xiàn)存的甲殼類動(dòng)物之間的親緣關(guān)系。

和蝦或螃蟹比起來，三葉蟲是種簡單的甲殼類動(dòng)物。但要和蠕蟲、軟體動(dòng)物或當(dāng)時(shí)的其他無脊椎動(dòng)物做比較，三葉蟲則是一種高級復(fù)雜的動(dòng)物。有些早期的三葉蟲還很原始，長著分成多節(jié)的身體、小腦袋和尾巴，說明它們的祖先和蠕蟲很相像。人們相信，這些蠕蟲祖先的后代還包括后世巨大的海蝎子和與之有親緣關(guān)系的鱟（hòu），后者現(xiàn)在還在許多海灘上徘徊。因此，盡管三葉蟲只在進(jìn)化學(xué)家、鳥類和拿著釣魚竿的男孩子中間有名氣，但它們的確是生物史上最早的一塊豐碑。有些進(jìn)化學(xué)家堅(jiān)信昆蟲、蜘蛛和人類都是從三葉蟲進(jìn)化而來的——如果時(shí)間能證明這種觀點(diǎn)是正確的，那這些蟲子將最終咸魚翻身。

三葉蟲的祖先完全是人們推測出來的，因?yàn)槿~蟲在古生代最早的海洋里出現(xiàn)時(shí)便已經(jīng)羽翼豐滿，有些甚至在留下化石記錄之前就已經(jīng)達(dá)到了巔峰，之后便退化了。它們中絕大部分都擅長游泳，但也有些靠爬行來移動(dòng)。退化的三葉蟲藏身在泥土中，最終失去了眼睛。所有的三葉蟲身體都分節(jié)，體表上都裹著一層類似牛角和哺乳動(dòng)物毛發(fā)的物質(zhì)。它們中絕大部分能像犰狳一樣把身體蜷曲起來，把柔軟的重要器官裹進(jìn)背上的硬殼里。這種習(xí)慣讓三葉蟲在漫長的歲月里抵擋住了惡劣天氣和天敵的攻擊，也讓它們中的一些個(gè)體在種族滅絕后還能生存在地球上。

想象圖：三葉蟲統(tǒng)治的海洋

盡管三葉蟲只是一種小動(dòng)物，但在整個(gè)早古生代，即寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)和志留紀(jì)里，它們在原始海洋生物里絕對占據(jù)著統(tǒng)治地位。大部分三葉蟲長約三英寸，但也發(fā)現(xiàn)過超過一英尺的三葉蟲巨怪。它們在自己的時(shí)代里是統(tǒng)治性的肉食者和清道夫，在數(shù)不清的漫長歲月里曾是生物世界的主宰。遺憾的是，衰退和滅亡同樣被寫進(jìn)了它們的命運(yùn)當(dāng)中。

在地球生物最早的一批為數(shù)豐富的化石遺跡里，我們看到了許多證據(jù)，證明三葉蟲通過追求安全的生活方式，已經(jīng)獲得了普遍的優(yōu)勢。即便是最低等的海綿也進(jìn)化出了多種不同的身體形態(tài)來適應(yīng)各種不同的環(huán)境，同時(shí)完善了一種簡單但卻實(shí)用的腔腸系統(tǒng)，以此來獲取食物，排出廢物。它們嘗試過有性繁殖和無性繁殖，嘗試過群居生活和個(gè)體獨(dú)立生活，還進(jìn)化出了簡單的神經(jīng)系統(tǒng)和骨骼。

水母家族長出了觸須、嘴巴和消化腔來獲取食物，還進(jìn)化出了有效的刺細(xì)胞陣列，以避免成為別的生物的食物。有些蟲子長出了分成多節(jié)的身體，一端有口，另一端是肛門。它們是第一種同時(shí)具有分化神經(jīng)系統(tǒng)、消化和排泄廢物的專屬器官、一個(gè)心臟以及類似于高級動(dòng)物的左右對稱特征的動(dòng)物，也是這些動(dòng)物里最簡單的一類。人體和蟲子的軀干都可以沿長軸分成互為鏡像的兩部分；而低等動(dòng)物則像輪子，長著軸心和輻條。燈籠貝綜合了比它低級的生物的所有優(yōu)點(diǎn)，還進(jìn)化出了單獨(dú)的雄性和雌性器官、專屬的呼吸器官和更強(qiáng)壯的骨骼。蝸牛有獨(dú)立的頭部，頭上長有眼睛和觸角，還有用于運(yùn)動(dòng)的肉足和將內(nèi)臟包裹保護(hù)起來的肉質(zhì)覆蓋物。

但三葉蟲集中體現(xiàn)并超越了其他生物獲得的所有優(yōu)勢。它們有分節(jié)的身體，有角質(zhì)層骨骼保護(hù)著，有復(fù)雜的肌肉系統(tǒng)來控制身體。它們有嘴巴、牙齒、喉嚨、胃、消化腺、腸和肛門。由肌肉構(gòu)成的心臟將血液泵入靜脈、毛細(xì)血管和凈化血液的鰓。它們還有簡陋的大腦、神經(jīng)鏈、觸覺和視覺器官，很可能也有了嗅覺和聽覺器官，這些器官能夠指導(dǎo)它們的活動(dòng)。同時(shí)，它們也已經(jīng)完整進(jìn)化出了用于爬行和游泳的專屬附屬器官和用于有性繁殖的器官。

三葉蟲的化石。角質(zhì)層骨骼保護(hù)著三葉蟲的身體，使其成為時(shí)代的寵兒

在地球生命史連續(xù)記錄的最初階段，大自然在三葉蟲身上展示了無脊椎動(dòng)物身體的完美形態(tài)。在這樣的身體里，消化道位于神經(jīng)系統(tǒng)之上，骨骼則覆蓋在體外。這對于在靜水中久坐的生物而言已經(jīng)足夠了，但對于生活在溪流里和陸地上的生機(jī)勃勃的動(dòng)物而言，這樣的身體卻顯然太過弱小，不夠使用。當(dāng)原始魚類的祖先第一次迫切想做更多的運(yùn)動(dòng)時(shí)，原先的無脊椎身體便徹底變革了。沒有人知道大自然到底是如何交換了消化道和神經(jīng)系統(tǒng)的位置，或者它到底是如何把骨骼從體外轉(zhuǎn)移到體內(nèi)的。但我們確實(shí)知道一點(diǎn)：當(dāng)無脊椎動(dòng)物還在享受早古生代海洋的溫暖愜意時(shí)，它們中的進(jìn)步分子就已經(jīng)試驗(yàn)了一種全新的身體，以適應(yīng)更嚴(yán)苛的環(huán)境的要求。即便在最初的地球霸主的鼎盛時(shí)代，它們的末日也在醞釀之中。