地球的歷史

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四、地球的歷史

前寒武紀的生物和環境

地球誕生至今約有四十五億年之久。

從地球誕生的四十五億年前到六億年前之間稱為前寒武紀,因其在古生代寒武紀之前而得名。原本前寒武紀意味著一個沒有化石、沒有生物的時代,但是後來卻發現這個時代也有生物的存在。

最古老的生命遺跡是三十億年前藍綠藻菌的單細胞化石,而所謂的隱生元就是地球誕生之後長達四十億年的地質時代,由此可見隱生元與寒武紀的時代意義並沒有什麼差異,自然也可證明當時地球上已經有生物的存在。

地質學家曾在澳洲南部的地層中發現了許多前寒武紀晚期的難得化石群,統稱為伊底亞卡拉化石群,其中包括蠕蟲、腔腸動物等化石。前寒武紀的種類和個體數量都很少,在寒武紀的化石中,所辨認出來的生物都是生活在海中,直到目前為止,還沒有發現這時代有陸上生物的存在。

古生代的生物和環境

初期〈寒武紀與奧陶紀〉漫長的前寒武紀結束後〈約六億年前〉便進入了古生代,此時期的化石數量和種類突然增加,原因是當時有極適於生物生長的海洋與氣候等環境條件,也有人認為是當時由易於保存的矽質和石灰質構成的生物數量較多,才會有許多化石遺留下來。但不論原因為何,此時的生物都生活在海中,除了前一時代的原生動物、海綿動物之外,三葉蟲〈節肢動物〉、筆石〈原索動物〉等紛紛出現,鸚鵡螺屬於軟體動物,是古生代中極具特色的生物,古生代早期極為繁盛,晚期以後為菊花石所取代。

中期〈志留紀與泥盆紀〉此時期發生了兩件大事,其中之一是最原始的脊椎動物─魚類,大為繁榮,尤其是在泥盆紀為最,因此泥盆紀也被稱為「魚類的時代」古代的鯊魚及肺魚也出現於此時代;另一件大事是生命的首次登陸,即陸地上生物的出現最早登上陸地的是低等羊齒植物〈石松類〉中的裸蕨,但裸蕨的根及葉尚未完成,其根近似地下莖,葉則只能說是地上的棘。儘管如此,類似的低等植物群,仍陸續地出現於各地的沼澤地。

末期〈石炭紀與二疊紀〉此時地球上的環境已有了相當大的改變,特別是在陸上。隨著裸蕨成功地登上陸地,其它的羊齒類也紛紛效尤,並且逐漸適應了溫暖潮濕的氣候而大量繁殖,現在世界上的煤炭大多是這時期的林木被埋在地下所形成的。在泥盆紀便已出現的內鼻魚類已演化到有支撐身體的硬脊骨,不過胸鰭和尾鰭尚在演化成前肢及後肢骨骼的準備階段中,接著,便從內鼻魚類的新翼魚首度演化成兩生類魚石螈。

中生代的生物和環境

從距今二億二千五百萬年前到六千五百萬年前間為中生代,此時期的大事是爬蟲類的繁榮。雖然兩生類在泥盆紀和石炭紀中已成功地登陸,但是若沒有水仍不能生存,而爬蟲類為脊椎動物,也是第一種離開水也能生存的動物。 現今的爬蟲類的種類大概有蜥蝪、龜、蛇、鱷魚等四群,到了二疊紀因古生代末期發生了激烈的造山運動,使得陸地面積擴大,於是內陸氣候便開始趨向乾燥而形成了沙漠;高山頂則為冰河所覆蓋,有時甚至連山麓也出現發達的冰床,進入了中生代以後,這種情形還持續著,當時生物的適應方法有二:一為演化成能忍受乾燥氣候的身體結構,結果出現擁有堅硬皮膚或鱗片,並且產下有硬殼之蛋來繁衍種族命脈的陸生爬蟲類;另一個方法則是發展成魚龍一般,回到海中重新適應海中的環境。

進入侏羅紀以後爬蟲類更加繁盛了,特別是恐龍類,已經有了龐大壯碩的體型,其中又以雷龍的體型最為巨大,除了回到海中的魚龍外,有些恐龍也演化到空中去,不過這類恐龍在演化的過程中分為兩群:一群為翼龍,以爬蟲類原有的型態演化到空中,但到了中生代就會滅絕;另一群則演化成與恐龍類大不相同的鳥類─始祖鳥,介於恐龍和鳥類之間的重要生物。

菊石為中生代的代表性海洋動物,雖然不及恐龍那麼引人囑目,卻是研究中生代世界的重要線索,因為菊石的數量多,分布範圍又廣泛,中生代最繁榮的植物便是以蘇鐵、銀杏為代表的裸子植物。哺乳類最早出現在三疊紀末葉,不過體型甚小,構造原始,再加上當時恐龍遍布,發展受限,直到中生代末期,恐龍滅絕後,才得以成為新生代最重要的動物。

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新生代的生物和環境

從六千五百萬年前到現在屬於新生代。從中生代末期到新生代間,這個帶狀地域,由於阿爾卑斯造山運動而隆起形成了高大的山脈,使得地球各地氣候更趨複雜,沙漠地帶、草原地帶與森林地帶,也跟著出現對於急遽變化的氣候,爬蟲類的身體構造似乎無法適應,而恆溫動物則比較能適應;另外以堅實子房保護種子的被子植物,對生活環境的適應力,就要比種子裸露於外的植物強得多。由此可知,哺乳動物和被子植物成為新生代生物界的主角並不是偶然間造成的。

新生代有「哺乳類時代」之稱,由爬蟲類演化成鴨獺類、袋鼠類,甚至食蟲類〈鼴鼠〉哺乳類意指以乳汁哺育幼兒的動物,比起爬蟲類的產卵法和鳥類以自己體溫孵蛋的方法,哺乳類在母體內孕育成胎兒,可能遭受到外敵侵害的機會就小得多了。愈是高等的哺乳類,演化速度愈快。