穿越46亿年时空，讲述地球及生命演化的故事

如今，人们对地球的起源、生命的出现、恐龙时代、人类的祖先以及冰河时期这些话题大都不会感到陌生。但令人惊讶的是，所有这些知识都是过去200年里人们通过在采石场和海滩上的散乱岩石中偶然发现的化石获得的。

最早对自然界进行科学观察的是古希腊人和古罗马人。中国古代对海陆变迁和地壳运动的认识最早可以追溯到宋代。公元1200年之前，宋代著名的思想家和诗人朱熹就曾写道：“尝见高山有螺蚌壳，或生石中。此石即旧日之土，螺蚌即水中之物。下者却变而为高，柔者却变而为刚。”然而，600年之后，欧洲的自然科学发展依然缓慢。虽然一些关键的科学问题得到了解释，但是主流的观点依然认为地球是最近才由至高无上的造物主创造出来的。

这一观点随即遭到了挑战。1788年，苏格兰农场主和业余地质学家詹姆斯•赫顿找到了有力的证据，证明地球远比想象的古老。他观察了苏格兰河流的泥沙沉积和河岸遭受侵蚀的过程，并从巨厚的岩层中得到启发，认为它们代表了亿万年来的沉积——“既找不到开始的痕迹，也看不到结束”。在此基础上，赫顿提出了均变论，认为现在是通往过去的一把钥匙，即自然法则是始终如一的，发生在历史时期的地质现象虽已不复存在，但可以用正在发生的地质现象加以解释。因此，他摒弃了中世纪的地质学理论，并将地质学确立为一门科学。

在赫顿生活的年代，化石逐渐从私人收藏者手中的玩物转变为研究生命起源问题时的关键证据。直到1750年，大多数博物学家（包括很多牧师）还认为地球上的动植物是从来不发生改变的，并且总是认为灭绝事件只不过是造物主犯了一个严重的错误而已。然而，随着大探险和机械化挖掘的进行，人们发现了越来越多的未曾见过的动植物化石。

早期的探险家把他们在北美洲采集到的标本运回欧洲进行研究。起初运回的贝壳和蕨类植物化石看上去与我们今天看到的并没什么两样。但是1750年前后，大批从美国俄亥俄州表层沉积物中发现的巨大骨骼和牙齿被运抵伦敦和巴黎。欧洲的科学家认为它们属于某种大象，但肯定不是现代的亚洲象和非洲象。他们甚至怀疑，这种未知的大象（Incognitum）现在依然生活在遥远的北美洲西部。显然，这种推测根本站不住脚，因为曾经到过北美洲西部的探险家从未发现任何象类的踪迹。到了1795年，法国解剖学家和古生物学家居维叶宣布，Incognitum是一种已经灭绝的动物，名叫乳齿象。除此以外，他还描述了包括产自西伯利亚的猛犸象以及南美洲的大地懒在内的其他动物。这些动物除了骨骼化石以外并无任何现生代表，居维叶认为它们也都是已经灭绝了的动物。

居维叶把这些动物消失的原因归咎于毁灭所有生命的全球性大灾难，即灾变论。这种推测与均变论主张的渐进、稳定的变化背道而驰，而与圣经故事中的大洪水和瘟疫不谋而合，因而得到了传统派的支持。然而，就像当年赫顿将地质学确立为科学一样，所有的证据看上去似乎都对均变论更加有利。直到20世纪60年代，大多数地质学家还是激进的均变论拥护者，认为我们今天看到的自然界发生的现象在地球历史上的任何阶段也必然发生过。事实上，灾变论的主张在很多情况下都是正确的，尽管在现在看来都是再正常不过的自然现象，但是像小行星撞击地球和冰河时期这样的灾难性事件的确可以导致生物大灭绝。

支持均变论的证据主要来自19世纪二三十年代出现的地层学原理，即岩石的层序。在赫顿确立了地层的时间框架以后，人们发现很多地区都会重复出现特定的岩层分布，而且都可以发现类似的化石组合。比如，英格兰南部的一套地层可以与苏格兰或法国的具有相同化石组合的地层进行对比。通过与已知地层的对比，地质学家可以准确判断一套地层的上覆和下伏地层是什么。通过这样的手段，石炭纪、侏罗纪、白垩纪和志留纪这些关键的地质时代被—划定和命名，但命名的顺序并不是严格按照时间的先后。

化石又意味着什么呢？它们显然不是恒久不变的。那么它们是像居维叶认为的那样反映了地史时期一连串的物种形成和灭绝呢，还是代表了不同时代的同一物种呢？虽然英国和法国的哲学家在19世纪上半叶就讨论过这个问题，但并没有形成一致的意见。直到1859年，达尔文才最终提出了生物演化的基本规律。他认为已有物种在时间维度上的延续构成一个线系，我们今天看到的生物多样性只能通过线系的分支缓慢形成，并且所有的物种都能追溯到远古时期的共同祖先。在达尔文理论的框架下，19世纪的古生物学家根据越来越多的化石证据勾勒出一幅清晰的、几乎不需要任何修改的生命历史画卷。虽然20世纪的大发现，特别是遗传定律的发现进一步阐明了生命演化的过程，但是现代古生物学的任务依然是寻找演化过程中的缺失环节。

在1915年前后，两个重要的成就使地质学发生了革命性的变化。首先是放射性同位素测年技术的应用，即将19世纪90年代居里夫妇发现的放射性衰变原理应用在岩石测年上。利用这一手段，地质学家首次测定出岩层的绝对年龄，并把它们标注在19世纪30年代就已经确定的地质年代表上。

紧接着，大陆漂移学说的提出标志着第二次革命。1915年以前，绝大多数地质学家相信地球是稳定的，只有很少人注意到非洲西部和南美洲东部海岸的轮廓可以完美拼合，另外一些人注意到相隔很远的两地产出了相似的化石。德国气象学家和地球物理学家魏格纳是第一个提出异议的人，他认为这一切并非巧合。魏格纳认为现代大陆都是2.5亿年前二叠-三叠纪时期巨型古陆的一部分，并且现代大陆依然在移动着。不过，当时大多数地质学家对魏格纳的理论不屑一顾，他们搬出几位伟大的地球物理学家的观点，强调地球不但是固态的，而且根本不存在什么推动板块移动的机制。

20世纪五六十年代人们对大洋的探索使魏格纳的理论得到了确证。推动大陆漂移的“马达”实际上是板块构造。大陆和海洋分别处于各自的板块上。在洋盆的中心地带，地幔物质对流上涌形成年轻的地壳，将板块向两侧推挤。为了有足够的空间容纳年轻的地壳，板块边缘地带发生汇聚和俯冲，形成了像今天安第斯山脉和喜马拉雅山脉这样的高山。

虽然地质学家无法知晓地球历史上发生的每一个事件，古生物学家也无法悉数清点所有的化石物种，但是依然有足够的证据重塑地球45亿多年的历史，并且证据高度吻合。比如，很多证据表明北美洲的大部和欧洲在大约100万年前是被冰层覆盖的，而且至今也没人在加拿大发现这个时期的干旱沙漠和热带礁石。尽管每年都有大量的化石发现，但是古生物学家从未在寒武纪页岩中找到兔子化石，以及在恐龙生活的时代找到人类化石。基于现有的知识，我们完全可以预知演化的缺失环节，并知道哪些发现可以填补它们。当然这样说多少有点吹牛的成分，但是至少在有足够的证据证伪它们之前，岩石和化石都是地球及其生命历史的忠实记录者。

在本书中你将有机会了解到地质学和古生物学的最新研究成果。其中，地层学原理、同位素测年和板块构造搭建了基本知识框架，而详细的古地理图展示了地球亿万年来的惊人变化。这些资料都是由各国地质学家收集整理和汇总的。

本书前两章从地球的起源、适合生命生存的外部环境的形成讲到早期生命的出现，第三、四章讲述了地球陆地的沧桑巨变、森林的发展以及两栖动物到爬行动物再到鸟类的神奇演化历程，第五、六章讲述了新生代以来地球环境的快速变化、哺乳动物和人类的起源以及人类对大自然前所未有的影响。一句话，这本书里的故事远比200多年前赫顿想象的更加精彩。

这是一本由4位国际知名科学家、科普作家联合编写的科普著作，通过简洁而又通俗的语言、新近的科学研究成果、大量珍贵图片，系统而又详细地介绍了地球以及生命的演化、发展过程，这是对我们的行星家园和生命的最高礼赞。

《地球生命的历程》荣获第六届环保科普创新奖、第五届中国科普作家协会优秀科普作品金奖。

经过精心修订后，这次推出了全新的《地球生命的历程：修订版》。全书大小为16开，双封面设计，裱布裸背装，内页采用105克无光铜版纸，全彩印刷，插图极其丰富，形象直观、绘制精美，内容清晰易懂，重点分明，推荐对地质学、古生物、生命演化等地球科学感兴趣的青少年，适读年龄12岁及以上。

以上内容包含广告

▼ 点 阅读原文, 购买《地球生命的历程：修订版》