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2024-09-16動物群聚 657 期

Author 作者 亨利・吉 (Henry Gee)

羅迪尼亞超級大陸的分裂大約始於八億兩千五百萬年前,持續了將近一億年,留下了圍繞赤道的一圈陸地。伴隨大陸分裂而來的則是劇烈的火山爆發,將大量火山岩噴發至地球表面,其中大部分是稱為玄武岩的火成岩。玄武岩很容易受到風雨侵蝕,而這些新裂解的大陸又有很多都集中在熱帶地區,這裡的高溫與潮濕氣候讓化作用變得更嚴重。

風雨天候不但導致玄武岩剝落墜入海中,也讓大量富含碳的沉積物質落入深海,遠離氧的接觸。如果碳在氧化之後形成二氧化碳,地球就會因為溫室效應而暖化;反之,若是大氣中少了碳,溫室效應就會停滯,地球就開始冷卻。碳、氧與二氧化碳共舞,在接下來的地球史上譜出了生命的節奏,讓生命開始在地球表面蔓延。

羅迪尼亞陸塊碎片風化的結果, 就是讓地球從七億一千五百萬年前開始,進入一連串遍及全世界的冰河時期, 而且持續了將近八千萬年。

正如同十多億年前在大氧化事件後的那段期間,這些冰河時期同樣刺激了生物演化,準備好舞台,讓一種更活躍的新型真核生物出場──也就是動物。

被沖刷入海的碳進入了大洋,這裡除了海面上很薄的一層海水可以接觸到空氣之外,其他的地方幾乎都沒有氧氣。即便如此,當時大氣中的氧氣濃度還不到今天的十分之一,而陽光照射的海面含氧量更低,這樣的含氧量所能維持的動物生命,大小不會超過這個句子最後面的句點。

話雖如此,仍然有動物設法在如此稀薄的氧氣中存活,這種動物就是海綿。海綿最早在八億年前出現,也就是羅迪尼亞大陸開始分裂之際。

海綿從過去到現在都是很簡單的動物。雖然海綿的幼體很小,也會移動,但是成年的海綿終其一生都留在同一個地方。成年海綿的組成也很簡單,就是一大群細胞集結成一堆,呈不規則狀,有數以千計的小孔、渠道和空洞穿插其中;沿著空洞排列的細胞揮舞著像髮絲一樣的延伸物,稱之為纖毛,藉此將水流吸進來,而其他的細胞則從水流中吸收碎石殘渣。海綿沒有明顯的器官或組織,若是將活海綿推過篩子,使其散落到水中,回到水裡的海綿會自行組合成不同的形狀,還是一樣活得好好的,同樣功能齊全。這樣的生命形態只需要很少的能量──和一點點氧氣就夠了。

但是我們絕不能因此就瞧不起這種簡單的生命,因為在最早的海綿存活下來之後,他們就改變了整個世界。

海綿生長在覆蓋海底的黏稠物地毯之中,像篩子一樣過濾出水中的物質粒子,一隻海綿每天可以過濾的水量很小,但是數十億隻海綿經過數千萬年就可以造成極大的影響。海綿這種緩慢而穩定的工作,在海底累積了大量無法跟氧產生反應的碳,同時也清理了周遭水中的殘渣,免於遭到吸氧腐敗的細菌吸收消化,其結果就是導致溶於水中以及直接接觸水面的大氣層裡的氧氣緩慢增加。

比海綿高級很多的動物,如水母以及類似蠕蟲的小動物,則以較小的真核生物與細菌為生──他們生活在最靠近海面、有陽光照射的浮游生物層。首先,表層海水的氧氣比較多,但是生活在浮游生物層裡的生物一旦死後,富含碳的屍體就會很快地沉入海底,而不是繼續漂浮在水中,所以讓氧分子無法接觸到更多的碳,也讓更多的氧留在海洋與大氣中。

雖然有些浮游生物的體型夠大,不用顯微鏡,直接用肉眼也可以看得到,但是許多浮游生物的體型都很小,小到養分和廢棄物都會滲透過他們的身體,直接進出;而稍微大一點點的生物則演化出專門吸收養分、排泄廢棄物的地方,這個地方就是口器,不過也兼具排泄的雙重功能。

有些原本不起眼的蠕蟲物種發展出肛門,在生物圈引起了一場革命。這是生物的廢棄物首次被濃縮成固態顆粒,而不只是一般溶於水中的排泄物;這些糞便會很快地沉入海底,而不是慢慢地擴散,也因此引發了一場競相奔赴海底的比賽。會導致腐敗的吸氧因子都集中全力專攻海底,而不在水中漂來漂去,於是原本渾濁發臭的海洋變得較清澈,不過仍然富含氧氣──足以演化出大型的生命形態。

肛門的發展還有另外一個結果:一端有口而另外一端有肛門的動物因此有了明確的行進方向──頭在前,尾在後。起初,這些動物靠著鋪在海底長達二十多億年的黏稠物地毯維生,撿拾地毯上的碎屑。

然後,他們開始挖掘地毯底下的東西;接著又開始吃掉黏稠物本身。層疊石不受挑戰的統治就此結束。

等到動物將黏稠物吃個精光之後,他們就開始吃掉彼此。

雖然還是需要跟全球冰河作用這樣的小事競爭,但是演化改變仍然在困境中茁壯。海藻欣欣向榮,為細菌以外的早期動物提供營養充足的膳食。

也許正是雪球地球冰河作用這種嚴酷環境,逼著動物往增加複雜性的方向前進。正如格言所述:「凡是殺不死你的,都會讓你變得更強壯。」早年的動物生命也必須夠強韌,才能在史上最艱困、最嚴苛的環境中存活下來。等到冰河退卻──如同地球史上所有的冰河作用一樣,冰河終究會退──存活下來的動物變得更精實、更不起眼,卻更有能力迎接地球給他們的各種挑戰。



書 名|地球生命簡史:面向「人類世」,走進46 億年地球生態演化的劇場,預見未來10 億年生命圖景 
作 者|亨利・吉 (Henry Gee)
譯 者|劉泗翰
出版社|果力文化 
出版日期|2024年6月