这些分属不同纲目、族属的新物种,以各式各样的方式改造自己,使自己拥有了呼吸空气的本领。在此之前,所有动物呼吸的都是溶解在水里的空气,事实上它们仍然不得不如此。但现在动物王国正在通过种种办法,获取供给自身所需水分的能力。
即使到了今天,一个人的肺部要是干透了,他也会窒息而死。人的肺部表面必须保持湿润,这样空气才能穿过那里进入血液。为拥有呼吸能力而进行的改造不外乎两种:要么进化出一层膜,覆盖旧式的鳃,以阻止水分蒸发;要么在身体深处进化出呼吸管或其他新的呼吸器官,并依靠带水分的分泌物来保持器官湿润。原始脊椎鱼类的呼吸器官是旧式鱼鳃,上岸后便无法适应了。在这种情况下,这部分鱼类的鱼鳔演化成了新的、深藏体内的呼吸器官——肺。
被归为两栖类生物的动物(如今天的蛙和蝾螈),最初是生活在水中并用鳃呼吸的。后来,它们的鱼鳔以类似于许多鱼类的方式,进化出了肺,接管了呼吸功能。肺是从喉部生长出来的,外表呈袋状。它们登陆后,鱼鳃开始缩小,鳃裂消失(只有一道衍生为耳朵、鼓膜通道的鳃裂除外)。这种动物如今只能生活在空气中,但每逢产卵、繁殖时,它们至少必须回到水边去。
在这个沼泽与植物的时代,所有呼吸空气的节肢动物均属于两栖类生物。它们在外形上几乎都与今天的蝾螈存在着关联,其中一些体型相当可观。它们确实是陆生动物,只不过是必须生活在潮湿沼地及其周边的陆生动物。这个时期的大型树木也都具有两栖生活习性。它们都还没结出能够落地,且单靠雨露带来的水分就能生长的果实和种子。看起来如果它们能发芽的话,就必须在水中传播芽孢。
比较解剖学是一门充满魅力的学科。为满足在空气中生存的需要,生物必须经历一段适应的过程,追溯这段复杂而精彩的历史,正是比较解剖学最吸引人的地方之一。所有生物,无论是动物还是植物,最初都是水生生物。例如,所有比鱼类高等的脊椎动物(包括人类在内),在胚胎期或是出生前就有了鳃裂,当它们出世时鳃裂便会消失。鱼类的眼睛裸露在外,浸泡在水中,它们得到的保护较为高级,即眼睑和分泌水分的腺体。耳膜则是出于感应相对微弱的、在空气中传播的声音振动而存在的。我们发现,生物身体的几乎每个器官都做了类似的改变、调整与修补,以适应暴露在空气中的环境。
石炭纪时代是属于两栖动物的时代,当时的地球生命有的生活在沼地和潟湖里,有的生活在环水的低矮河岸上。远古生物的生存范围就这样得到了扩展。山区和高地依旧一片荒芜,毫无生机。生物的确已经学会了呼吸空气,但它们的根仍然在水里,那是它们的故乡;每到繁殖时,它们依然必须回到水中。
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