生命的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，一場神秘的滅絕
早在3.1億年前,，在現(xiàn)在的加拿大新斯科舍,，一只蜥蜴樣的動(dòng)物躲在一個(gè)中空的樹樁里。
周圍是溫暖的沼澤森林,，到處都是巨大的蕨類植物和用孢子繁殖的樹狀植物,。幾億年后它的化石被發(fā)現(xiàn)保存在樹樁中，被河流沉積物所掩埋,。
而這些發(fā)現(xiàn),，將地球上一段神奇的歷史展現(xiàn)在人們眼前！
01
這種小生物被稱為林蜥（Hylonomus）,，是世界上已知最早的爬行動(dòng)物,。
林蜥（Hylonomus）
同時(shí)它也是最早的羊膜動(dòng)物之一。這種動(dòng)物的卵含有一種特殊的膜——羊膜,，使它們能夠在干燥的陸地上生存,。
羊膜動(dòng)物卵結(jié)構(gòu)
如今，羊膜動(dòng)物包括所有的爬行動(dòng)物,、鳥類和哺乳動(dòng)物,。而在當(dāng)時(shí)，林蜥與像勺蜥蜴（Cochleosaurus）這樣的兩棲動(dòng)物共享著熱帶森林和潮濕的沼澤。
勺蜥蜴（Cochleosaurus）
勺蜥蜴是一種巨大的半水生伏擊掠食者,，類似于今天鱷魚的兩棲類,。生活在石炭紀(jì)晚期(莫斯科，大約3.1億年前),。
勺蜥蜴頭骨化石（Cochleosaurus）
然而,，大約在3.05億年前，一個(gè)重大事件的到來徹底改變了這個(gè)世界環(huán)境,。
幾百萬年來,，地球上的氣候一直在變化，從濕熱的熱帶氣候轉(zhuǎn)變?yōu)楦稍锏?、季?jié)性更強(qiáng)的氣候,。而這種轉(zhuǎn)變對沼澤和雨林造成了極大損害，它們開始逐漸消失,。
大約在2.99億年前,，大部分潮濕森林消失了。隨著它們的消失,，許多早期兩棲動(dòng)物,，如勺蜥蜴（Cochleosaurus），由于無法適應(yīng)新的干旱環(huán)境,，也隨之消失,。
早期兩棲動(dòng)物化石
這次滅絕事件被科學(xué)家們稱為——石炭紀(jì)雨林崩潰事件（Carboniferous rainforest collapse）。它成為了陸地動(dòng)物生命歷史上的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn),。
熱帶雨林崩潰后,，隨之而來的是更冷、更干燥的土地,。這對大型,、占統(tǒng)治地位的兩棲動(dòng)物來說，十分不適宜居住,。
然而,，另一群四足動(dòng)物卻準(zhǔn)備好了適應(yīng)這片新土地：最初的羊膜動(dòng)物——像林蜥一樣可以在陸地上產(chǎn)卵的動(dòng)物。
早期陸地羊膜動(dòng)物
02
石炭紀(jì)雨林崩潰事件是以其發(fā)生的地質(zhì)時(shí)期——石炭紀(jì)——命名的,。
石炭紀(jì)的字面意思是含煤的（coal-bearing）,。原因是經(jīng)過數(shù)百萬年的時(shí)間，茂密潮濕森林里的所有植被變成了泥炭,，然后是煤,。
石炭紀(jì)在1822年由兩位英國地質(zhì)學(xué)家命名,。但直到最近20年左右的時(shí)間里,，研究人員才開始仔細(xì)研究它結(jié)束時(shí)發(fā)生了什么——拼湊雨林崩潰事件始末。
英國地質(zhì)學(xué)家William Conybeare（左）和William Phillips（右）
研究發(fā)現(xiàn)，氣候變化是其發(fā)生的主要原因之一,。今天可以在富含煤炭的地方驗(yàn)證這一點(diǎn),，例如北美的阿巴拉契亞盆地和伊利諾斯盆地。
阿巴拉契亞盆地
由于煤實(shí)際上充滿了古代植物用來繁殖的孢子,。因此科學(xué)家們可以通過研究煤中的孢子來判斷哪種植物在特定的時(shí)間,、特定的地點(diǎn)生活過。
石炭紀(jì)植物孢子化石
追蹤孢子類型隨時(shí)間的變化可以發(fā)現(xiàn),，在大約3.23億至2.99億年前的整個(gè)石炭紀(jì)后半段,，植物化石記錄在適應(yīng)濕潤和干燥的物種之間來回變化。煤層本身也變得越來越薄,，這進(jìn)一步表明氣候正變得干燥,。
較短的熱濕地周期意味著更少的沼澤植被腐爛成泥炭和煤。根據(jù)海平面變化記錄和化石土壤類型變化,，一些專家認(rèn)為是短暫但劇烈的冰川期導(dǎo)致了這次崩塌,。另一些人則認(rèn)為是大規(guī)模火山活動(dòng),。
無論究竟是什么氣候變化導(dǎo)致了雨林的崩潰,，它對植物和動(dòng)物的影響都極大。從化石記錄中可以清楚地看到,，對于一些植物來說,，這是個(gè)極其艱難的時(shí)期。
石炭紀(jì)植物化石
石炭紀(jì)的主要植物是石松（lycopsids）,，這種高大的樹狀植物實(shí)際上與現(xiàn)代樹木沒有密切的關(guān)系,。隨著雨林崩潰的開始，它們迅速而突然地消亡了,。
石松類植物
隨著石松類植物鼎盛時(shí)期的過去,，它們大部分被另一種濕地植物取代——樹蕨類植物——它們并不是樹，卻如同樹一樣長著樹干,。
樹蕨類植物
從石松森林到樹蕨森林的轉(zhuǎn)變改變了棲息地特征,。石松林有更多開放的樹冠，讓陽光照射在被淹沒的森林地面上,，而蕨類森林則更暗,，有更多封閉的樹冠。
石松類森林從化石記錄來看,，這此事件導(dǎo)致了僅有的兩次大規(guī)模植物滅絕之一,。大量兩棲動(dòng)物和類似兩棲動(dòng)物的四足動(dòng)物，如斜眼螈（Baphetidae）在這段時(shí)間里滅絕了,。
斜眼螈
03
一組專家認(rèn)為,，這種滅絕留下了一片孤立的新雨林,，在那里，包括羊膜動(dòng)物在內(nèi)的四足動(dòng)物種群分化成新的物種,。
石炭紀(jì)樹蕨類植物化石
科學(xué)家們通過研究從石炭紀(jì)早期一直到二疊紀(jì)中期的四足動(dòng)物多樣性差異來驗(yàn)證這一點(diǎn),。他們發(fā)現(xiàn)，在世界范圍內(nèi),，四足動(dòng)物仍然多樣化,，但它們的群落縮小了。
四足動(dòng)物早期演化
這個(gè)研究的結(jié)論是,，這種崩潰導(dǎo)致了許多主要的兩棲動(dòng)物種群的滅絕,。但這也為羊膜生物的多樣化和繁榮創(chuàng)造了新的機(jī)會。
正是這些早期的羊膜動(dòng)物進(jìn)入了新的棲息環(huán)境,，成為了食肉動(dòng)物,，也是最早的大型食草動(dòng)物，比如棘龍（Edaphosaurus）,。
棘龍
現(xiàn)在有第二種研究發(fā)現(xiàn),，熱帶雨林的消失實(shí)際上使四足動(dòng)物群落之間的聯(lián)系更加緊密，群落之間存在著遷移,，最終以一種不同的方式幫助了羊膜類動(dòng)物,。
因此，四足動(dòng)物并沒有被困在一片被新干燥土地包圍的雨林中,，而是可能經(jīng)歷了一個(gè)從濕潤到干燥的漸進(jìn)過渡,。
這將創(chuàng)造出更大、更緊密的棲息地,，羊膜類動(dòng)物可以利用這些棲息地,，發(fā)展新特征更好的生活在陸地上。
無論如何,，兩種研究都認(rèn)為羊膜動(dòng)物的多樣化是崩潰的主要結(jié)果,，它們逐漸取代了石炭紀(jì)占據(jù)統(tǒng)治地位的兩棲動(dòng)物。
羊膜動(dòng)物與兩棲動(dòng)物不同,。它們不需要在水里產(chǎn)卵,，而是可以在干燥的陸地上。同時(shí)它們身上的鱗片幫助它們在氣候變化更大的情況下保持水分,。
異齒龍化石
這些適應(yīng)使它們有可能擴(kuò)展到所有新的,、干燥的棲息地，并進(jìn)化成我們在二疊紀(jì)看到的奇怪形式,。
杯鼻龍
這些動(dòng)物包括有帆背的異齒龍（Dimetrodon）和桶形身體,、頭小食草的杯鼻龍（Cotylorhynchus）。其中也包括了在大約3億年后最終孕育出我們?nèi)祟惖难蚰ど铩?/p>
杯鼻龍化石
熱帶雨林的崩潰這在當(dāng)時(shí)是一場生態(tài)災(zāi)難,，但這個(gè)鮮為人知的滅絕事件塑造了我們今天所知道的世界——包括使我們存在成為可能,！
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