動(dòng)物和植物誰更早進(jìn)入陸地？為什么動(dòng)植物都要向陸地遷移？

目前到底是植物先進(jìn)入陸地，還是動(dòng)物先進(jìn)入陸地依然存在一些爭(zhēng)議。

如果是植物先登陸的話，那么動(dòng)物有一萬個(gè)理由離開海洋進(jìn)入陸地。

植物率先在陸地生活，那就意味著它們會(huì)創(chuàng)造一個(gè)良好的生存環(huán)境，其中最重要的就是植物登陸大力推動(dòng)了臭氧層水平，給生命創(chuàng)造一個(gè)輻射指標(biāo)相對(duì)安全的環(huán)境，以及提供食物資源。

對(duì)于動(dòng)物來說，這樣的陸地就是一個(gè)藍(lán)海市場(chǎng)，沒什么競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，食物資源豐富，是你也會(huì)想方設(shè)法去闖蕩一番。

下面我主要說說很少有人關(guān)注的部分——?jiǎng)游锵冗M(jìn)入陸地會(huì)是什么樣的情況？

（注意，我們這里只討論動(dòng)物和植物！實(shí)際更早進(jìn)入陸地的復(fù)雜多細(xì)胞生命既不會(huì)是動(dòng)物，也不會(huì)是植物，真菌更有可能——地衣等能夠光合作用的真菌-藻類共生體很早就在陸地上潮濕的地方“扎根”了。 ）

△ 這是火星表面的樣子，早期的地球陸地和這個(gè)差不多！

許多科普讀物上，描繪地球生命登陸的情景時(shí)，通常會(huì)下意識(shí)地認(rèn)為植物更早進(jìn)入陸地，但其實(shí)動(dòng)物比植物更有動(dòng)力，也更有能力更早進(jìn)入陸地生活。

已知地球臭氧層水平是伴隨植物登陸，并覆蓋陸地之后，才逐漸變成今天這樣的，在植物進(jìn)入陸地之前，地球的臭氧層水平對(duì)復(fù)雜生命來說是巨大挑戰(zhàn)，動(dòng)物、植物都難以在這種環(huán)境中生存。

但是，相比于植物，動(dòng)物對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力明顯更強(qiáng)。

舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，動(dòng)物可以通過白天躲在石頭下，晚上活動(dòng)，從而避免太陽(yáng)輻射的危害，但是植物無法這么做，它們必須在白天進(jìn)行光合作用，也無法移動(dòng)到輻射較弱的地區(qū)躲避，所以植物只能等到臭氧水平提升到一定程度才能在陸地展開活動(dòng)。

到了寒武紀(jì)時(shí)期（距今5.41億至4.85億年前），海洋的競(jìng)爭(zhēng)變得越來越激烈，生命必須想方設(shè)法裝備自己，不然就會(huì)被淘汰，這導(dǎo)致了地球史上最顯著的物種大爆發(fā)，今天地球上生活的主要生物門類都是在寒武紀(jì)時(shí)期出現(xiàn)的。

當(dāng)海洋競(jìng)爭(zhēng)變得激烈的時(shí)候，意味著海洋是危機(jī)四伏的環(huán)境，那些生活在海洋潮間帶的動(dòng)物，在潮水褪去的時(shí)候，它們就會(huì)想方設(shè)法停留在陸地上，以確保自己或者后代的人身安全。

安全的生存繁殖場(chǎng)所，這可能是推動(dòng)動(dòng)物進(jìn)入陸地主要原因之一！即便陸地上沒有植物，同時(shí)充滿太陽(yáng)輻射，動(dòng)物也可能為了自身安全而勇敢地離開海洋。

只是那些最早能夠在陸地活動(dòng)的生物，或許不能稱之為陸生動(dòng)物。

陸生動(dòng)物，意味著它們能夠呼吸空氣，而不是在水中獲取氧氣，早期在陸地活動(dòng)的動(dòng)物應(yīng)該做不到這點(diǎn)。

已確定的最古老的適應(yīng)陸地生活的動(dòng)物化石之一是Kampecaris obanensis，它是生活在大約4.25億年前晚志留紀(jì)時(shí)期的節(jié)肢動(dòng)物[1]。

需要指出的是，它確實(shí)比已知最古老的植物化石要晚一點(diǎn)生活在陸地，甚至可能就是以腐爛植物為食的。

不過，那些掠食性的節(jié)肢動(dòng)物可能會(huì)更早在陸地活動(dòng)，它們的生活完全不依賴植物。

節(jié)肢動(dòng)物是地球上最具多樣性的生物類群，但是它被分為兩大類，一類是以蝎子、蜘蛛、鱟等動(dòng)物為代表的螯肢類，另一類是以蜈蚣（多足類）、蝦蟹（甲殼類）、昆蟲（六足類）為代表的有顎類。

兩者的呼吸器官也是不一樣的，螯肢類使用的是書鰓或書肺，而有顎類使用鰓或者氣管呼吸！

現(xiàn)在陸生的螯肢類采用的是書肺呼吸空氣，而書肺是由書鰓進(jìn)化而來的，像鱟這種依然生活在水中的螯肢類便是采用書鰓進(jìn)行呼吸。

△ 這張圖片標(biāo)出了先生鱟的書鰓，這種結(jié)構(gòu)一頁(yè)頁(yè)的和書本真的很像

書鰓在5億年前的寒武紀(jì)時(shí)期可能就已經(jīng)出現(xiàn)了，而書鰓這種呼吸結(jié)構(gòu)只要稍加改進(jìn)，讓它保持保持潮濕，動(dòng)物就能獲取相應(yīng)的氧氣。

或者說，早期一些擁有書鰓的動(dòng)物，即便它們無法直接呼吸空氣，只要它們不要離開水體太遠(yuǎn)，時(shí)時(shí)確保書鰓潮濕，它們?cè)陉懙厣匣顒?dòng)一陣子是完全沒問題的。

上面這個(gè)化石是Parioscorpio venator，或者稱為“始祖獵蝎”。

它的腿部結(jié)構(gòu)暗示了它可以在陸地上爬行，而不是只能在水中活動(dòng)，而2020年，一篇發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》雜志文章甚至證實(shí)，它的書鰓是可以呼吸空氣的[2]。

這種動(dòng)物的生活方式可能有點(diǎn)像現(xiàn)在的兩棲類，它們無法離開水體太遠(yuǎn)，但肯定可以在陸地上活動(dòng)。

它生活在大約4.37億年前的，比已知最古老的維管植物化石——庫(kù)克遜蕨（Cooksonia barrandei ）要早1000萬年左右。

我們前面提到過，早期動(dòng)物可以通過白天躲避陽(yáng)光、晚上活動(dòng)的方式，來適應(yīng)陸地輻射超標(biāo)的環(huán)境，始祖獵蝎可能就是夜間活動(dòng)的動(dòng)物，另外，今天的蝎子也依然保留了它們祖先的活動(dòng)方式——夜行性。

不僅是蝎子，那些最早進(jìn)入陸地的掠食者基本都是夜行動(dòng)物，例如與蛛形綱幾乎同時(shí)進(jìn)入陸地的多足綱代表——蜈蚣，也是至今保留夜行性。

這些掠食性節(jié)肢動(dòng)物的登陸可以說和植物是否在陸地生長(zhǎng)是毫無關(guān)系的，它們也完全不需要等到植物登陸之后再向陸地?cái)U(kuò)張。

它們是否在陸地活動(dòng)只和一些關(guān)鍵特征的進(jìn)化有關(guān)系，所以動(dòng)物比植物更早在陸地活動(dòng)，完全是有可能的。

參考：

• [1].https://www.nature.com/articles/d41586-020-01646-5
• [2].https://www.theguardian.com/science/2020/jan/16/ancient-fossil-may-prove-scorpion-was-first-land-dwelling-animal#img-1