引言 深時  

01 前寒武紀  

冥古宙

太古宙

真核生物  

埃迪卡拉紀  

加尼亞蟲  

金伯拉蟲

02 古生代  

寒武紀  

三葉蟲  

昆明魚  

奧陶紀  

珊瑚  

筆石  

牙形蟲

志留紀  

原杉藻  

頂囊蕨  

廣翅鱟屬動物  

泥盆紀

鄧氏魚  

呼氣蟲  

菊石

棘螈

石炭紀  

鱗木  

巨脈蜻蜓  

波爾蠨屬動物  

林蜥

二疊紀  

舌羊齒  

異齒龍  

笠頭螈

針葉樹

03 中生代  

三疊紀  

叉鱗魚  

歌津魚龍  

波斯特鱷  

蚯蚓  

侏羅紀  

古鱗蛾  

翼手龍  

甲蟲  

始祖鳥  

白垩紀  

古果  

古蜂  

爬獸  

阿根廷龍  

04 新生代  

古近紀  

笨腳獸

威馬奴企鵝  

有孔蟲  

螞蟻  

新近紀  

禾草  

草原古馬  

喙頭蜥  

海藻森林  

第四紀  

猛犸像  

渡渡鳥

果蠅

人屬  

致謝  

深 時

地球的一生廣博而深邃，其時間尺度大到超出人類的想像。幾個世紀以來，通過研究岩石和化石，我們得以拼湊出地球數百萬年的歷史和發展進程。長期以來，人類一直試圖通過觀察地貌來了解世界，直到近幾百年，我們纔了解地球表面被多次塑造和重新排列的神奇方式，以及這種方式是如何塑造芸芸眾生的。

從熔融的內部到堅硬的外殼，整個地球都是由岩石構成的。通過研究岩石和化石（地質學和古生物學），人類對地球的形成和發展有了深入的了解。盡管我們已經掌握了這些信息，但要理解地史，即深時（deep time），依舊很難，因為它遠遠超出了人類的經驗範疇。

地質學家研究地層組成、年齡和分布，從而闡明諸如板塊構造、氣候變化、生命起源及進化的過程。地質學的原理看似簡單，實則繁復，因為在深時裡，堅硬的岩石可以像水一樣流動，也可以像紙一樣皺縮。新岩石的形成伴隨著舊岩石被吞噬的過程。與此同時，化石的分布是不均勻的，這不僅體現在化石所處的空間位置上，還體現在化石所代表的特定時間段上。此外，有骨骼的動物比沒有骨骼的動物更容易形成化石。大約300 年前，人類開始認真思考這些謎題。在更早的時候，人類就嘗試著解讀世界，比如將山頂上的貝殼解釋為古代洪水留下的證據，以及用神話來解釋在草原絲綢之路上的沙漠中發現的恐龍骨骼。

地質年代

地質年代是用於描述地球 46 億年生命中事件發生的時間，它被分割成極為精細的尺度，從宙、代到紀，再到期。其中大部分是由歐洲地質學家命名的，並根據他們在地層中觀察到的明顯變化來定義，比如從石灰岩到砂岩的突然轉變，或者化石新種的出現。隨著我們對地質過程的深入了解，有關這些時間尺度的細節不斷完善，年代也越來越精確。

科學家使用的現代時標被稱為年代地層表（chronostratigraphic chart），它綜合了多種來源的信息，包括岩石和化石中素的年代測定。盡管科技日新月異，地質年代背後的一個關鍵原則仍是對生物的化石研究，以及它們是如何在深時出現、發生變化和消失的。

地層裡的故事

關於岩石的早記錄來自古希臘和古羅馬，那時的人研究了石頭、金屬和礦物，並認識到地球隨著時間的推移發生了巨大變化。大 1000 年，波斯和中國的學者通過地層的成分來推測地貌的形成過程。11 世紀的自然科學家伊本·西拿（Ibn Sīnā）是伊斯蘭世界偉大的學者之一，他認識到岩石的沉積和山谷的形成需要無比漫長的時間。在中國，瀋括也注意到了沉積和侵蝕的過程，貝類化石更是表明中國內陸的部分地區曾經是海洋。

詹姆斯·赫頓（James Hutton）是西方地質科學領域的主要人物，被稱為“現代地質學之父”。與先前的偉大學者一樣，赫頓也觀察到了侵蝕和沉積現像，並意識到岩石當時的狀態揭示了其形成過程。他還提出了關於深時的新觀點，並認識到地層可以抬升、傾斜和折疊，從而形成山脈、山谷以及復雜的地貌。人們對地質過程的認識也由此進入了新階段。

層層疊疊的岩石

地球上的岩石類型主要有火成岩（岩漿岩）、沉積岩和變質岩三種。火成岩來自地表以下，要麼由噴出地表的岩漿冷凝而成，要麼由侵入地殼的岩漿凝固而成。沉積岩則積聚在地球表面，由被侵蝕的岩石和礦物的碎片、生物化石或化學沉澱物（如碳酸鹽）組成。變質岩一開始是火成岩或沉積岩，在壓縮或加熱等作用下發生了變化。當岩石直接接觸到熾熱的岩漿或者像油灰那樣被折疊、壓制和擠壓時，它就會變質。變質通常意味著岩石化學成分的改變，礦物在重新排列時會形成新的紋理和圖案。

地質學中重要的原理與了解地層所處的地質年代密切相關。沉積岩一層一層地疊在一起，就像一層又一層的蛋糕。古老的地層在底部，越往上，地層越年輕。地層中的化石展示了生物的演變歷程，而隻存在於特定時期的指準化石（index fossils）可以用來確定地層的年代。然而，在漫長的歲月裡，地層可能會傾斜或折疊，並將較老的地層推到較新的地層上面，沿著蘇格蘭西北海岸分布的莫因衝斷帶就是一個典型例子。地層也會被雨雪衝走，在岩石記錄中留下缺口。火山活動會將岩漿閃電般注入已經存在的地層。地表的裂縫、斷層線和板塊構造會使地層相互移動，形成復雜且混亂的模式。解釋這些模式是一項復雜而艱巨的工程，隻有將它們置於地球漫長的一生中，我們纔能真正理解它們。

躁動的板塊

大陸漂移是板塊構造機制的一部分，而板塊運動是塑造地球的基本過程之一。地球表面雖然看起來是一個固體塗層，但實際上是由岩石板塊組成的。地球上大約有 8 個主要板塊和幾十個較小板塊，它們會隨著地球熔融內核的沸騰和攪動而不停地移動。地球內核的熱量產生了對流，使這些板塊在數百萬年的時間裡分分合合。由於厚度不同，板塊之間會相互滑動或者向上折疊和擠壓，從而形成山脈。在板塊交彙和分離的地方，如環太平洋火山地震帶，火山和地震會頻繁發生。

許多較大的板塊都包含一個古老的核心，後者被稱為克拉通。克拉通是地殼中古老的部分，其中一些形成於 40 億年前，即地球誕生後不久。通過研究克拉通，地質學家已經能夠拼湊出地球的形成過程。在過去的 35 億年裡，尤其是在復雜生命出現之後，大陸板塊的移動對生物進化過程產生了巨大影響，其中包括創造了新的棲息地，形成了海洋又使其消失，改變了氣候，以及使生物相互隔離了數百萬年。

閱讀這本書，就像經歷一次奇妙的生命旅程。作者埃爾莎帶我們跨越了地球上15個重要的地質時期，介紹了47種繽紛的生物，講述了生命起源與進化的故事。生命的產生既可以是緩慢而漸進的，也可以是快速且激烈的。與埃爾莎一起感受進化的節奏，永遠對生命懷有一顆敬畏與謙卑之心。

 邢立達

古生物學者，科普作家

這是一本通俗易懂、信息豐富的地球生命傳記，精彩呈現了保存在化石中的多種生命形式。從像始祖鳥這類“明星物種”的故事，到古蜂化石的多樣文化故事，每個人都能從這本書裡學到一些新的東西。

 托馬斯·哈利迪

英國古生物學家，伯明翰大學自然史博物館研究員

這本書講述了47種重要的生物，告訴我們地球上的生命是如何進化的。這本書以巧妙且輕松的文筆將讀者帶入具有驚人啟示的非凡世界，受眾主要是剛剛開始接觸地球科學的人。我特別喜歡書中展現的這些凝練、簡短的知識信息，就像早餐麥片一樣容易消化。埃爾莎取得了非凡的成就，這是一本見解深刻且機智幽默的書，古生物學領域的新老讀者都將會喜歡。

 安賈納·卡多亞

電視主持人、地球科學家

除了有趣的事實和不同尋常的動物，將這本書的內容整合在一起並提升它的閱讀體驗展現了作者的寫作功底，即作者的闡述和優美的措辭……埃爾莎為這本書注入了一定程度的詩意，讓你從新的角度看待滅絕的生物。本書結合了有趣的科學事件、鼓舞人心的寫作風格以及糾正常見誤解的使命，是一份值得推薦的閱讀禮物。

 《好奇的生物學家》

（The inquisitive biologist）

人屬——人類的進化

是什麼讓人類變得獨一無二？人類居住在不停旋轉的地球上，並從根本上改變了它。人類是第四紀的生物，經歷了冰期和氣候變化的考驗。人類能利用大自然中的豐富資源來解決溫飽問題，建造庇護所，創造藝術和神話。從早的石器工藝到現今的軌道衛星，人類的科技旅程是非凡的，但人類對地球的破壞也將“玷污”未來幾千年的地層記錄。

智人傾向於將自己與其他動物區分開來，但實際上，智人隻是靈長類動物中的一種，與黑猩猩和倭黑猩猩共享約 99% 的基因。現代人已經存在了大約 15 萬年。人類是相對來說毛發較少的生物，擁有巨大的、擴展的大腦。人類的大腦中存在的大量灰質使人類發展出了復雜的技術、語言、思想、藝術和音樂。

盡管如此，人類依舊經常成為與他們一起生活的動物的獵物，早期智人中就有被鱷魚和豹子喫掉的。人類被大型野生食肉動物咬死的事件時有發生，被狗、蛇和蚊子咬死的人則數以萬計，遠遠超過了前者。盡管生來弱小，發育緩慢，沒有鋒利的牙齒和爪子，通常不具備快速奔跑的能力，但復雜的認知繫統讓人類擁有生存能力，進而成為一個強大的物種，甚至引發了第六次生物大滅絕。

靈長目的起源可以追溯到更猴等體型細長的小型生物，它們出現在白垩紀末期那場生物大滅絕之後。在 1 500 萬～2 000 萬年前，所有現存猿類的後一個共同祖先出現了，而在 800 萬年前，人類與大猩猩的祖先出現了。在 700 萬～400 萬年前，人類和黑猩猩的祖先纔分化開來。    

人們曾經認為人類的進化過程是一條直線，實際上，在過去的幾百萬年裡，地球上存在著超過 15 種早期人類，或者說古人類。他們經常共存，甚至雜交。在過去的 50 年裡，新發現的化石為人類的進化史增添了許多新面孔，他們在人類譜繫圖中的位置引起了激烈爭論。可以肯定的是，“人類”這個詞所包含的差異性比我們以前所認為的要大。從利用火和制造工具的零散人群到現在的 80 億人，人類的數量還在不斷增加，其中大部分生活在城市。工業革命加速了人類對地球的影響。我們因擁有智慧而顯得如此獨特，又因這智慧而威脅著地球。

人類的獨特之處在於直立行走、使用語言和制造工具的能力，盡管其他動物群體中的部分成員也擁有這些能力。與我們的身體質量相比，我們的大腦很大，幾乎是黑猩猩或大猩猩的 3 倍。一些研究人員認為，隨著非洲的氣候和棲息地的變化，人類進化出了雙足行走的方式以體能，從而走得更遠。這順便解放了人類的雙手，我們可以用手去覓食和搬運物品。直立行走對人類的骨骼產生了根本性的影響，重新調整並改變了骨盆、脊柱和腿部關節的結構。這些改變雖然在某些方面對人類是有利的，但也有許多缺點，比如人類會因為直立姿勢而遭受背部和關節疾病，而且比其他靈長類動物更難生育。大腦尺寸與產道大小及方向之間的平衡可能導致嬰兒出生時很弱小且發育不良。大多數靈長類動物幾乎一出生就可以走路，還能依附和模仿成年個體，人類的童年則很漫長，性成熟也相對較晚。

我們可以通過化石記錄來追蹤不同的人類物種的大腦形態變化。此外，大腦的結構可能和尺寸一樣重要。我們依靠考古學來探究復雜文化是何時出現的。以石器的形式反映的技術水平提供了證據，研究人員通過研究這些工具產生的方式來分析不同人類物種的進化。種可識別的石器工具可以追溯到大約 330 萬年前，可能來自南方古猿。在第四紀初期，人屬中古老的成員能人開發了新的石器工具，並將後者用於屠宰動物，以及加工獸皮、植物和木材。

早期古人類處理死者的方式體現了人類的心理和社會的發展。古老的人類喪葬習俗來自以色列，10 具智人的尸體被小心翼翼地放置在一個名為 Mugharet-es-Skūl 的山洞裡。這個喪葬發生在大約 10 萬年前，這表明至少在那個時候，古人類圍繞死亡已經有了復雜的社會行為。其他物質文化包括合作狩獵和獸皮加工，這些技能是至少 20 萬年前的尼安德特人和早期智人所共有的。洞穴壁畫和雕刻品等具像藝術直到 5 萬年前纔出現，是現代人類認知能力完全形成的重要標志。

智人早出現在非洲境內。部分智人很早就踏上了歐亞大陸，但古老的 DNA 告訴我們，目前地球上所有人類都來自大約 10 萬年前的一個小種群。擴散可能發生了多次，因此，現代人類的起源很難解釋清楚。這些智人遇到了其他古人類物種，包括尼安德特人和丹尼索瓦人。他們之間的交配似乎很普遍，現代人類多達 6% 的 DNA 來源可以追溯到這種混合。人類在至少 7 萬年前到達東亞，幾千年後穿過印度尼西亞到達澳大利亞。直到 4.2 萬年前，人類纔在中歐或西歐被發現。部分人類可能在這個時候到達了美洲，並且在後一個冰期即將結束時重復了這一旅程。

在過去的 10 萬年裡，人類活動對動物多樣性產生了巨大影響。人類在世界各大洲的出現往往與多種動物的消失同時發生，尤其是那些被獵殺的大型哺乳動物。人類不僅影響了動物，還塑造了棲息地。自上一個冰期結束以來，作為狩獵采集者、牧民和農民，人類對整個世界產生了廣泛的影響。在很多人看來，亞馬孫雨林這樣的地方是原始且未被破壞的，其實，這種地方也深受耕種、森林砍伐和火災防治制度變化的影響。典型的例子就是在草原上使用火來提高土地的生產力，這從根本上改變了生態繫統和水循環，釋放了二氧化碳。隨著人口的增加，這些影響也越來越大，在過去的 200 年裡，工業革命加快了人類對地球的破壞速度。

人類無疑是地球上獨特的居民之一。然而，人類獨有的許多特征在動物中並不是那麼獨特。其他生物擁有體積更大的大腦（如大像），也會使用工具（如烏鴉），在復雜的社會群體中與同類交流（如海豚），還搞起了養殖（如螞蟻），並對氣候和生態繫統產生了廣泛影響（如藻類和蚯蚓）。在人類身上，所有的這些特征結合在了一起，再加上先進的技術、龐大的人口和社會網絡，人類成為地球上偉大的物種，取得了前所未有的成就。現在，氣候變化和資源短缺是我們面臨的兩大挑戰。科學家們一致認為氣候變化正在發生，未來的嚴重程度取決於我們為減少溫室氣體排放所做的努力。

在遙遠的未來，無論人類是停止對地球的破壞，還是完全從地球上消失，地球都會自然地恢復過來。人類的遺骸將被夾在地層之間，形成一層薄薄的破壞層，就像過去的小行星撞擊一樣。根據過去的大滅絕來看，生命可能需要大約 1 000 萬年纔能從當前人類引起的大滅絕中恢復過來。一個新的超大陸將在未來的 2.5 億年裡逐漸形成，再次改變全球氣候。到那時，隨著植物在數千年裡不間斷地生長、腐爛和被掩埋，幾乎被人類耗盡的化石燃料儲備將得到補充。

科學家們認為，5 億年後，太陽釋放的熱量將不斷增加，開始破壞地球周期的微妙平衡；10 億年後，地球可能已經不適合復雜生命生存。雖然地質時間對我們來說很漫長，但在宇宙的宏偉藍圖中，地球上所有的復雜生物體都是在極短的時間裡進化出來的。誰知道自然選擇在宇宙中其他宜居的星球上創造了什麼奇跡，也許那些星球上的生命也曾繁盛一時呢！