宇宙有限论

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§42_19  向陆地进攻Ⅰ:从藻类到苔藓

       这个“愚公造陆”的星期，在蓝细菌开始通过光合作用持续氧化海水中的亚铁离子的数亿年后，已经进化出最初的植物。
       按照生物进化的亲缘关系和结构复杂程度，从低到高可以将植物分为4个主要进化等级，遵循“结构从简单到复杂、繁殖从孢子到种子、水生到陆生”的进化规律，有：
       第一级：藻类植物（最低等，原始水生类群）。
       这是植物界中最原始、结构最简单的类群，绝大多数为水生，无根、茎、叶的分化，无维管组织，生殖器官多为单细胞，合子不发育成胚，属于低等植物。
       其主要分为以下门类：
       绿藻门：如衣藻、水绵，是陆生高等植物的祖先类群；
       红藻门：如紫菜、石花菜，多为海生多细胞藻类；
       褐藻门：如海带、马尾藻，多为大型海生藻类；
       硅藻门、不等鞭毛藻门：多为单细胞浮游藻类；

       因此，最初进化的很可能是绿藻，如水绵。
       随后是红藻，而褐藻、硅藻的出现要晚得多。

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       在蓝细菌“愚公造陆”成功后，随着陆地面积的初具规模，该星球也开始进化出第二级的植物——苔藓植物，它是植物登陆的初始类群、低级原始陆生植物。
       属于高等植物中最原始的类群，是植物从水生向陆生演化的过渡类群，出现了茎、叶的初步分化，但无真正的根，无维管组织，生殖过程仍依赖水，配子体占优势，多生活在阴湿陆地环境。
      仅分为1个主要门：
      苔藓植物门：分为苔纲、藓纲、角苔纲三个亚类，常见类群如葫芦藓、地钱。

      苔藓属于原始的陆生植物，虽然仍依赖潮湿环境、生殖过程需要水，但它已经需要在陆地表面完成世代交替。
      由于该星球还有其他的浅海——退潮能露出的海滩，因此这些苔藓植物主要在浅海海滩，新造陆地与大海交界处生长。
      因为地壳中大量的二氧化碳之存在，越来越大的植物，不断吸进二氧化碳，吐出氧气，继续加剧对海洋中亚铁离子（Fe²+）的氧化。

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§42_20  向陆地进攻Ⅱ: 原始土壤与石松的出现

      上述星球的早期，没有土壤，只有裸露的地表，包括浅海退潮露出的海滩、氧化亚铁离子新增加的陆地。
      蓝藻、绿藻等低等微生物先在陆地定居，开始初步风化固体地表。
      地衣（拉丁学名：Lichens)是蓝细菌或藻类与真菌共生的复合体，别名石花。.
      地衣会进一步分解固体地表，积累微量有机质。
      接着，苔藓出现后，苔藓植物繁生后，固着岩屑，积累更多有机质，形成厚度5~10cm、具备初步持水能力的薄层土壤，把原始土壤的发育推向下一阶段。
      相对于增加的陆地64米的平均海拔，5~10cm的固体地表风化不会发生什么障碍。

      按照生物进化的亲缘关系和结构复杂程度，第三级的植物是蕨类植物，其为维管植物的原始类群，真正适应陆生的孢子植物。
      相比于苔藓植物，蕨类出现了真正的根、茎、叶分化，出现了原始维管组织，孢子体发达、配子体退化，生殖仍依赖水，是最高等的孢子植物，也是裸子植物的进化前体类群。

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       蕨类植物主要分为以下5个门，其中最简单是石松门，代表为石松、卷柏。

       石松门对贫瘠的原始土壤适应性极强：
       多数石松门物种，譬如石松、卷柏，可直接在岩石缝隙、裸岩区域的薄层原始土壤中扎根生长，甚至仅岩屑混合少量有机质就能生长，不需要发育成熟、有机质含量高的土壤，对生境基质的要求是五个门类中最低的。

      其在演化过程中反而会持续推动新土壤形成：
      石松门拥有发达的匍匐根状茎和真根，会在岩石表面不断蔓延生长。
      其根系的机械挤压能持续破碎岩屑，加速岩石风化；
      其每年枯落的老茎、老叶会持续补充土壤有机质，增厚原始土层，逐步改造出更肥沃的新土壤，为后续其他植物定居创造条件。

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§42_21  向陆地进攻Ⅲ: 蚯蚓、陆生千足虫的贡献

       假如该星球，动物同时进化，在藻类植物、苔藓植物、蕨类植物的石松门出现的前后，环节动物门的蚯蚓、节肢动物门→多足亚门→倍足纲（Diplopoda）的陆生千足虫也出现了。
       这三类植物已经能提供蚯蚓和千足虫生存必需的所有资源：
       [1]食物来源充足：
       藻类凋亡残体、苔藓枯落物、石松脱落的老根茎，已经能为两类腐食动物提供充足的有机质食物，足够支撑种群繁衍；
       千足虫以腐烂植物为食，蚯蚓吞食土壤中的有机质，都可以直接利用这些植物残体，不需要更高等的被子植物提供食物。
       [2]生境条件达标：藻类→苔藓→石松的改造过程，已经能形成厚度足够的薄层原始土壤，满足蚯蚓和千足虫钻穴、栖息的需求，不需要成熟森林土壤就能存活。

       但反而，蚯蚓、陆生千足虫的生存活动，为原始土壤的肥沃化提供了贡献。
       蚯蚓贡献第一。
       其改良土壤结构：蚯蚓钻穴活动可疏松土壤，改善土壤通气性和透水性，有利于植物根系生长和水分渗透。
       其富集土壤养分：蚯蚓吞食土壤和有机残体，排出的粪便（蚓茧）中富含氮、磷、钾等植物必需养分，能直接提高土壤有效养分含量，还可促进有机质腐殖化，增加土壤肥力。
       其推动物质循环：蚯蚓作为分解者，可分解枯枝朽根等有机物，将其转化为无机物供植物利用，促进生态系统的物质循环。

       据测算，1只蚯蚓1年能翻耕约30吨土壤，持续改造土壤肥力，是目前已知对土壤肥沃性提升贡献最大的陆生无脊椎动物之一。

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       古龙的陆小凤系列《凤凰东南飞》，陆小凤与司空摘星打赌失败，“十天内替他挖六百八十条蚯蚓”，陆小凤叹气道：“开始的那几天蚯蚓好像还很多，到后来那几天，要找条蚯蚓简直比癞蛤蟆找老婆还难。”
       以陆小凤的“灵犀一指”去剪断蚯蚓身体，蚯蚓可“断体再生”，徒唤奈何。
       即使是超一流武林高手，挖680条蚯蚓依然困难重重，需知蚯蚓约4.8亿年前已在地球出现，还成功逃过多次生物大灭绝仍繁衍至今。
       全球已知蚯蚓种类超过3000种，分布几乎遍及除极地冰盖和沙漠外的所有陆地生态系统，是土壤中数量最多的动物类群之一。

       蚯蚓为何能逃过数次生物大灭绝？
       因为与其他多数动物相比，蚯蚓存在生存优势。
       [1] 栖息地的高度隐蔽性与安全性：蚯蚓长期生活在土壤深层，通常20厘米以下、干旱时可达2米，土层构成了天然的物理屏障，有效隔绝了地表气候剧变（如极端温度、紫外线辐射）及大部分捕食者的威胁 。
       这种“地下避难所”特性使其在大规模地表生态崩溃时仍能存活 。
       [2]极强的环境适应与食性广度：作为分解者，蚯蚓以土壤中的腐烂有机物为食，不依赖特定的活体植物或猎物。只要土壤中存在微量有机质和水分，它们即可生存 。
       这种“不挑食”的特性使其在食物链断裂的大灭绝事件中，比顶级捕食者或专食性动物更具韧性 。
       [3] 惊人的繁殖与再生能力：蚯蚓为雌雄同体，繁殖效率高；部分种类具备强大的再生能力，身体受损后若未伤及关键器官（如环带及前段重要脏器），可修复甚至分裂成新个体。
       这种高冗余度的生命机制，使得种群在遭受重创后能快速恢复数量 。
       [4] 低代谢需求与强耐受冲击能力。其身体结构简单、代谢需求低，没有复杂的生理系统需要维持。
       这种低代谢需求的稳定生命系统，使得在地球环境发生剧烈波动时，受冲击程度远低于高等生物 。

      

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       于原始土壤的肥沃化而言，陆生千足虫贡献第二。
       千足虫排泄物提升了土壤肥力：
       千足虫以腐烂的植物残体为食，消化系统会将植物残体分解转化为富含氮、磷、钾等植物可利用养分的排泄物，直接为贫瘠的原始土壤补充有机质和矿物质，显著提升原始土壤的肥沃程度。和现代土壤中蚯蚓的作用类似，千足虫的排泄物分解更快，更易被早期植物吸收利用。
       千足虫行为习惯对植物定植也有贡献：
       千足虫在土壤碎屑中爬行活动，能疏松原始土壤颗粒，改善土壤的通气性和透水性；同时会将植物孢子携带扩散到不同区域，帮助石松等早期陆生植物拓展生存范围，促进植物定植繁衍。

       另外，在在藻类植物、苔藓植物、蕨类植物的石松门出现的生态环境中能存活的小型蠕虫动物，也有贡献：
       它们在原始泥土中挖掘洞穴穿行，一方面会将松散的岩屑和有机质混合，让土壤结构更均匀，促进原始土壤在陆地表面扩散；另一方面它们的排泄物同样能持续补充土壤有机质，提升肥力。
       但这类动物体型小、生物量远低于千足虫，对土壤肥沃性的整体贡献弱于千足虫。
       注：土壤不可忽视和低估作用，天文学的外星探索，总忘不了取一杯外星土壤。
       （参考我国的月球土壤相关报道）

       （又，古时候，一个离乡背井的旅人，为何要带上故乡的一杯泥土上路？）

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§42_22  向陆地进攻Ⅳ: 蕨类植物先后面世

       另外，节肢动物门弹尾纲之跳虫、螨类（蛛形纲蜱螨亚纲），两者参与枯枝落叶的分解破碎，促进微生物繁殖和有机质转化，调节土壤微生物群落，维持土壤养分循环速率，贡献稳定但低于前三者。
   
       随着土壤的不断肥沃化，蕨类植物5个门的第2、第3个门也应演化而面世。

       水韭门，属于水生特化蕨类，代表生物为水韭。
       水韭门植物，依赖高湿度的水生淤积土壤——湿生沃土中存活，由于前四类动物条件满足。
       木贼门，也称楔叶蕨门，代表生物为木贼、问荆。
       木贼门植物，需要发育完整的近水湿地土壤，对土壤湿度和有机质含量要求高于石松门由于前四类动物条件满足。

       但是，蕨类植物的第4个门松叶蕨门，其在陆地面积大的原生行星中属于最原始的蕨类，代表生物是松叶蕨。
       而松叶蕨门仅具假根，需要附着在其他植物树干或岩石缝隙的腐殖质薄层，自身造土能力很弱，依赖环境已积累的有机质，在这种不断造地的星球，将更慢面世，或者早期品种数量不多，后期才慢慢增多。
       第5个门是真蕨门，其为现存蕨类中最繁盛的类群，代表生物是肾蕨、桫椤、铁线蕨。
       多数需要成熟的森林土壤，对土壤肥力要求最高，原始土壤无法支撑多数物种存活，虽然前四类动物改良了土壤，但对于有要求的真蕨门而言，可能是最后面世的蕨类植物，或者也经历数量先少后多的过程。

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§42_23  海星的新颖进食方式

       但是，如果星球仅仅依靠蓝细菌“愚公造陆”增加陆地面积，不仅过程缓慢，而且陆地面积与星球总表面积占比有限，限制了陆生动物的面世。
       如前所述，地球一样的表面积5.1×10^8 (km²)，增加的陆地为8.88×10^6 (km²)，(8.88×10^6)/( 5.1×10^8)=1.74×10^(-2)=1.74%。
       而地球到了生物多样化时期，陆地占比接近30%。

       这样一个“愚公造陆”星球，经过述十亿年的漫长进化，动物可以进化到第四级“后口动物”，但可能停步在棘皮动物门（Echinodermata），到达智慧人所在的脊索动物门（Chordata）比较艰难。
       棘皮动物门的代表生物是海星、海胆、海参，多数属于海洋生物。

       “无天外客叩门”的第7类原因：“天外客”在陆地面积占比有限的行星上，极限是进化到动物的第四级后口动物的入门，缺乏脊索动物，这些海星、海胆、海参们属于“沉默一族”，离“叩门”尚远。

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       棘皮动物门中，值得研究的是海星进化到的“新颖”进食方式。海星是肉食性动物，与众不同的是，别的肉食性动物是将猎物吃进口再入胃消化，海星则是把胃从口腔翻到体外,用来捕捉和消化食物。
       平时海星不动声色地静伏在海底或在海底匍匐前进, 其呈五角形的体盘上,长了几条粗壮的腕,腕上有几排末端具有吸盘的管足。一旦遇到牡蛎等贝类, 海星会突然跃起，采取三种不同方式捕食：
       其一是用腕抓住贝壳后,将胃从口中翻出来,把对方的整个身体都包得严严实实的,使之室息而死。死后贝壳会自行打开,这时胃便能消化食物了。
       其二是用腕紧紧抓住猎物,借助管足把紧闭的贝壳使劲打开,然后把胃翻出体外,挤入贝壳中,包住贝壳的身体,分泌消化液进行消化。
       其三是悄悄地向猎物靠拢,把胃翻出体外，耐心地等待时机。只要猎物一不留神打开贝壳它便马上见缝插针,迅速把胃挤进去,先杀死对方,然后慢条斯理地消化吸食。
       这种进食方式，为其他动物所罕有。