第01节  从水生到陆生

      大约在古生代泥盆纪末期（距今约三亿年前），某些具有肺的古代总鳍鱼类尝试登陆并获得成功。这在脊椎动物演化史上是一个划时代的事情。生命起源于水中，动物躯体结构的绝大部分是水，所有的细胞活动也都在水环境中进行的。具有这种结构和功能的水生动物一旦登陆，首先面临着严峻的环境条件，存在着一系列有特解决的矛盾。

在两栖类登陆之前，昆虫、植物已经成功登陆。

一、水陆环境的主要差异

         1．空气含氧量比水中充足

      水中含氧量为3-9ml／l，而空气含氧为210ml／l，是水的20多倍。水中氧气的扩散和渗透率较低，而陆生动物获得氧气容易得多，但摄取氧气的器官必须进行彻底变革。

         2．水的密度比空气大

      水的密度比空气大1000倍，粘性比空气大100倍，约相当于动物原生质的密度。尽管它对于动物运动的阻力比空气大得多，但却能很容易将动物躯体飘浮起来。

         3．水温的恒定性

   水的比热比空气的比热大，水温较为稳定，变化幅度较小，一般不超过20-30℃。海水温度近于恒定。而陆地温度则存在着剧烈的周期性变化，例如四季的变化、冻冰与解冻；干旱、洪水、飓风等多样的恶劣气候，都造成大幅度温度变化。

        4．陆地环境的多样性

   陆地环境地形复杂、植被多样，例如苔原、针叶林、针阔混交林、热带雨林、草原、沙漠、沼泽、高山、盆地等等，为动物的栖居、隐蔽等提供了较水域更多样的条件。

二、由水生到陆生所面临的主要问题

水、陆环境的巨大差异使上陆动物面临许多难题和巨大的挑战，它们要成功登陆必需解决以下问题：

         1．如何在陆地上支持体重并完成运动？

         2．如何呼吸空气中的氧气？

         3．如何防止体内水分的蒸发？

         4．如何在陆地上繁殖后代？

         5．如何适应陆地的温度变化，维持体内生理生化活动所必需的温度条件？

         6．如何适应于陆地多样的环境？

        以上这些问题在动物进化历程中，从两栖纲到哺乳纲，不断地得到解决，且逐步完善。两栖类则基本上解决了在陆地运动、呼吸空气、适宜于陆生的感觉器官和神经系统等方面的问题，仍有许多不完善的地方。