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石炭纪是地球演化的一个年代 ， 大约距今2.9亿年到3.5亿年 ， 是现代化石燃料煤炭的主要形成时期 ， 所以叫做石炭纪 ， 石炭纪的陆地面积比现在大很多 ， 陆地上的生物得到空前的发展 ， 当时的气温温暖湿润 ， 沼泽遍布 ， 大陆上形成了规模庞大的森林 ， 这也是煤大规模形成的原因 。
石炭纪还有一个称呼 ， 那就是巨虫时代 ， 那个时候的昆虫可不是我们现代看到的这么小 ， 那时候的蜘蛛有人头般大小 ， 蜻蜓翼展将近一米 ， 是现代发现的最大的昆虫 。那么究竟是什么原因导致昆虫这么巨大呢？
这个还得从地球上最重要的一种物质说起 ， 那就是我们现在离不开的氧气 ， 我们都知道现在我们地球的含氧量大约在21% ， 而在石炭纪氧气巅峰状态下达到惊人的35% ， 这种高浓度氧气非常适合节肢动物繁衍生息 ， 因而孕育了一大批巨虫 。
【石炭纪又称巨虫时代，是什么原因导致昆虫会变得异常巨大呢？】
这些巨虫每一个拿到现在都是只有在科幻片里面才会出现的生物 ， 现在的蜻蜓是以蚊子为食的 ， 不知道翼展将近一米的蜻蜓会以什么为食呢？
昆虫其实也是统治过地球的 ， 它们并不是我们现代看起来这么微小 ， 并且统治地球长达6500万年的时间 。这个时期高浓度氧含量为许多巨型生物提供了生命基础元素 ， 昆虫的飞行活动对新陈代谢要求很高 ， 较高的氧气浓度意味着可以给更多的细胞呼吸 。
据悉 ， 在研究过程中 ， 科学家们还专门分析了现代昆虫身体尺寸与它们气管长度之间的关系 。如在那个时代 ， 一只蜻蜓在翅膀展开时可达70厘米 。科学家们解释称 ， 在三亿多年前 ， 昆虫身体尺寸与它们气管尺寸的比例达到了一个非常高的程度--这是由于大气中氧气的浓度越高 ， 呼吸系统处理空气的能力便越小 。
在当前氧气浓度相对较低的情况下 ， 昆虫的理论尺寸不会超过数厘米 。不过 ， 一旦大气中氧气的含量增加古生代的水平 ， 那么我们平常所见到的蚊子和蟑螂将有可能对人类生命安全构成极大的威胁 。
不过在石炭纪末期 ， 因为过高的氧气含量 ， 一场持续的长时间的大火结束了巨虫们的时代 。由于几千万年来茂盛的植物产生了大量的煤炭埋藏在了森林地下 。可能是火山的爆发点燃了地下埋藏的煤炭 ， 加上过高的氧气含量助长了大火的蔓延 ， 整个森林变成了一片火海 。
这一场毁灭性的大火持续燃烧了几十年 ， 高温加上煤炭燃烧释放的毒气致使当时地球上46%的物种灭绝 ， 这就是石炭纪燃煤灭绝事件 。
动物的演化 ， 可谓是经历了上亿年的变化 。不同时期的动物 ， 在身体结构和大小上都有很大的差异 。其中 ， 昆虫的演化是一段十分精彩、令人称奇的过程 。在石炭纪中 ， 我们平时见到的小小昆虫却有着几米的身躯 ， 可真是骇人听闻 。那么 ， 石炭纪这个“巨虫时代”是从何而而来呢？答案是由于极高的氧气浓度而形成的 ， 但是并没有持续下来 。
一、昆虫的故事首先给大家举个例子 ， 我们平时生活中所见到的蜈蚣最大只长到了10厘米左右 ， 但是在石炭纪 ， 一只普通的蜈蚣 ， 身长竟然达到了3米 ， 可以想象真的是太可怕了 。石炭纪时期 ， 地球上的氧气浓度很高 ， 让那时候的节肢动物的体型得到了充足的发展 ， 体型也达到了惊人的长度 。不但有3米的蜈蚣 ， 还有与人一般大小的蜘蛛 ， 所有的昆虫都得到了丰富的氧气而生长 ， 因此这一时期又被称之为“巨虫时代” 。
二、大型昆虫的灭亡当然 ， 这一时期的大型昆虫们并没有生存的很久 。在石炭纪的末期 ， 由于火山运动点燃了地下的煤炭资源 ， 导致了一场大火的产生 ， 极高的氧气浓度是火灾良好的助燃剂 。因此 ， 这一场大火燃烧了几十年 ， 让这些大型昆虫也遭遇了灭亡 。不仅仅是大型昆虫遭遇灭亡 ， 地球上的这场大火同时导致了将近一半物种的灭绝 。
由此可见 ， 物种的起源和发展在不同时期也呈现出不同的状态 ， 也进一步向大家展示了物种的神秘和变化的过程 ， 让我们揭开了上亿年前地球的神秘面纱 。于此同时 ， 我们也能感受到人类与自然相比的微不足道 ， 人类仅仅是地球的一部分 ， 并不是整个地球的主宰者 。这一次 ， 我们也需要清楚的认识到自己的身份 。
石炭纪是蕨类植物形成繁茂森林的纪元 。相比早石炭纪用孢子繁殖的蕨类植物 ， 石炭纪中期出现的种子植物更能适应干燥的环境 ， 种子蕨林覆盖了季节性的冲积平原；而且最早的裸子植物也在石炭纪晚期出现 ， 分布在离水系更远的高原和山地 。此时的地球几乎每一寸土地都被绿色植物占据 ， 它们成就了石炭纪时期葱绿的地球！
石炭纪繁茂的蕨类雨林 ， 引自国家地理
繁茂的蕨类雨林 ， 使石炭纪成为一个富氧的纪元
蕨类植物的枝条和叶片编织成绿色的罗网 ， 捕捉阳光和二氧化碳 ， 然后用这光能重组碳氢氧原子间的化学键 ， 制造更多的糖类、脂肪和蛋白质 。高大的乔木还在枝干中囤积大量木质素 ， 提高植株的强度和韧性 ， 支撑沉重的树冠 ， 抵御风雨的侵袭 。地球成了一座开足马力生产的光合工场 ， 数千万亿吨气态废物（即氧气）被排入环境 ， 大气中的氧气浓度飙升到35% ， 这是自地球演化史以来的最高值 。
地球地质时期大气中氧气和二氧化碳浓度变化表
备注：氧气含量在石炭纪晚期达到顶峰 。PAL（即现代）：氧气20.9% ， 二氧化碳0.036% 。?：指寒武纪；O：奥陶纪；S：志留纪；D：泥盆纪；C：石炭纪；P：二叠纪；Tr：三叠纪；J：侏罗纪；K：白垩纪；T：古近纪和新近纪 。
有了铺天盖地的树冠层遮风挡雨 ， 幽深潮湿的林底成了陆生节肢动物的演化试验场 。
在泥盆纪扩张到淡水中的鱼类 ， 有部分成员把鱼鳍变成了四肢 ， 能够爬上岸边 ， 用“肺”这个新器官在陆地上呼吸空气 ， 成为全新的两栖动物 。但石炭纪早期的两栖动物的卵和幼体必须在水中发育 ， 成体也需要保持体表湿润 ， 仍无法完全摆脱对水的依赖 。就在它们徘徊于水陆之间时 ， 陆地已被蛛形类、多足类和甲壳类动物演化出的新类群霸占 ， 这就是包括蜈蚣、马陆、蝎子、蜘蛛在内昆虫类节肢动物 。它们在枯枝落叶间伸展蜷曲 ， 伺机而动 ， 六足类演化的代表巨脉蜻蜓演化出翅膀 ， 从此翱翔天际 。
六足类的巨脉蜻蜓演化出翅膀 ， 引自国家地理
节肢动物完成超进化 ， 石炭纪进入巨虫时代
充足的食物和富氧的大气使不少陆生节肢动物成长为庞然大物 ， 其中著名的有肺蝎、节胸蜈蚣、巨型马陆和巨脉蜻蜓等 。巨脉蜻蜓有细长的身形、巨大的复眼和两对透明翅膀 ， 与现在的蜻蜓构造相似 ， 但身体大小却是天差地别：翅膀展开足有75厘米宽 ， 几乎跟喜鹊一样大 。
体长3米的巨型马陆 ， 有史以来最大的陆地节肢动物
其实从寒武纪开始 ， 巨大的节肢动物就层出不穷 ， 奇虾、雷蝎、巨型羽翅鲎和耶克尔鲎都曾经占据顶级掠食者的生态位 。但随后经过1000万年复兴的脊椎动物强势崛起 ， 彻底打碎了这一格局 。从海洋到淡水 ， 有颌鱼类兵锋所至 ， 节肢巨怪纷纷授首 。石炭纪更像是巨虫时代的尾声 ， 当四足脊椎动物只能在泥涂中笨拙地匍匐拖行时 ， 蕨类森林就成了这些石炭纪巨虫们最后的伊甸园 。
石炭纪的激战：巨型两栖动物对战巨型马陆
石炭纪再次被启动的登陆工程
进入石炭纪 ， 从泥盆纪晚期灭绝事件中逐渐复苏的海洋生物基本上继承了泥盆纪的类型 ， 但巨型盾皮鱼类的身影永远的消失了 ， 如邓氏鱼 。蜓类成为海生无脊椎动物中最重要的类群 ， 而腕足动物尽管在类群上减少 ， 但数量多 ， 依旧占重要地位 ， 头足类则以菊石迅速发展为主 。
左为原始爬行动物林蜥、右为两栖动物引螈 ， 引自国家地理
陆地上的四足动物在大灭绝中损失惨重 ， 幸存下来的只有少数体型小巧的种类 ， 大概经过1000万年时间才逐渐恢复元气 。演化进入到石炭纪中期时 ， 巨大的肉鳍鱼再次成为淡水河湖的霸主 ， 迷齿类如体长2米多且身披鳞片的引螈 ， 这些巨型两栖动物也毫不示弱 ， 它们和古怪的壳椎类两栖动物占据了湿地和被洪水淹没的雨林底部 。而晚石炭纪 ， 脊椎动物演化再次出现飞跃发展 ， 在完善了呼吸、运动和感官系统后 ， 终于摆脱了对水的依赖 ， 出现了如林蜥这些长得像蜥蜴的早期羊膜类脊椎动物 ， 能够适应更加广阔的生态领域 。它们的后代将完成超进化成为地球的霸主 ， 统治海洋 ， 陆地和天空 。但在石炭纪 ， 它们只是一些在落叶间穿行的小爬虫 ， 全靠速度和敏捷在巨虫的螯爪间勉强逃生 。
石炭纪末期 ， 湿润的蕨类雨林逐渐被干湿季明显的季节林取代 ， 即雨林崩溃事件
绵延无尽的蕨类雨林是石炭纪的标志 。6000万年后 ， 地球气候再次动荡 ， 干湿季节变得鲜明 ， 雨林迅速萎缩分隔成孤立的小块 。这一事件被称为石炭纪雨林崩溃（Carboniferous rainforest collapse ， CRC） ， 它宣告了石炭纪的终结 。这场小型灭绝事件带走了最后的巨型节肢动物 ， 把两栖动物禁锢在水系附近 ， 也为更加适应干燥环境的昆虫和羊膜类爬行动物开辟了广阔的生存空间 。地球即将迎来百兽横行的新时代 。