从海洋中爬出来

克里斯:为什么对从水里出来的东西来说这是一个挑战?

斯蒂芬妮:挑战在于，在水里，我们通常会发现像鱼这样的东西，鱼有鳍，它们可以漂浮在水面上。但在陆地上，这就行不通了。你不能带着鳍在陆地上移动，空气也不能让你保持浮力。所以，为了从水里爬到陆地上，你必须重建你的整个骨骼，你所有的肌肉，你的生理，你的感觉系统，你如何处理脱水，所有的事情，为了能够在水里和重力的作用下生存。

克里斯-所以，这不是简单的一天从水里爬出来，然后登上陆地。为了使动物能够在陆地上生存一段时间，它必须发生很多变化。

斯蒂芬妮:是的，为了实现这一重大转变，需要发生一整套形态和生物学上的变化。

克里斯-我们知道它们发生的顺序吗?他们是一起来的吗?它们是不是发生得很慢，同时发生的?关于这个我们知道什么?

斯蒂芬妮:所以，它发生在泥盆纪时期，也就是大约4亿年前。它发生在大约5000万年的时间里。在这一时期的开始，我们发现了鱼类，在这一时期的结束，我们发现了陆地动物。这些陆地动物被称为四足动物。四足动物都有四肢和手指，也就是手指和脚趾。

Chris:让我吃惊的是，你所谈论的这个时期距离Alex所说的那个时期并没有太久。他有一些最原始的生命，或者至少是它的印象在他面前，非常非常基本的东西，看起来像树叶。在一亿年的时间里，动物爬上了陆地。

斯蒂芬妮:是的，在很长一段时间里，生活相当简单。我们有非常独特的生物，正如亚历克斯之前提到的，我们并不真正了解它们的形态和生物学。但是当我们到达大约5.3亿年前，我们遇到了寒武纪大爆发。寒武纪大爆发非常重要，因为我们看到了生命多样性的大爆发，各种各样的动物都出现了。不仅仅是简单的动物，还有像植物一样的动物，一直到大型食肉动物。在这段时间之后，生物开始集中并开始向不同的方向进化，变成了我们今天的动物。在寒武纪大爆发中，我们实际上有脊椎动物的前身。这些是有脊椎的动物这些是最终变成四足动物的动物。

克里斯-这些动物开始出现的土地会是什么样子?如果有的话，已经有什么了?

斯蒂芬妮:在泥盆纪初期直到四足动物开始进化之前，陆地上并没有什么生物。几乎所有的生物都生活在水里。所以，如果你真的坐上时光机回到泥盆纪，站在陆地上，会非常非常安静。不会有鸟儿飞来飞去，唧唧喳喳，也不会有蜜蜂嗡嗡叫。

克里斯——我敢打赌，如果你住在英国，肯定一直在下雨。

斯蒂芬妮:可能下了点雨。但那是一个非常非常安静的地方。海水则是另一番景象。他们对海洋生物非常非常活跃。从无脊椎动物，比如有壳动物和珊瑚之类的东西，一直到种类繁多的鱼类。所以，正是在这段时间里，鱼开始发生变化。某些鱼群开始发生变化。这些被称为额鳍鱼。它们被称为额鳍鱼，因为它们的鳍实际上与其他鱼类的鳍有很大不同。它们开始长出鳍上的骨头，看起来很像我们的骨头。 So, they start to develop things like a humerus and a radius and ulna. And it's from within these lobefin fishes that we see the evolution of tetrapods.

克里斯:那么，如果这是陆地上一个如此无聊的地方，那么是什么引诱这些动物从水里出来，想要到陆地上来呢?那里大概有植物。

斯蒂芬妮-是的。所以，当这些动物开始想要来到陆地上的时候，我们已经开始在陆地上形成植物群落。因此，我们开始看到一个可以保护动物的环境。这片水域异常繁忙，有大型捕食者，有几米长的大鱼。它们是非常凶猛的掠食者。所以，如果你能在水里活下来，哪怕只是在白天的一小段时间里，你可能有很大的机会活下来。但也有食物来源，因为我们现在有一些无脊椎动物生活在陆地上。另一个因素是氧气。所以，我们开始看到土地上植物群落的发展，植物实际上把它们的根钻入土壤，这开始侵蚀土壤。它会沉淀到水中。 We also have leaf litter and stuff like that and when that goes into the water as well, we start to reduce the amount of oxygen in the water because things are decomposing. Now, these early fish tetrapod animals were actually living right at the water's edge. This water might have become depleted in oxygen. So, if you could find a way to get your head out of the water and breath oxygen from the air, you might have also had a better shot of living.

克里斯-你叫什么名字?

梅卢卡，梅卢卡，我来自剑桥。我的问题是，当你说要到陆地上去的时候，动物们必须改变它们所有的肌肉和骨骼结构。要花多少时间?

斯蒂芬妮:这是一个非常好的问题。我不得不说，我的意思是，就像我说的，我们从像鱼一样的动物进化到四足动物——也就是有四肢、有手指的动物——大约需要5000万年。所以，它花了大约5000万年的时间才形成了我们今天看到的现代四足动物的身体结构。

尼科，我是尼科，我来自朗斯坦顿。我的问题是，上面的两栖动物是什么?

所在

东格陵兰岛泥盆纪晚期早期四足鱼石螈的生活重建——ulia Molnar, Stephanie E Pierce，皇家兽医学院。

克里斯:你身后的屏幕上有一只很大的动物。这是什么动物?

斯蒂芬妮-动物。这是一种我经常研究的动物。它的名字叫鱼石螈，是一种早期的四足动物。它实际上是最早进化出来的四足动物之一。所以，这种动物不再是鱼了。它实际上有带趾的四肢。所以，它有手指和脚趾，但它仍然主要生活在水里。

克里斯-那有多大?

斯蒂芬妮:那只动物可能有一米半高。所以，它可能有一只巨型狗那么大。

克里斯-它看起来像一只巨大的蜥蜴。它是一种像蜥蜴一样的东西，有着非常大的牙齿。

斯蒂芬妮-是的。它不会有蜥蜴一样的皮肤。它的皮肤更像蝾螈或鱼的皮肤，但它是水中可怕的捕食者。它有一个巨大的头和巨大的牙齿。它有巨大的手臂和长长的尾巴。如果你看它的背部，你会注意到它的后肢伸出来，看起来很像桨。它们看起来就像海豹的鳍。所以，这种动物非常非常擅长游泳。但因为它有巨大的四肢，它实际上可以拖着——我们认为——它可以用四肢把自己拖出水面，可能在泥滩上晒太阳，甚至可能以海岸线上的一些动物为食。

克里斯:你怎么知道它是自己爬起来的，因为你在泥里发现了这些生物留下的足迹化石?

斯蒂芬妮:嗯，我们实际上对这些动物进行了研究。所以，我参与的部分研究实际上是重建这些非常早期的四足动物的3D骨骼。为了做到这些，我们使用x射线，具体来说，我们使用微型CT扫描。这样我们就能让x射线穿透化石，然后我们就能分辨出隐藏在岩石中的化石。我们可以使用复杂的3D建模软件，为每一块不同的骨头上色。最终，你可以做出一个完整的骨骼三维重建。从这里，我们可以开始移动四肢，它们是如何移动的，它们的机动性有多大，这能告诉我们动物是如何移动的。

克里斯-凯特……

凯特:墙上的这幅画是绿色的，就像我看过的很多恐龙一样，但是(克里斯·巴罗)在Facebook上问我们，我们怎么知道恐龙是什么颜色?

斯蒂芬妮:如果我们讨论早期四足动物是什么颜色的，这确实是一个很难回答的问题，因为我们实际上没有材料来测试这个问题。如果我们想谈谈恐龙的颜色，那么，最近已经做了很多工作，使用各种新技术来观察羽毛的化学特征。他们在检查这些羽毛时使用的一些技术表明，不同的恐龙，嗯，非鸟类恐龙可能是白色、黑色或红色的。

约翰-我叫约翰，来自尖塔邦斯特德。有证据表明有动物回到海里了吗?

斯蒂芬妮-很多动物回到海里。所以，一个问题是，很难确定一个非常早期的四足动物是否有一个在陆地上生活的祖先，并且很快就回到了海里，因为时间线不是那么好。我们的化石，我们一次得到一个，但鲸鱼是回到海里的哺乳动物。在侏罗纪和三叠纪有大量的爬行动物回到海里。它们被称为蛇颈龙和鱼龙。鱼龙实际上看起来像海豚，但它们确实是爬行动物。所以，有很多四足动物回到海洋的例子，这可能和四足动物出来的原因非常相似——逃离捕食者，寻找没有被利用的食物来源。

我是来自剑桥大学的阿鲁沙，我的问题是，在这个星球上是否有一个特定的地方，大部分的海水涌向大海，流到陆地上?

斯蒂芬妮-是的。格陵兰岛是发现大量早期四足动物化石的地区之一，就像我们听说的生命起源一样。因此，他们实际上有一个理想的年代——泥盆纪时期的岩石，以便尝试追踪这种进化转变。一些非常重要的化石也来自加拿大的北极地区。最近，甚至在英国也有一些东西。所以，在苏格兰的一些非常重要的标本可以让我们对这一重大事件有所了解。

莉兹-你好。又是朗斯坦顿的莉兹。当你说你在这些地方发现了这些从水里出来的动物化石时，会不会是现在很冷，还是当时的气候完全不同?

斯蒂芬妮:你现在所知道的大陆在过去不是这样的。例如，格陵兰岛不会在北边。那时离赤道会比现在近得多。所以，它们可能更多地生活在温带气候中，有一些观点认为，在这段时间里，可能会有一段时间的干旱环境，然后甚至是非常潮湿的环境。所以，这取决于你所观察的具体形成，以及确切的环境，但我们发现的动物，并不是4亿年前它们生活的环境。