化石知道生命的旅程

前寒武紀 P6-7
1最 古老的化石——阿皮克斯硅質結核 P8-9
2偉大的氧氣制造者——藻疊層石 P10-11
3胚胎之謎——來自中國陡山沱期的化石 P12-13
4前寒武紀的困惑——狄更遜水母 P14-15

古生代 P16-17
5 寒武紀生命大爆發——奇蝦 P18-19
6從海洋到陸地的蠕蟲——怪誕蟲 P20-21
7早期的棘皮動物——海果類 P22-23
8古生代的浮游者——筆石 P24-25
9海星的近親——海座星 P26-27
10奧陶紀的掠食者——直角石 P28-29
11早期的寄生——海百合和寬角螺 P30-31
12神秘的「牙」——牙形石 P32-33
13偉大的造礁生物——鏈珊瑚 P34-35
14凝刻在石頭上的海底森林——海百合 P36-37
15遠古時代的海蠍子——板足鱟 P38-39
16征服陸地——庫克遜蕨 P40-41
17吸吮的生活——頭甲魚 P42-43
18原始的視覺——眼罩鏡眼蟲 P44-45
19防御天敵——帶刺的三葉蟲 P46-47
20競爭或失敗——腕足動物 P48-49
21下頜的出現——棘魚 P50-51
22鯊魚的死敵——盾皮魚 P52-53
23登上陸地——總鰭魚 P54-55
24方形的海蜇——錐石 P56-57
25為我們提供燃料的原始森林——鱗木 P58-59
26大陸漂移的證實者——舌羊齒 P60-61
27巨大的古兩棲類——引螈 P62-63
28卷曲的牙齒——旋齒鯊 P64-65
29背帆：吸引異性還是調節體溫？——異齒龍 P66-67
30硅質保存的殼體——圓刺貝 P68-69
31生物集群滅絕——海蕾 P70-71

中生代 P72-73
32小人國效應——三疊紀微型腹足動物 P74-75
33向哺乳動物進化——犬齒獸 P76-77
34體型的變大——大帶齒獸 P78-79
35地理隔離帶來的安全——喙頭蜥 P80-81
36硬骨魚的輻射——鋸齒魚 P82-83
37「魔王的腳趾」——卷嘴蠣 P84-85
38集體死亡——原微菊石 P86-87
39幸存者——鸚鵡螺 P88-89
40魚形「海蜥蜴」——魚龍 P90-91
41長命的偷襲者——鱷魚 P92-93
42「槳」的傳奇——蛇頸龍 P94-95
43色彩與化石——新管孔藻 P96-97
44個頭變大——利茲魚的尾鰭 P98-99
45連接不同地區地層的紐帶——史密斯的菊石 P100-101
46追溯鳥類的起源——始祖鳥 P102-103
47巨大的昆蟲——古蜻蜓 P104-105
48活化石——鱟 P106-107
49飛行的動力——翼龍 P108-109
50最 早發現的恐龍牙——禽龍 P110-111
51絲狀的網——蜘蛛及蛛絲化石 P112-113
52疑難問題——南美杉 P114-115
53性選擇——孔子鳥 P116-117
54丟失的外骨骼——章魚 P118-119
55白堊質的岩壁——顆石藻 P120-121
56迷你的生物水泵——白堊質海綿 P122-123
57軍備競賽——海膽 P124-125
58伸入遠古的釣鉤——空棘魚 P126-127
59父母的照料——一個傷齒龍的蛋窩 P128-129
60極地的恐龍——埃德蒙特龍 P130-131
61長草的世界——早期的草類植硅體化石 P132-133
62馬斯特里赫特的海霸——滄龍 P134-135
63蛤蜊與石油——厚殼蛤 P136-137
64傳奇的恐龍之王——霸王龍 P138-139
65白堊紀末大滅絕——箭石 P140-141
66微小而簡單——有孔蟲 P142-143
新生代 P144-145
67化石的形成——鯊魚牙 P146-147
68哺乳動物的第一次飛翔——原始蝙蝠 P148-149
69重返海洋——羅德侯鯨 P150-151
70定格死亡——被細菌控制的僵屍螞蟻 P152-153
71螃蟹和結核——黃金蟹 P154-155
72變形蟲和金字塔——貨幣蟲 P156-157
73加勒比海的冷泉——海底噴口的雙殼貝 P158-159
74達爾文采集的古老腹足類——凱旋骨螺 P160-161
75留下時代烙印的鯨魚——背脊鯨 P162-163
76凝固的時光——琥珀中的蟑螂 P164-165
77探索靈長目動物的起源——埃及猿 P166-167
78花朵的綻放——錢耐屬植物 P168-169
79旋轉的翅膀——楓樹的翅果 P170-171
80懶洋洋的龜——古龜 P172-173
81間斷平衡論——苔蘚蟲 P174-175
82遠古時期的「孔敘爾」——普羅猿 P176-177
83令觀鳥者毛骨悚然的家伙——恐怖鳥 P178-179
84大陸隔離的庇護與失去——袋劍齒虎 P180-181
85化石蛙——盤舌蟾 P182-183
86螺旋狀的結石——鯊魚的糞化石 P184-185
87海洋中沙漠——正星介 P186-187
88保存能量——藤壺 P188-189
89左旋的殼體——左旋峨螺 P190-191
90死水坑中的沼澤野獸——大袋熊 P192-193
91美洲生物大擴散的幸存者——雕齒獸 P194-195
92缺失的環節——南方古猿 P196-197
93灰燼中的同伴——萊托利的足跡 P198-199
94島嶼上的小人國——米諾卡島上的鼠山羊 P200-201
95進化的方向性——大角鹿 P202-203
96猛獁象的故事——草原猛獁象 P204-205
97恐鳥留給槍木的遺傳特性——恐鳥 P206-207
98鹿角珊瑚 P208-209
99海牛大屠殺——斯特勒巨儒艮 P210-211
100我們最 近的祖先？——海德堡直立人 P212-213

附錄一：藏品信息 P214-218
附錄二：地質年代表 P219
附錄三：索引 P220
附錄四：備注 P222
附錄五：鳴謝 P223

生命演化的歷史寫在岩層之中，更確切地說是寫在保存在岩層中的一件件化石中。化石是保存在岩層中遠古生命的遺體或遺跡，是自然過程將死亡的生物埋藏，並經過億萬年的地質演變而形成的。達爾文早年乘貝格爾號（英國皇家小犬號）就去南美采集化石，而這些化石標本使他堅信在地球歷史上曾經生活着一些和現在完全不同的動植物；隨着時間的推移，生物面貌不斷發生變化，舊的物種絕滅，新的物種誕生。

可以說，如果沒有化石做材料，達爾文進化論就是空中樓閣，自然選擇理論也就無從談起。生物進化的歷史就是舊的物種滅絕，新的物種產生，這個過程持續了38億年之久。當然隨着環境的變化而得到進化，一些物種會發生變異，最終變成新的物種。據古生物學家估計地球歷史上出現過的99%的物種都已經絕滅了，只留下化石作為它們寫在地球史書中的檔案。

化石是研究生物進化的基本材料。盡管博物館里收藏了種類重點的化石，但是能保存為化石的只是生物界中的極小部分，而被我們人類發現並采集的又是所有化石中的一小部分。況且生物體中的軟體部分，例如肌肉、皮膚等很難保存為化石，生物的DNA也隨着時間的推移灰飛煙滅。但是，通過對化石的研究，我們還是能夠打開時空的大門回到過去，看看生命是如何發展，在發展中又有哪些驚心動魄的事件。

化石告訴我們：地球上所有的生命都源於同一個祖先；而在漫長的生命進化史中，每隔一段時間就會發生大滅絕和大幅射這樣的特殊事件，這些事件使得生物界的發展打破原有的進化模式；生物進化中也有趨同進化和趨異進化，前者使得兩個物種的不同器官為了適應相同或相近的生活環境而變得一致，后者則使得兩個物種的相同器官因為適應不同的生活環境而顯現差異性。此外，化石能揭示生物進化的一些現象和規律，例如物種的形成、輻射進化、物種入侵、性選擇以及個體體系的變化等等。

化石根據成因可分為遺體化石和遺跡化石兩大類。像貝殼、牙齒、骨骼、樹葉等化石都是遺體化石，它們來源於生物有機體。遺跡化石則是遠古生命活動留下的遺物或痕跡，例如足跡、潛穴、糞便等。化石可以告訴我們遠古生命生活在哪個地質時代，它們的生活環境如何，生活方式是怎樣的，甚至細微到它們的行為和動作。目前，對於遺跡化石研究的最大缺憾是很多遺跡是哪種生物留下的，我們難以知曉，除非遺跡化石和遺體化石保存在一起。

在各大博物館數以億計的化石藏品中，我們可以找出一些特殊的物種化石，它們代表了生物進化的一個個里程碑，追溯從最早的生命誕生到現代人類出現過程中的一個個重大事件。根據達爾文的進化論，地球環境的變化不僅對生物個體和物種產生影響，也會影響到生命進化的進程。

在生命演化的38億年時光中，大陸不斷漂移；海平面不斷升降；火山噴發；南北極冰蓋不斷出現和消融，這些都會導致全球的氣候發生劇烈波動，溫度帶的分布范圍不斷變化，地外天體對於地球的襲擊等都會導致生物界的大變革，使得生命演化的故事跌宕起伏、撲所迷離。生命的進化到底是緩慢地漸進式地進行，還是通過一次次突發性的變革完成，目前仍是科學家們爭論的焦點之一。

此外，我們還可以通過研究某個物種最早和最晚的化石記錄來給一個物種寫生平：這個物種何時出現，現在是否滅絕，它出現和滅絕的原因何在？不過要謹記：化石記錄並不完整，生命這部史書嚴重「缺頁」，故對於生命演化的研究還需要不斷探索。

不論生命來自何方，又將去向何處。每種曾經或正在地球上繁衍的生命都是一個個不朽的傳奇，而它們留下的化石則是生命演化的墓志銘，是地球史書中的文字。本書精選100件化石，有動物也有植物；大到恐龍，小到微生物；從陸地到海洋，並按照從老到新的時間順序排序，將一個長達幾十億年的生命發展史向你娓娓道來。

全書按照地質時代分為四章（可以參見219頁的地質年代表）：前寒武紀（46億年前-5.4億年，分為冥古宙、太古宙和元古宙），古生代（5.4億年前—2.5億年前），中生代（2.5億-6600萬年前）和新生代（6600萬年至今）。這種划分早在2個世紀前就提出，它構成了地球史書的章節。