丝盘虫属（Trichoplax）是现存最原始的动物分类群。1965年在费城的水族馆被再度发现后，引起了科学界的关注。丝盘虫只比一堆压扁在一起、靠着细胞9＋2鞭毛构造移动的有核细胞群强一点，而且我们一直不太知道它们的祖先是谁。
丝盘虫的精子能使卵子受精，所形成的受精卵则发育为球状胚胎，因此它应该称得上是动物。然而，丝盘虫没有头部、尾巴，甚至没有左右侧之分。从表面上看起来，这只蹑手蹑脚的爬行小怪物，实在和一只多细胞的阿米巴原虫差不了多少。
细胞特化作用
当一只具有鞭毛的单细胞原生生物附着在另一个细胞身上，并独自利用自己的鞭毛推进两个细胞的运动，使第二只细胞的微管得以另作它用时，动物的进化之路便展开了。
这就是细胞特化的开端。现生动物细胞已经达到很高的特化程度。例如，有些细胞能够游动，有些则保留着有丝分裂和减数分裂的能力，另外某些细胞还可以运用它们螺旋菌式的装置，去感觉周遭环境的信息。值得注意的是，动物触角的细胞、平衡器官的细胞、肾脏细胞、感光细胞和嗅觉细胞在它们成熟之后，便不会进行有丝分裂。这大概是因为，一旦细胞决定了自己的特殊用途，它们的微管便不再形成纺锤丝，参与有丝分裂了。
细胞分裂所产生的两个子细胞，不互相分开反而黏在一起，或是发生合并作用的这类意外事件，在进化上是常有的事。许多进化谱系中都曾出现各式各样的多细胞化，导致较大、较复杂生物的形成。
小宇宙中的所有生物，绝不可能一直维持着单细胞状态。像黏液菌、蓝绿菌和放线菌，都具有原始多细胞生物的特征。真菌虽大多是多细胞生物，但也有单细胞的酵母菌；而许多绿色的海草，就如同由单胞藻聚合在一起的多细胞生物。因此，动物和植物不能仅以其多细胞的特性，将它们与其他生物区隔开来。
在原生生物的世界中，子细胞黏在一起的倾向，往往会形成类似多细胞阿米巴原虫的黏菌、大海草及红海草等多细胞原生藻类，以及如海绵的多细胞鞭毛体。朝向多细胞特性进化的事件，大概在细菌中独立出现了12次，而在原生生物中至少独立出现50次之多。
多细胞的团队精神
从今天的观点来看，原生生物后续的进化，不论在数量及物种上都获得了非凡的成功。它们在进化之路上发展，成为目前分类学上复杂性极高的三个界：动物、植物和真菌。
通常，多细胞生物的细胞，是来自单一母细胞的复制。但在某些生物（像黏菌、黏液细菌和纤毛虫），细胞的聚集虽然会来自不同个体，但却只限定于同一物种。不论是经由母细胞复制，或是同种生物细胞互相聚集而成，细胞都会彼此接触，并微妙地相互反应，产生某种协调的复合式组织。例如，黏菌会组成蛞蝓状的多细胞体。细菌、原生生物、真菌、植物和动物这五个界，都有多细胞的成员。但是，前四个界所属的多细胞生物，其身体细胞间的沟通线路并不多。
但是对动物界而言，细胞之间的交互反应与多细胞特性，已变得非常专业。动物的多细胞特性，充分展露了巧妙的组织性与精致美。其高度特化的细胞，发展出各种优雅的细胞间沟通方式，如间壁连结（septate junction）、缝隙连结（gap junction）、紧密连结（tight junction）及胞桥小体（desmosome）。邻居细胞间靠这些构造互相依存（以上四种细胞连结方式，皆为巨分子构造）。电子显微镜发明后，科学家才得以分辨出细胞连结方式的差别。它们通常能决定细胞间连络沟通的范围和质量。在胚胎发育的过程中，囊胚细胞之间独特的接合方式，往往是动物专属的特征。
10亿年前原生代所出现的细胞接合方式，必定使为数众多的多细胞微生物族群中，诞生出了最早的动物。我们实在很难想象这群组织严密、相互定位及拥有系统控制的细胞群，原来是进化自陌生微生物群的混合体。
植物的祖宗
最早进化成植物的藻类祖先，其实和活在一团黏液中充满叶绿体的细胞长链差不多。目前所知的最早植物孢子，是在4.6亿年前登上陆地的（动物大约产生于7亿年前，一直到4.25亿年前才登陆）。我们可以借着观察原团藻（volvocine，一种绿色的池塘藻类），来回溯藻类祖先进化成类植物细胞的大略步骤。
每个原团藻细胞都有两条9＋2形式的鞭毛、一个眼点（eyespot）以及一个叶绿体。群聚在一起的每个单细胞个体，看起来就像是单胞藻（一种单细胞的原生藻类）。当四个原团藻细胞外围产生胶状物质相依排列成碟状的构造，就形成群性盘藻（Gonium sociale）。而群性盘藻当中的每个细胞，都还可以各自游开，自建新聚落。
比盘藻更复杂的生物，是由16到32个原团藻细胞所组成的群聚藻类。其中群聚规模最大的当属团藻属（Volvox），它会组成一个包含50万个原团藻细胞的空心圆球。团藻在游泳时，会顺着球心中轴旋转。此外，只有靠近球体两极的少数特化细胞才能分裂，产生后代聚落，这让团藻不像其他组织较松散的原团藻；团藻空心球内每个单细胞所产生的子细胞，都可以在脱离母细胞之后，移动到团藻中央的空心部分，并在此继续分裂，各自形成小型多细胞圆球。这些子细胞圆球，最后会释放出某种酵素，溶解原本固定其亲代圆球的胶质。一旦亲代圆球在某处裂开，后代圆球就纷纷跳脱、自寻天地。虽然，这种复制行为没有性参与其中，但有些团藻却能转变成“有性活动”。精巧的绿色透明球体释放出精子和卵子，有些雌雄同体的圆球，则同时放出两者。被放出来的细胞，像原始的绿藻祖先，它们彼此配对，由鞭毛开始互相融合。在受精作用完成后，细胞鞭毛缩回融合的细胞，开始进行减数分裂，接着进行有丝分裂。经历这些作用后，许多后代细胞又黏在一起，长成新的团藻聚落。
一般来说，藻类都是群居于潮湿但阳光可及的浅水处。然而，浅水也会有干涸的时候。此时，那些面临干燥环境，却还能保持内部潮湿的藻类，便掌握了进化的优势。它们存活下来繁衍为早期的植物——一些没有茎叶构造、贴地生长的植物，类似今天的苔藓和地钱，一旦离开水，就无法支持自己的重量。
藻类之所以能变成陆地植物，是因为它们把水分带在自己的身体内。因此，这些最早期的植物需要大量的水当作介质，好让它们长着两条尾巴的精子游到卵子所在处。受精卵在亲代组织层的保护下发育成胚胎的这项进展，使它们有机会独立出来成为“植物”，而不再属于原生藻类族群了。
向陆地挺进
干燥的陆地对植物而言是个有敌意的环境，就像月球对于我们人类一样。藻类的胶状组织必须保持适当的湿度以避免崩溃或干枯，是件很重要的事。
要成为陆地生物，意味着得发展出坚韧的立体构造。这和早期贴地生长的形式截然不同。借着使用大气中的氧气（蓝绿菌古老的废弃物），早期植物进化出称为木质素（lignin）的细胞壁材料。木质素与纤维素，提供了灌木和树木足够的强度和弹性。这种强健的特质便发展出所谓的维管束系统（vascular system），它们可以从根部将水分传送上来，并将养份自枝干的扁平尾端（即早期的叶片）输送下去。新的维管束植物后来也因为在细胞中拥有两套染色体，而开始和只具有一套染色体的早期先驱者形成区隔。
当小宇宙以美丽的植物形式跃入大宇宙时，那些肉眼看不到的微生物早已遍布全球各处了。植物祖先对干旱的抵抗、木质素的产生，以至最后征服陆地，大概都牵涉到微生物的共生作用。加拿大生物学家皮罗辛斯基（K.Pirozynski）及马拉克（D.Malloch）相信，植物是藻类和真菌之间的共生产物。根据这些科学家的说法：在形成植物的共生作用中，主要角色是藻类而非真菌。
今天，大约95%的陆生植物根部，都有真菌共生形成菌根（mycorrhiza），这并非巧合。许多植物在剥掉它们泥土中的真菌伙伴后，都会干枯死亡（另外5%未与真菌发展长期共生关系的植物，则回归水中：它们是水生植物）。的确，这些征服陆地的艰巨工作，如果是由共生伙伴们通力合作完成的，似乎还较容易使人理解。因为这项工作绝非单打独斗所能达成的。
从柔软潮湿的藻类进化为木质化陆地植物的过程，又再次强调了共生作用的功效。
神奇的时空胶囊
4亿年前，当第一批有颚的鱼类在岸边溜达、最早的无翼昆虫出现之际，维管束植物早已在陆地上蓬勃生长了。面对新的陆地生长环境，最重要的挑战是水的匮乏。植物面临这窘境的其中一个解决之道，便是发展出种子。具有坚韧耐力的种子，允许植物可以等到最佳时机才发育。
借哺乳动物的比拟来说明，您便可以体会这项发明的巧妙处：请想象一下，如果人类的接合子（zygote，即胚胎）包藏在一个受时间控制的保护胶囊中，只在条件好的时期才活化它，这对于忙碌的年轻女子是件多方便的事；她可以先搜集、贮存自己“未来婴儿”，直到她获得大学学位，买了房子并确保未来的生活无虞，才开始让胚胎发育。
种子正符合这些条件，它允许植物胚胎慢慢等待，静静观察外在环境，直到最适当的条件到来。虽然雨水不见得会配合，但在亲代潮湿的组织中受精及发育的种子，使得被子植物能够繁茂生长。地球上最早的丛林，包含了巨大的“种子蕨类植物”。这些植物像是过度生长的蕨类植物，但不同的是，它们可以产生种子【注释：现生蕨类只产生孢子。——译者注】。自3.45亿年前到2.25亿万年前，超过1亿年的时间之中，地球进化出有翅昆虫、鱼雷状的乌贼及恐龙；而种子蕨类植物则在大地上繁茂生长。
在长着巨大树木的丛林中，到处遍布了苏铁蕨及种子蕨类植物。它们浸浴、摇曳在温暖的风中，从南边的古南方大陆（Gondwanaland，南美洲、非洲、澳洲和南极大陆的古陆块）摇摇晃晃地飘到古北方大陆（Laurasia，北美、欧亚大陆的古陆块）的滚石山坡上。有时候，种子蕨类会遭到移动的大陆板块压碎，并埋在地底下，形成这世界上最丰富的煤矿基本素材。
略胜一筹
大约在2.25亿年前，种子蕨类被它的后代所取代。大量出现的松柏类及球果植物，成为最早的草食性恐龙的主食。今天的松树和杉树等长着球果的植物，可能因为比种子蕨类耐寒，而得以存活下来——2.25亿年前，大陆出现的许多冰河现象，被认为是松柏类展现优良适应能力的重要事件。
化石煤层中的种子蕨类和其他植物遗迹，显示了当时属于热带气候。由于种子蕨类的种子没有任何果肉或果皮可以包裹，所以应该对寒冷很敏感，也无法度过冰期漫长的冬天。然而，对许多松柏类而言，类似今日的常绿植物，即使气温降到摄氏零度以下，也不会产生什么大问题。因为，它们根部的真菌微生物网（有时候会长成蕈类），使得这些古代的常绿植物，也可以远征到生物难以生长的高海拔寒冷地带，及大风雪频繁的高纬度区域。
随着耐寒松柏类之后出现的是开花植物。它们与种子蕨类同为某批早期陆地植物的后代。从某些类似棕榈科植物的化石来看，开花植物已经进化了1.23亿年之久，并在1.14亿年前，快速分布到全球各大陆块上。
从一开始，开花植物就和动物一起进化。昆虫靠花蜜过活，也同时回馈植物异花授粉的好处。鸟类和哺乳类则食用开花植物的果食及叶子，阻止它们过于猛烈的生长。但是，开花植物却又进化出具有毒素的分子和能产生迷幻作用的成分，来吓退觅食的动物，并发展出坚硬的果食（坚果）和种子（果核），以保护胚胎免受动物的消化作用的摧毁。
这些保护对策的副作用，是大量利用动物来散播开花植物紧密包裹的胚胎。
聪明的生存策略
这也许不只是巧合。大概1.25亿年前，第一批哺乳类动物——温血、卵生的小型有袋类动物，几乎和第一批开花植物同时出现。思考敏锐、草食性的哺乳类，为生物在进化过程中采取相互合作方式的优点，提供了惊人的实例。因为它们对植物的兴趣，使得哺乳类成为被子植物种子的最佳散播者。
有些开花植物，如人类栽植的某些香蕉树和柳橙树，都已不再制造具有功能的种子了，它们用更聪明的传播策略取而代之：人类会随着季节，以无性繁殖方式（如扦插）来栽植它们。因此，这些植物能维持无性生殖繁衍的方式，只是因为它们很好吃。
我们的植物前辈，确实很精于“诱惑”动物去代替它们进行少数植物无法做到的事——迁移。
从植物的构造看起来，它们似乎实在无法进化出复杂的行为。然而，我们若回顾一下它们令人印象深刻的纪录，不禁会开始怀疑，植物是否真的像它们的外表那样看起来那么无助？
我们中枢神经系统及脑的进化，塑造了我们吃植物的习性，同时也能大快朵颐地吃那些草食性动物。事实上，植物并不真正需要脑，但它们却借用了我们的脑。在其光合作用的化学工程及基因游戏中，植物拥有的聪明策略，超越了用大脑皮质思考的战略：让我们为它们行动。
在植物这项不凡智慧的背后究竟是什么呢？其实就是古老的小宇宙。微生物以叶绿体、线粒体及螺旋菌鞭毛运动系统的形式，提供了植物成功进化的基础。
埃迪卡拉动物群
动物从水域进展到陆地的情况有些不同。也许因为动物所得的“遗产”较差（它们只有线粒体和螺旋菌运动系统，却没有叶绿体），尽管动物比植物先进化出来，但却多花了3500万年才登上陆地。
由于最早期的动物缺乏坚硬的骨骼及外壳，所以能被保存在砂岩中的化石只有少数几种。这少量的化石是很久以前，在面临细菌吞蚀的命运之前，就已埋存在沙滩中的。
随时间演变，这些早期的动物逐渐呈现出体积较大的球状及蠕虫状的多细胞外貌。许多细胞甚至在分裂一段时间后，都还互相黏在一起。新的生存策略于此展开。例如，有些细胞利用具有9＋2构造的纤毛，像扫帚般将食物颗粒、细菌和小型原生生物扫进它们的消化管道。
慢慢地，生物圈逐渐进化出较大型及更善于搜集食物的动物。这些动物全都发育自囊胚。虽然对人类而言，这些动物并不巨大，但它们的族群却建造了巨大的珊瑚礁，有些甚至在细菌时代就在遍布全球的微生物软席上大肆进餐，改变了长久以来单调的地貌。或许它们堪称为现代地貌的重要建筑师。
今天，微生物软席全都分布在真核生物不喜欢居住的少数偏远地区，如极端高盐的潮间带。这些不受外界干扰的海洋边缘，生存着吃嫩叶的蜗牛、可以进行裂片生殖的软虫，提供给这群世界上最古老的居民一处重要的避难所。
目前已知由最古老的动物所遗留的第一个生痕化石，是在澳洲东南部接近悉尼的埃迪卡拉。因最早发掘埃迪卡拉动物群而引起科学界注意的，是已故的澳洲悉尼大学地质学家格莱斯纳（Martin Glaessner）。他这项惊心动魄的发现，有如在狂风吹过的沙漠中发现废墟，或是在柬埔寨丛林中踢到古老的高棉（Khmer）庙宇。
现在，科学家都将同样是7亿年前的软体动物化石，称为“埃迪卡拉动物群”（Ediacaran）。在埃迪卡拉生痕化石中，有一些很成功的动物“门”（分类学单位）。基本上，从早期埃迪卡拉动物群中进化出来的门及其南半球的亲戚，都统称为环节动物，这是一群分节的软件海底蠕虫类。
至于极度成功的节肢动物（许多有外骨骼的分节动物祖先，包括三叶虫、螃蟹、虾、蟑螂及龙虾），以及腔肠动物【注释：腔肠动物门是早期的分类方式。后来分类学家发现，比起腔肠构造，它们捕食猎物用的刺胞构造是更明确的分类特征，于是改称刺胞动物门，并将原有的一些其他物种独立成栉水母动物门。——原编者注】（它们能以有毒的触手刺捕猎物），是否也已出现在埃迪卡拉动物群，仍然备受争论。当然，有许多属于那个时代的动物，现在都已经绝灭了。
其他重要的无骨骼动物，像棘皮动物（就是海星及海胆所属的门），也已有7亿年的历史。但由于它们缺少坚硬的骨骼，因此迟至5.6亿年前的化石，才确认出来。虽然如此，我们还是很庆幸有这么多软体动物化石能历经地质历史的狂风暴雨，而始终完整保存。
如今，我们已经对动物化石出现的大延迟，有了更清楚的了解。在“硬体”动物之前所出现的复杂软体动物，就像制造复杂工艺品的平民：先有了这些平民产出工艺，身穿盔甲的骑士才得以出现。最早期的动物（一群由远比埃迪卡拉动物群简单的细胞、海绵状生物，和像丝盘虫的早期生物所组成的小型社会），一定没有以化石的形式保存下来。这些早期动物群落的子孙，像丝盘虫之类的动物，是那么柔弱、细巧，而且多半极不显眼，即使在今天，它们仍是很难研究的对象。
最早期的动物因为没有硬壳和骨骼，多半就像原生生物一样，死后必然面临完全分解的命运。然而，它们的后代却可以将白垩及硅转变成美丽的外壳和骨骼，留给后人丰富的线索，以了解显生宙早期生命的状况。
化石迷思
约5.8亿万年前，寒武纪开始，代表着现代纪元的来临，开启了我们所属的显生宙。
全世界寒武纪地层出现的清晰而丰富的化石，使得人们有很长一段时间认为，生命是从此时开始的。直到最近这30年，科学家发现了微生物化石之后，这些较古老的岩石才被回溯到前寒武纪（从地球形成至寒武纪之前）谜样的漫长纪元中。今天我们都已经知道，生命并不是起源于显生宙的三叶虫和其他同样发展良好的动物。显生宙是生物发展出骨骼、坚固外壳和其他坚硬部位的新纪元，这让生物能够防御波浪及捕食者。这些构造都会为动物留下化石纪录。
许多17、18世纪的欧洲博物学者，都将有着精致图案的化石称为“图案石”（figured stone）。有些人相信，这些化石是潜伏在泥土中生活的动物留下的证据；而其他人则认为，这些化石是诺亚大洪水（Noah's Flood）时期所遗留下来的。例如，伦敦格莱斯罕学院（Gresham College）的物理学教授伍德华（John Woodward）就认为，依据他的估算，英国植物化石形成年代应该和大洪水发生年代一样。他在1695年写道：“所有我在岩层中见过的各种不同叶子，从来没有观察到除晚春外的任何其他状态。既没有比晚春时节更成熟的果实，也没有称得上完全成熟的果子；这些叶子及果子似乎就处于春天的晚期。”他在另一本书中又写道：“松果也都是在春天后萌芽的阶段，蔬菜也是如此，而贝壳也很年轻。然后，大洪水来了，五月末，所有的生命都停止了生长。”
一直到19世纪，绝大多数的人都还以《圣经》中的章句解释化石现象（甚至包括所有自然界的事物），研究目的往往是为了见证上帝的话语。但是早在18世纪末，就有许多学者，如法国博物学家布丰（Georges L.L.Buffon）、英国博物学家伊拉兹马斯·达尔文（Erasmus Darwin，达尔文的祖父），以及后来的法国进化学家拉马克（Jean B.Lamarck）、英国作家和艺术家巴特勒（Samuel Butler），开始用不同的方式来思考这些化石。
伦敦的百科全书出版商钱伯斯（Robert Chambers）以匿名的方式，在1844年出版《生物自然历史中的遗迹》（Vestiges of the Natural History ofCreation）。他在这本书中极力提出一个观念：上帝并没有分别创造各种生物，并积极监督它们；他只是初创地球生命，然后就任它们自由发展，自谋生存之道。
接着，有关生命的新想法如雨后春笋般涌现，改变了“生命和上帝相关”的想法。达尔文最初曾写道，他并不愿意“对《圣经》上清楚又严谨的真理，有一丝一毫的怀疑”。但后来他真的开始怀疑：“一个慈悲的上帝，如何能允许猫鼬把它的猎物撕成碎片呢？”
1844年，达尔文写信给他的植物学家朋友胡克（Joseph Hooker）：“最后，一线曙光出现，而我已几乎相信（和我一开始的想法完全相反，像是承认犯了谋杀罪一样），物种并非亘古不变。”
到了19世纪末，生物进化的理论已广为流传。寒武纪的化石，曾被解释成上帝最早创造的“较低等的生命形式”。然而，在发现细菌、原生生物和埃迪卡拉化石群后，这些在寒武纪岩石中“突然出现”的生命，其实只是坚硬的动物外壳遗迹而已。事实上，我们真正的祖先早在形成肉眼可见的外壳、外骨骼的30亿年前，便已经存在。
寒武纪的伯吉斯页岩化石群
5.8亿年前，动物最早的坚硬构造，是由磷酸钙和某些有机物质所构成的，也就是几丁质（chitin）。三叶虫和凶悍的寒武纪广翼类（eurypterid）节肢动物，都是利用几丁质构筑外壳及骨骼。这些“海中巨蝎”有时候可长到几米长，但它们现在已完全绝迹了。其他的寒武纪生物，还包括腕足类（brachiopod，像蛤的生物）。目前，虽然大部分腕足类动物都已经灭绝，但是，仍有潜水者在北美的大西洋沿岸看过古老的腕足动物。
最有名的寒武纪化石，也许是1910年，地质学家沃克特（Charles Walcott）在英属哥伦比亚菲亚德（Field）附近所发现的伯吉斯页岩（Burgess Shale）化石群。沃克特组织了一个工作队，以炸药炸开这个地区，露出了约一米厚富含化石的页岩层。这片页岩层以前曾是已消失的海洋泥质底部，现在，它已经高高位于喀斯喀特山脉（Cascades）的隘口上了。这个山脉纵贯华盛顿州及奥勒冈州，并伸入加拿大西部。沃克特和同伴在往后十年的工作期间，采样了大约3.5万个化石标本，现有许多存放于华盛顿特区的史密森协会（Smithsonian Institution）。
几乎所有的寒武纪化石，都能被分类至现存生物所属的三十多个门中。然而，仍有一些谜样的动物会被标示为疑问化石（Problematica），这些化石虽然在古生物学的文献中有详细的描述，却无法被加以分类。
在寒武纪岩层的中下部，分布着一群为数众多的化石，叫作古杯动物（archeocyathid）。古杯动物具有锥形的骨骼构造，它们主宰了当时的热带海洋。然而，这些具有岩质锥形骨骼的生物进化至今为何物，仍不太清楚。在这个信息贫乏的领域，猜测就足有一大堆了。它们是像珊瑚，或像海绵，或甚至它们根本不是动物？
不论它们像什么，古杯动物的确突然消失于寒武纪岩层的上层部分。所有与之有关的各科、属、种在出现了近八千万年后，全数遭遇灭绝的命运。在英格兰、西伯利亚、加拿大及其他地方，都曾发现过这类化石。
还有一些我们所知的“生物圈的豪奢浪费”现象。这些生物只在不完整的化石纪录中，留下朦胧鬼影般的生物印痕。例如，科学家曾在石灰岩上发现一些像微细雕刻的东西，叫作层孔虫（stromatoporoid）。它们开始于寒武纪晚期，并一直延续到古生代其他时期。曾有某位古生物学家宣称，它们是蓝绿菌群聚所造成的；但其他人则相信，它们是海绵或像海绵的动物形成的群落。所以，至今仍没有人确定层孔虫是细菌、动物，或两者都不是。
寒武纪的游泳秀
如果有人回到寒武纪，并沿着海岸散步，只看着海面而不仔细观察贴着地面生长的微生物软席，他可能不会注意到5亿多年前的海洋和今日有何差异。
事实上，海洋生物形式在古今年代中只有微小的差异，在分类学上的意义也不算大。当然有些生物，像鲎，从寒武纪以来都没有什么改变。鲎并非螃蟹，它是另一类节肢动物，当它们交配时，会紧密结合在一起，并缓慢向水中爬行；或者把它倒翻过来，它的脚会一直踢打。这些景象看起来像是鲎的祖先4亿年前所做的行为。在哈特拉斯岬（Cape Hatteras）和鳕角湾（Cape Cod）就有鲎的踪迹，它们的子孙仍沿着大西洋岸分布着。
若你以专业的眼光和体会的心情来看，寒武纪的“游泳秀”无疑有它特殊的美感；但您如果再潜入水中，则会发觉更惊人的景象。事实上，每个被发现的古生物种在分类学上的细节，和现生生物一定大不相同。没有任何寒武纪的物种（已知道有上千个种）在今天仍存活着。如果将时间倒转，所有我们熟悉的现代物种，像蓝蚌、龙虾、蚵、蛤蜊及蟹等都将完全不存在，当然更不会有鱼类。
古代海洋充斥的是蠕虫群落、有着巫婆帽外形的古杯动物、神秘的层孔虫、成堆的腕足类、单体生长的珊瑚及朦朦胧胧的海绵等生物。众多生生不息的海洋生物一直繁殖增长，但它们的身体大多由胶状组织构成，而这种结构往往无法留下很好的化石。
若这位回到寒武纪的潜水员钻出水面，将看到少数惊惧的动物气喘吁吁地在岸边为生存而痛苦挣扎，然后逐渐干枯。
这些动物就是后来能够适应陆地环境者的祖先。
怎么适应陆地生活？
动物的祖先要适应陆地生活，和人类想在其他星球上生活，两者的挑战性及困难度可说是旗鼓相当。陆上生活当然也有它吸引人的地方，例如空气中含有较多的氧气、陆地提供了拓展生命的优越条件，但却也存在着一些意料之外的障碍。
一旦动物迁移到陆地上，并想在此继续繁殖，它的内部器官系统就得有重大变革，才能达到目的。譬如，离开了提供浮力的水生环境，生物会被自己的重量压垮。所以它们得要有强壮的肌肉和较坚实的骨骼配置，才能弥补失去的浮力。而发展能在空气中呼吸的器官，也是不可少的，因为水中的含氧量是百万分之几，但大气中的含氧量则为水中的数千倍。此外，像皮肤、角质皮及外壳等这类表面覆盖物，对动物而言也是必需的，因为它们得对抗直接照射、不经水分子过滤的严酷阳光。
但是，最大的威胁还是来自干旱。在陆地上，生存环境随时潜伏着干涸带来的死亡威胁。生物得克服这种令人窒息的干渴。如果不能随身带些水分，它们一离开水域，便会送命。
动物之所以要移居陆地，可能是由于地层的隆起，或是动物居住的海洋退后所造成。的确，动物界中只有少数物种曾成功适应陆地生活。没有办法找到任何一门，其中的所有动物都能居住在陆地上。在其他约三十多种的无脊椎动物群中，没有任何一种能只在干燥的陆地上，就完成其正常生命循环。
今天，可以在干燥陆地上完成整个生命循环的动物，可追溯到三四种初登陆的水生动物远祖，包含某些节肢动物（像昆虫和蜘蛛），少数几种软体动物（像蜗牛），一些环节动物类的蠕虫，和属于我们这一门的脊索动物。脊索动物都有通向背部的管状神经系统，在生命循环的某些时期，经常会发展出鳃裂，这正是来自海洋祖先的证据。我们所属的脊椎动物，便是脊索动物的一个亚门。
当然，也有许多水生动物依附在别种动物身上。例如，舌形虫（pentastome）和管虫生活在脊椎动物的潮湿鼻腔和肠子里面。即使在脊索动物门的六个纲中（硬骨鱼、软骨鱼、两栖类、爬虫类、鸟类和哺乳类），也只有爬虫类、鸟类和哺乳类这三个纲，可以完全不必在生命循环的某个时期浸泡在水中。
把海水带在身上
某些现存物种的祖先原为海洋生物，这些物种有时也会回归到海洋环境。例如，中生代的爬虫类鱼龙，虽然是在陆地上进化出来的，但在不同的环境压力下，它们又会回归到海洋中生存。照这么说来，水族馆中我们所喜爱的海豹和海狮，只不过是一类“水狗”【注释：海狮及海豹都归属于犬亚目（Caniformia）中。——原编者注】（water dog）。并非源自鱼类的海生哺乳类动物，如海豹、海狮、海豚和鲸鱼的祖先，原先为四足陆上动物，但终又回到海洋里。
我们这些陆地生物终究都是从水生祖先繁衍而来的。受精作用本身，便揭露出所有现存动物共同的古老习性。因为动物诞生的主要剧目仍都以水为舞台，无论是海洋、河流、池塘，或是生物自己的体液，精子和卵子永远都是在潮湿的环境中结合。
就某层面的意义来看，那些能完全适应陆地生活的动物物种，它们都有一种生存技巧，就是将先前所处的环境“带”在身上。没有一种动物能完全脱离水的小宇宙而生存。囊胚和胚胎还是得在子宫原始的潮湿和悬浮条件中，才能发育。
其实，海水和血液的盐浓度是相同的。我们细胞组织中的钠、钾和氯化物的比例相当接近海水成分。这些盐是动物在进行危险的陆地之旅时，以化合物的形式随身携带的。不论是在多高、多干燥的山巅，或是隐藏在多深的林间，我们流的汗水和落下的眼泪基本上都是海水。
进化要角——钙
决定动物能否待在陆地的关键元素是钙。钙质是制造许多重要生物结构的原料，如人类的头骨。甚至英国东南多佛港（Dover）的白崖，也是由钙质组成的。
有核细胞的细胞质中所溶解的钙含量，通常都保持在百万分之0.1左右，而在海水中的钙则至少是这个值的1万倍。钙离子通常有冲入细胞的倾向，而细胞则必须不断将钙离子“打出”自己体外。第一批动物细胞就像现在所有的有核细胞一样，它们会持续把钙逐出细胞，以保持本身健康。今天，某些特殊细胞液囊所制造的碳酸钙，会利用管道（即无所不在的微管构造）在其结晶之前，运送到细胞外。
钙在所有有核细胞的代谢作用中，扮演着中心角色。它对细胞的变形虫运动、细胞分泌、微管形成和细胞融合是不可或缺的成分。但那些已溶解的钙，则必须自周围的溶液中移除，以使微管在有丝分裂、减数分裂和脑活动等作用中，顺利发挥功能。脑神经细胞用来传递信息的化学物质和钙也有很大的关系。脑神经通信网络倚赖钙的程度，就和电话通信系统倚赖铜质电话线一样。大约在6.2亿年前，第一个小型的动物脑便已进化出来了。
也许对这些早期动物而言，钙对肌肉运动功能的影响是比较重要的。所有动物的肌肉组织，其基本成分肌球蛋白及肌动蛋白都含有钙质，含量在各种动物身上也倾向一致。当肌肉周围的环境有溶解的钙及适量释放的ATP时，肌肉便产生收缩。此外，钙质得精确保持远低于海水中的钙含量，否则就会发生化学反应，使磷酸钙自溶液中结晶出来（这就是为什么运动员在过度使用肌肉后，会产生钙的沉淀物）。
肌动蛋白（actin）的来源，在进化上一直是个谜。科学家曾在我们假定的细胞祖先热浆菌中，发现一种类似肌动蛋白的蛋白质。如果能证实这件事，那么我们就又多了一项来自小宇宙的证据。
形成外骨骼
埃迪卡拉时期的水中软体蠕虫和球形小虫，都是利用肌肉游泳的。既然肌肉收缩是缘于钙的释放，那么，很可能早期寒武纪海底生物，甚至包括最早的环节蠕虫，都有受控于钙质的肌肉。为此，它们得控制钙的代谢作用。此外，就像希腊和罗马时期的护甲及头盔，这些早期动物必定也会分泌出少量的钙质盔甲及保护膜，但仍称不上是完全的骨骼。
有趣的是，会有一些关系很接近的物种，其中有的产生钙化作用，有的则不会。例如，有几种亲缘很近的珊瑚性红藻，它们之间的差异，仅在于有的会被石质的碳酸钙板所覆盖，而其他则是属于完全的软体生物。
以色列威兹曼研究所（Weizmann Research Institute）的威纳（Stephen Weiner）相信，具有钙化能力的物种，会制造足够的特殊蛋白质，这类蛋白质具有特定空间结构容纳碳酸钙结晶。而其他无钙化能力的物种，则肇因于其特殊蛋白质制造量不足，或是蛋白质形式有所改变，因而留下的空间就不适合容纳碳酸钙结晶。另一方面，仍有些在几百万年前，就已经分别进化的物种，虽然早已各自独立，但在今天却都同时具有产生碳酸钙的能力。这种能以规则方式沉淀钙化合物的能力，可能是不同物种为了各种不同的目的，多次独立进化成功的。
有核细胞得常常使用钙，因此过多的钙质就得排泄出去，或是以其他无害的方式储存在细胞溶液之外。从寒武纪开始，细胞就将多余的钙质以磷酸钙的形式储存起来，形成牙齿及骨骼；或是以碳酸钙的方式，形成白垩质的外壳。
在寒武纪时期，骨骼也并非凭空出现。事实上，埃迪卡拉动物群肌肉的发展，可能先于寒武纪的骨骼形成之前。细胞对过多钙质的持续反应，使得某些动物能像堆积垃圾般在身体内外贮存钙盐，最后造成骨骼及外壳。就像白蚁巢大部分由昆虫排泄物及唾液构成一样，骨骼和牙齿的成分，原来竟是那些被当作废物排出去的化合物。
现生动物的外壳大部分属于碳酸钙化合物。长久以来，微小原生生物（如有孔虫及钙板藻）在水中不断堆积钙质，建立了有名的英国天然资产——多佛港的白崖，由石灰岩及白垩土所堆起来的沉积物。和煤或石油一样，这类有机碳并没被浪费掉，它们只是被贮存起来，直到有一天，生命又找到可以再度循环使用它们的新方法。
发展十八般武艺
在环境压力下，生物发展出新器官，这些取代古老水生器官的重要工程，被迫非奏效不可。以前专门在水中“筛拣”氧气的专家——鳃，在空气中却毫无作用，所以在它出现百万年之后，最终只剩下遗迹。今天，鳃裂在人类胎儿耳朵后面看起来，只像是个小小的疤痕。两栖类、爬虫类和哺乳类等某些脊索动物身上所进化出来的肺，可以执行将空气输送到循环系统的功能；而适应陆地生活的节肢动物，像蜘蛛及昆虫，则进化出另一种类似的空气信道系统，称为“气管”（trachea）。
在面临可怕的环境危机时，生物会将新的器官并入可靠实用的旧器官内，以因应强烈的内在需求，且不需进行激烈的改变。例如，肌肉附近的钙质废物变成基本建构材料，使早期的脊椎动物进化成两侧对称的鱼类。鱼类本质上就是能快速运动的“逃跑专家”，它们能迅速远离掠食者，并快速追逐到他们的猎物。此外，从鱼类身上进化出来的骨骼组合，到后来可以用来支持两栖类行走于陆地、让鸟类在空中飞行。
与凶猛的掠食者之间的生存竞争，以及在周期性干旱的浅水环境求生的压力，迫使早期的动物不得不往陆地上拓展生活空间。但是，比起战事频繁的海洋，炙热的大地并非另一种愉快抉择。陆地在某些方面像是伊甸园，一处没有危险掠食者的天堂；但另一方面又像是艰险的地狱：焦炙的太阳、狂风暴雨、骤减的浮力。
生物为了因应这些环境压力，都得使出浑身解数、各自发展十八般武艺。举例来说，蜗牛壳的钙化构造开始堆积过多的钙质，并卷曲起来当成支撑身体重量的结构；此外，它也有阻挡阳光及掠食者、同时保护身体内的水分免于过度干燥的功能。
几乎在所有有关陆生动植物进化及扩展的文献资料中，真菌的角色都很容易被遗忘。在自然界，真菌代表着有核细胞的第三种基本进化形式。真菌的生长循环始自“孢子”，再萌发为管状的细长菌丝（hyphae）。通常，菌丝内部有中隔（septa）构造，将每个真菌细胞区隔开来。有些真菌构造的细胞含有多个细胞核，但它们的细胞质或多或少可以通过中隔，自由地在细胞之间流动。
真菌并不像动物一样有胃。它们在体外消化食物、吸收像化学物质之类的养分，而不是经由光合作用或觅食取得养分。霉菌、羊肚菌、松露、酵母菌及蕈类都属于真菌。据估计，世界上大约有10万种真菌，其中大部分都是陆生性的。
不要小看真菌
从最早的真菌化石判断（特别是在植物组织内所发现的），最早的真菌大概生存于3亿年前。虽然真菌和植物分属不同的界，但它们的关系非常密切。真菌可能是从一支像真菌的原生生物进化出来的，并在移居陆地时与植物一起进化。它们直接自藻类、植物、动物、活的或死的生物躯体中吸取养分。在全球各地，真菌都能与植物的根共生，它们可转移磷和氮等养分。如果没有真菌，植物将会因欠缺这些矿物质而饿死。由此推论，最早的森林一定也不能缺少真菌。
事实上，真菌是生命力很强的生物，它们有些可以生活在强酸中，有的则能在极度缺氮的环境下存活。它们几丁质的细胞壁坚硬而强韧，不但可以抵抗干旱，更能使真菌适应陆上的生活。它们的生存策略是产生孢子。如果遇上干旱的威胁，或没有适当的交配伴侣时，真菌便形成无性孢子，以避免性别带来的困扰。另一方面，也有很多真菌“沉迷”于行使减数分裂的有性生殖。有的真菌就有7.8万种不同的交配型（或称性别）。路旁常见的蕈类“裂褶菌”（Schizophyllum commune）便是一例。
真菌界的确是个被轻估的界。过去人们总习惯把它们和细菌算作一类，或是依附在植物界。但是，类似毒菌和酵母菌身上的某些特殊性质，使得生物学家同意，它们确实具有“真菌界”这个名称所代表的特殊分类学地位。
真菌在人类文化发展史上，也扮演着重要的角色。例如，松露生长的地点，常常隐蔽于人类无法种植的特定树林中，因此法国南部的猪就被训练出极好的嗅觉，来寻找松露这种烹饪佳肴。而我们平常爱用的盘尼西林，是一种对抗细菌的化学药品，它们最初是从面包及水果上的青霉菌抽炼出来的。盘尼西林的杀菌原理，在于它可以阻止那些具感染性的细菌构筑自己的细胞壁。至今，这种真菌不只拯救了自己，更拯救了上百万人的性命。
然而，其他的真菌就和细菌一样，并不都那么善良。麦角菌就会感染整个裸麦田，而如果牲畜吃了受感染的裸麦，便马上流产。这是一种无药可救的灾难，又名圣安东尼之火。在中世纪，吃到受感染裸麦做成面包的人，就会中毒。
此外，麦角菌还含有麦角酸。瑞士化学家霍夫曼（Albert Hofmann），就首先用这种酸合成了麦角酸酰二乙酸（lysergic acid diethylamid，简称LSD）。当他用麦角酸做实验时，少量的这种酸就具有催生、停止胎盘排出的功能，并能促使冠状动脉疾病发作。此外，霍乎曼意外发现，新合成的LSD却是一种非常强烈的迷幻药。
代谢战争
有些真菌能分泌某种物质，来干扰动物或细菌的代谢作用。例如瓢蕈属或裸盖菇属的某些代谢产物，对动物而言具有迷幻药的作用。这类诱发精神药理上改变的现象，代表我们动物祖先和真菌共同进化时的生存形态。让我们回想这样一场代谢战争——掠食者与被食物种间不完美的共同进化历程：最初，真菌进化出带有迷幻作用的有害生物碱，以防御动物的掠食。然而，这种压力促使能代谢或耐受这些有毒物质的动物存活下来，并留下痛苦的代谢经验。虽然这只是推论，但很明显，所有物种都曾经历共同进化的过程。这不只适用在小宇宙中，更可以应用在大宇宙上。植物和真菌发展出生物碱，不但能调节彼此之间的生长速率，或是吓阻动物食用，它也是一种“化学军备竞赛”。最重要的是，它唤回了小宇宙共生作用的记忆。
固然，真菌是植物致病的主因，但它们对植物的生存也很重要。介于掠食者和被捕猎者之间的残酷关系，可以视为大规模共生作用的一部分。即使是屠杀式的病疫，也有帮助受灾生物族群免于过度成长，以免食物供给不足的好处。
整装待发
其实，我们所属的显生宙（5.8亿年前迄今）并没有什么新鲜事儿。除了一些奥妙的生物革命，像蛇毒、植物和真菌迷幻毒素及大脑皮质之外，今天生命所运用的每种主要生存技术，早在隐生宙（25亿年前到5.8亿年前）的末期，便都已经进化出来了。
草绿色的细菌、螺旋菌的遗迹以及线粒体，早早便把生命的舞台架设好了。在这个变动的地球上，它们进化出变化多端的新生命形式，并保存了早期古老生命科技上的种种突破成就，如从太阳取得能量以制造食物、散播遗传信息，以及燃烧危险的氧气等，这些都是生存必需的能力。动物身具的各种外形，可能只是微生物附带的配备。
微生物最重要的实质意义，在于它们可以维持稳定的原始生理环境（如发展防水的外骨骼结构）。一旦微生物整装完毕，便是扩展势力之时。而在这个过程中，它们留下了让后人误以为是地球上最早生命的动物化石。现在，我们终于比较明白地球的生命故事。地球生命的故事是那么精彩，您绝不会想错过故事的开场。然而，请想想看，历史学家若想研究人类文明，会先从洛杉矶的建造史着手吗？不会的！如果我们研究自然历史，而忽略小宇宙，就相当于想探讨人类文明，却从洛杉矶开始研究的历史学家。
地球上的真菌、植物、动物都源自小宇宙。在这些生物表面的差异之下，我们同为一群移动的细菌群落。放眼望去，熙熙攘攘的大宇宙世界，就如点彩画中的景致，它们全是由小小的微生物所组成。巨大的红桧和鲸鱼、蚊子和蕈菇，都是有核细胞所构成的精巧共生网络、协调共济的生物技术展示。借着这种“代理人”，微生物堂而皇之地登上了干旱的陆地。
