“创新和扩散再次以灾难告终”：植物接管世界的环境灾难

植物在陆地上无处不在，很难想象它们的存在，但在地球近90%的历史中，陆地上没有生命，或者至少没有植物。陆地植物出现在4亿年前，与地球上40亿年的生命历史相比，这是相对较新的 

这一进化飞跃使它们成为（可以说）第二批从根本上改变世界的生物，距离第一批蓝细菌为地球充氧整整20亿年。他们的前任改变了世界，引发了一场可能是历史上最大的环境灾难的大氧化事件；但也为地球上所有的多细胞生命奠定了基础。陆地植物并没有产生那么大的影响，但在其间的20亿年里，它们的影响比任何其他生物群都要大 

由于我将在下面探讨的原因，在某些方面，植物的进化创新最好通过它们与蓝藻前辈以及下一组改变世界的生物的联系来理解；人类。这种联系存在于生命公式中，这五种元素构成了所有生物：氢、氧、碳、氮和磷

让我们考虑植物生长的世界，为植物的故事搭建舞台。4亿年前的海洋与今天覆盖地球表面70%的海洋没有根本的不同。然而，地球要温暖得多，两极都是热带气候。所有主要的生命类型，包括各种形状和大小的脊椎动物和无脊椎动物，都在海洋中漫游。从水面向外窥视的大陆大约有现代的大小，尽管不是在现代的位置。至关重要的是，海洋的化学性质与今天相似，理解这种化学性质有助于解释向陆地迁移是多么的不同寻常和改变世界 

生物是如何生活在那个古老的海洋中的？和今天一样，海洋食物链是建立在消耗蓝藻和浮游生物等产生氧气的光合生物的基础上的。这些单细胞生物光合作用的细胞机制是由蓝藻和其他微生物的氮输入维持的，这些微生物可以从空气中的无限供应中“固定”氮 

水（氢加氧）和氮是生命公式中的三种元素，所有生物共享的元素比例非常相似。阳光、充足的水和“固定”的氮气为获得第四个；碳&mdash；通过光合作用。尽管蓝细菌可以从空气中获取几乎无限的氮源，但我们认为氮对古代海洋中存在的生命数量造成了关键限制（这种限制至今仍然存在）。为什么会出现这种情况，这有点令人费解。固氮可能会让蓝藻在无法实现这一非凡生物炼金术的光合生物中占上风。但是，一旦蓝藻细胞死亡并分解，它捕获的氮应该可以提供给其他生物。回收利用是自然界的常态；一旦一种稀缺的营养物质进入一个系统，它往往会留在那里，受到所有相关人员的强烈追捧。为什么，当蓝藻可以进入一个几乎无限的银行账户时