在漫長的地質年代裡，地球上曾經生活過無數的生物，但是我們與許多過去的生命無緣相見。地球母親用一種神祕的方式為我們留下了這些生物的痕跡，它將零散的片段式線索封存在化石之中，為我們的尋“寶”之旅默默指路。
2005年，兩位科學家在美國紐約州的一個小鎮發現了兩塊古植物化石，找到了地球上最古老樹木留下的痕跡。讓我們循著這兩塊化石的印記，一起去看看我們未曾見過的地球樹木演變史。
億年化石有話說
在紐約州所發現的樹木化石大約有3.85億年曆史，從化石可以推斷，這種古樹具有樹幹、較淺的根和樹冠，與現代的棕櫚樹有幾分相像。之前在委內瑞拉和比利時也曾發現過這類古樹化石碎片，古植物學家認為，紐約州發現的兩塊新化石和之前在委內瑞拉、比利時發現的化石，都屬於枝蕨綱中的瓦蒂薩樹，這是一種泥盆紀時常見的樹木，和現今的蕨類為近親。它們的樹冠由一種原始的樹枝體系構成，這種枝幹與現在的棕櫚樹十分相像，不過這種樹可比棕櫚樹古老得多，它們距離我們比恐龍時代還要再早3倍時間，是目前公認最古老的一種樹木。雖然植物完整的樣子仍然不明，但專家估計完整的古樹高約6~8米。
樹木長成史
地球上第一批登上陸地的植物出現在奧陶紀（4.8億至4.4億年前），比枝蕨綱古樹繁盛的時代要早上數千萬年。這些進軍陸地的先遣隊員是綠藻、孢子等水生有機物的進階版，所以儘管它們一隻腳踏入了陸地，但是仍像其他水生有機物一樣極度依賴水源。這些植物還沒有進化出根系，不能從地下汲取水分，站不穩腳跟，無法竭力向上生長，更沒有維管系統（輸導水分和營養物質的植物組織）將水分輸送到各個部分。因為先天條件不足，所以這些單體菌種往往只有幾釐米高，依水而居，難以在粗糙的岩石表面生長。
到了志留紀（4.4億至4.1億年前），這些小小的單體菌種出現了一些變化。現在，在蘇格蘭東部小鎮附近還能夠找到一些古老植物的化石。從這些化石中人們發現了一種距今4.25億年的早期植物——光蕨，它們的外形與現在的苔蘚有些相像，而且它們已經逐漸發育出原始的維管組織。隨著植物的生活環境從水中向陸地過渡，它們必須長出能夠運輸水分的組織，通過這樣的組織結構將從地下獲取的水分和養料輸送給每個獨立的細胞，就像人類的循環系統一樣。維管組織的進化是植物進化中的重要步驟，它的出現使得植物能夠更好地獲得水分和營養，長得更高，對於植物適應陸生環境具有重大意義。
在泥盆紀（4.05億至3.65億年前）中後期，距今3.85億年之時，出現了枝蕨綱樹木。它們有發育較為完全的維管系統（由淺根和傳導水的細胞構成），樹幹更為結實，能夠支撐植物向上生長。現代的大多數樹木都依靠種子延續生命鏈條，但當時的植物還沒有進化出這種神奇的育兒裝備，所以只能像蕨類、苔蘚、細菌和菌類一樣，依舊依靠孢子播種。枝蕨綱樹木缺乏深厚的根系，這使得它們從土地中獲得的水分和養料十分有限。不過它們的木質樹幹能夠給予樹木足夠的支撐力，使得樹木可以長得更高，這些高大的樹木能夠得到頂部充足的陽光，通過維管系統將水和養分通過根部輸送至樹木的頂部，在當時的環境下這些參天大樹具有極大的競爭優勢。
隨著樹木進化得越來越高大，它們也就理所應當地需要更發達的根系來幫助錨定整棵樹，並且從這樣的樹根從土壤中吸收更多的水分和養料，以維持樹木的水分、養料供給。到了泥盆紀末期，距今約3.7億年的時候，古羊齒屬的樹木就進化出了這種深厚的根系。這些樹木根系深厚發達，樹幹粗壯堅實，葉片較大，形狀與現在的銀杏葉有些相似。古羊齒屬植物十分適應當時的地球環境，於是迅速在大地上蔓延開來。
根系發達使得樹木能夠在土壤中牢牢固定，底盤穩了，枝葉才好向上肆意生長，衝破30米的高度，用力擁抱絢爛陽光。而葉片的增大則能夠有效利用這些陽光中的能量，通過更強勁的光合作用，為樹木的生長增添動力。這些葉片還有助於調節氣溫，大量水分通過葉片上的氣孔散發到空氣中去，這樣一來，整個區域的溫度也因為這些葉片變得更低。
古羊齒屬樹木和枝蕨綱樹木類似，也是通過孢子實現繁殖，但是進化得比它的前輩們要更高明一些。枝蕨綱樹木的葉片下面發育出了孢子囊，大量孢子隨風飄散，到達適合生長的地方就有機會生長成為獨立的植株。而古羊齒屬樹木身上孕育出了最初的“類種子”——有性別區分的孢子細胞（一種會產生卵細胞，另一種會產生精子細胞），這是介於孢子和種子間的一種進化過渡狀態。
孢子細胞只有散落在溫暖潮溼的環境中才能萌發，否則很快就失去生命力，所以依靠孢子繁殖的植物需要緊挨水源。相比之下，種子則優勢明顯，它們不僅可以依靠表面的堅硬外殼存活很長時間，而且內部存儲著脂肪、澱粉和水分，種子發芽後這些打包好的營養供給能夠幫助它們更好地存活下來，更有效地傳播生命，不再受水源限制。
從古羊齒屬樹木開始，樹木孢子繁殖已經漸漸向種子傳播過渡。它們先在孢子中產生雄性和雌性細胞，然後一步步過渡到通過種子來傳播生命。3.59億年前，第一種擁有種子的樹木——科達目植物誕生，它們是現代松柏類樹木的祖先。它們鬆散的種莢中藏著種子。種子的出現使得樹木不需要依水而居，彷彿給了它們雙腳，讓它們可以去往更廣闊的陸地空間，一路蔓延開來。
樹木如何改變世界
在過去的數億年中，樹木隨著環境的變化不斷演化，與此同時，樹木也在悄悄影響我們的地球。
1.帶來更富饒的土壤
3.7億年前，地球的大部分地方被岩石覆蓋，荒蕪寥落，沒有生機。然而，早期的樹木進化出了根系這一結構。根的出現，不僅能夠幫助樹木自身存儲水分和營養物質，而且使得植物能夠衝破岩石的束縛。看似不起眼的樹根扎入岩石的縫隙，將岩石慢慢分解成小碎片，再經過風化侵蝕，使其成為更小的顆粒，最終以柔克剛，將堅不可摧的硬石塊瓦解。植物根部分泌出有機酸，進一步幫助塑造土壤。
植物根部分泌的有機酸會與空氣中的二氧化碳結合，將硅酸鹽分解成離子和鹽類，成為樹木需要的營養並被其吸收。這些營養物質中的一部分被水沖走，進入湖水和溪流中，成為藻類和微生物的美味糧食。隨著各種生命的蓬勃發展，就出現了越來越多的有機物，有機物分解進入地下，使得黏土似的地面更加富有營養，一步步把這些土塊充實成為富含腐殖質的肥沃土壤。
2.成就新的生態環境
樹木的出現為其他生物的成長、發展創造了適宜的環境。它們的樹冠、落葉、斷折掉落的枝椏，給新生動物的出現和進化提供了棲居之所。隨著後來森林在地球上大範圍地擴張和多種植物的萌生，地球的生態環境也發生了翻天覆地的變化。地球冰期到來，樹木在那些未被冰川覆蓋的地方保存住了生命的種子，冰期一過，這些植物又蓬勃生長，擴張領地。而有植物生長的地方，慢慢又會吸引動物的到來，最終衍化出完整的生物圈。
3.塑造出更涼爽的氣候
古植物學家認為樹木的存在和石炭紀（3.55億至2.95億年）二氧化碳水平驟降有直接關聯。當樹木進化出較為成熟的根系結構後，瓦解土壤的能力更強，加上根系分泌的有機酸以及植物死亡形成的腐殖酸的作用，加速了土壤風化。空氣中的二氧化碳會隨雨水降落，與土層中硅酸鹽發生反應，固化形成碳酸鹽固體。風化作用會消耗大量二氧化碳，植物本身的光合作用也會消耗大量二氧化碳。隨著空氣中二氧化碳含量急劇降低，溫室效應被削弱，使當時溫度出現驟降，甚至有專家認為，植物的繁盛對冰河時代的到來也有明顯的影響。
今天，地球上多樣的植物已經成為我們無法放棄的寶貴財富，我們美麗的藍色星球在這些植物的妝點下生機勃勃。北美的大紅杉可以長到30多米高；瑞典的雲杉根系有9550歲高齡；櫻花和木蘭溫婉又嬌豔，像是美麗又優雅的妙齡女子。樹木還為我們提供了木材、咖啡、香料和水果等眾多不可或缺的物質補給。與這些現代繁盛、欣榮的子孫相比，瓦蒂薩樹似乎顯得單調、平凡，但是正是它所邁出的一小步進化步伐才孕育繁衍出如今這偌大的樹木家族，成就出地球今天的奇妙生態。