虫恐患者的终极考验,两米多长的“蝎子”| 果壳 科技有意思

2021-01-07 星期四

虫恐患者的终极考验,两米多长的“蝎子”

二猪 物种日历
物种日历

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世界上的生物只有两种——已经出现在物种日历的,以及将要出现在物种日历的。这里既有萌点奇怪的『冷知识』,也有丰富『走心』的自然科普。每天一物种,带你看世界。

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大约十几年前,我和当时的女朋友前往德国旅行,波恩就是其中的一站,在我的印象里,这是一个恬静而祥和的城市,充满了我俩甜蜜的回忆。这里有一座名为“亚利山大·柯尼希动物研究博物馆”的自然博物馆,是为了纪念著名自然学者亚利山大·柯尼希而建,由于当时闭馆,没有参观,是旅程中一件小小的遗憾。


在这座博物馆的展品中有一件广翅鲎(hòu)化石的标本,这就是我们今天物种日历故事的主角。


朕长得帅么?广翅鲎中的一种,Mixopterus kiaeri,位于莫斯科古生物博物馆(Moscow Paleontological Museum) | Pavel Bochkov / Wikimedia Commons


节肢动物可以说是地球演化史上最具特色的存在,它也是生物多样性最为丰富的一个类群,仅现生节肢动物的种类就超过100万种。但在大多数人的意识里,节肢动物是些在房间角落或泥土落叶中鬼鬼祟祟爬来爬去的“小家伙”,然而在地球历史上,节肢动物也曾霸占了海洋食物链的终端,其中一类就是我们今天故事主角所在的广翅鲎目。

节肢怪兽的时代

首先要从广翅鲎的身世说起,我第一次见到广翅鲎,是在中央电视台的人与自然节目译制的BBC纪录片《与海怪同行》,奈吉尔·马文将水中的广翅鲎抱起的场景,深深地震撼了电视机前我的幼小心灵:世界上竟然存在过这样奇特的生物!


这么大,够炒多少盘啊(大误) | Slate Weasel / Wikimedia Commons


广翅鲎又称板足鲎,是广翅鲎目广翅鲎亚目的一类动物的通称。因为和现生的蝎子长得很像,得了个“海蝎子”的外号,不过它们确实也是蝎子的亲戚。广翅鲎属于螯肢动物亚门,这个类群还包括蝎子、蜘蛛和现生“活化石”——鲎。


它们曾经被划分到肢口纲,也就是鲎的亲戚,这一类群被称为“头胸足类”;然而也有一些研究认为板足鲎和蛛形纲的关系更加接近,被划分为“十三腹节类”。也许随着更多化石的发现,我们对于它们的了解更加深入,也会在演化树上为它们找到更科学的位置。


板足鲎的化石绘图 | John Mason Clarke and Rudolf Ruedemann / Wikimedia Commons


板足鲎类主要分为两大流派:刺尾鲎类和广翅鲎类。两者的主要区别在于最后一对附肢,刺尾鲎类的第六对附肢保持了步行足的形态,适于在海底爬行;而广翅鲎类的第六对附肢则演化成了桨状的鳍肢,更适于在海水中游泳。


目前已知板足鲎种类超过200种,它们体态各异、大小不一,它们将一对附肢演化成了捕食用的工具,并且在数千万年的演化中,产生了十八般兵器一样的形态:有像狼牙棒的、有像笤帚的、有像老虎钳的、有像铁蒺藜的,甚至还有像九齿钉耙的!简直是变化多端,琳琅满目。而这对捕食附肢的差异,表明了不同种类的取食方式和食物都各不相同。


巨型羽翅鲎的螯肢化石,长满了尖刺 | John Mason Clarke and Rudolf Ruedemann / Wikimedia Commons


虽然大部分的板足鲎体型并不大,但它们当中也有不少巨人。最古老的广翅鲎类,是生活在中奥陶世达瑞威尔期(距今4.67~4.58亿年)的Pentecopterus属,体型已相当巨大,有的个体竟达到1.7米。在《与海怪同行》出现了两种广翅鲎,分别属于巨型羽翅鲎Megalograptus)和翼肢鲎Pterygotus),巨型羽翅鲎体长轻松超过1米,而翼肢鲎更可以接近2米。可以想象,那时的海洋中游弋着大大小小的各种广翅鲎,就像现在海洋中的鱼类一样常见,这是多么奇妙的景象。

螯肢王朝的覆灭

然而月盈则亏,到了泥盆纪,板足鲎们发现,突然出现了一个强劲的竞争对手:有颌鱼类。这些曾经在板足鲎脚下瑟瑟发抖的小鱼的后代们,正如同摧枯拉朽一般将它们花费千万年建立的帝国摧毁,那曾经像黑科技开挂一样的螯肢,在面对拥有下颌的口器时,完全成了过时的装备。而身为脊索动物的鱼类,可以长得更大,力量更强,速度更快,行动更灵活。


小型鱼类在海洋低层肆意低蚕食有机碎屑,小型板足鲎完全不是对手,而大型盾皮鱼类强有力的大颚则可以轻松咬穿大型板足鲎的甲壳,身披铠甲的重装武士犹如遇到了手持步枪的士兵,毫无还手之力……


已知最大的盾皮鱼类邓氏鱼(Dunkleosteus)的模型 | Neil Conway / Wikimedia Commons


大约一千万年的时间,大型板足鲎就被完全从海洋中消灭,只剩下身长几厘米的同类苟延残喘。剩下的一些板足鲎则退到淡水,在这期间诞生了体长可以达到2.5米的耶克尔鲎Jaekelopterus),是最大的广翅鲎,也是地球历史上最大的节肢动物,仿佛回光返照,向世界宣告这个种群最后的辉煌。


最后的大型板足鲎,是生活在石炭纪到二叠纪期间的希伯特鲎类(Hibbertopterid),它们拖着笨重的身体缓慢地移动在沼泽中,就像一位捡垃圾的老者,用自己的螯肢在泥土中寻找着有机碎屑。直到二叠纪末大灭绝,这一族裔彻底从地球上消失。


希伯特鲎属(Hibbertopterus)复原图 | ДиБгд/ Wikimedia Commons


但故事并没有结束,有一支生活在淡水中的板足鲎的亲戚,成功地登上陆地,在这个全新的环境中,历尽九九八十一难,演化出了螯肢动物家族中最繁盛的一个类群:蛛形纲,这个类群包括现现生的蜘蛛和蝎子,而它们也是现生节肢动物中除昆虫以外最繁盛的一个类群。虽然身形变小,但这并不是后退,而是换了另一个方式,寻找通往未来的道路。


板足鲎复原图,出现在Extinct monsters and creatures of other days : a popular account of some of the larger forms of ancient animal life一书上 | Wikimedia Commons


对于生命来讲,不管是鸟兽还是虫豸,几十亿年前都有着同一的祖先。而它们之间的不同,正是因为亿万年间走过演化道路的差异。作为一个自然历史爱好者,寻找物种演化过程中的兴亡故事,就是我所知道的最开心的事。

对灭绝动物,很难还原其生存时的状况,其外貌、习性均为通过已发现化石证据的推测,故可能存在多种不同观点,本文作者只选取其中一部分观点进行描述。感谢 @豹子先森 对本文的古无脊椎动物知识进行审核。

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