寒武紀:生命大爆發

寒武紀:生命大爆發

在距今5.2億年前,當今地球上幾乎所有的動物門類祖先,突然湧現,科學 界將這個現象比喻為“寒武紀生命大爆發”。1984 年,我國學者在雲南發現了澄 江動物群,被譽為“20 世紀最驚人的科學發現之一”。為什麼“驚人”呢?原來, 澄江動物群正是揭示寒武紀生命大爆發的窗口。至今,我們已經發掘了數以萬計 的化石,很多關於現代生物多樣性起源的奧秘,就保存在這些珍貴的化石中。

寒武纪:生命大爆发

相對於寂靜的前寒武紀生命世 界,寒武紀海洋動物顯得生機盎然, 多姿多彩:不僅有大量的海綿動物 (如細絲海綿、斗篷海綿)、刺胞 動物(如先光海葵,原始管蟲), 也有葉足動物(如微網蟲、怪誕蟲)、 腕足動物(如舌形貝),更有古蟲 動物(如楔形古蟲、西大動物)、 棘皮動物(如雲南寒武海百合)和 脊椎動物(如海口魚、鍾建魚)。

另外,還有一些難以歸入已知 動物門類的類群。這些生物雖然一 部分滅絕了,但大都延續至今,構 成了現代地球生物面貌的基礎。

寒武紀初期的動物,已經具備 了消化系統、排洩系統、肌肉系統、 神經系統等,因而活動範圍不斷擴 大。一些動物擺脫了長期單調的海 底生活,開始享受游泳、漂浮等新型生活方式。科學家在澄江動物群 中,已經發現了 290 多個寒武紀動 物種類。現在,我們來認識幾個代 表性的種類:

寒武纪:生命大爆发
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微網蟲的頭像個圓錐,身上布 滿了精緻無比的成對骨板。你猜猜看,這些骨板上的網狀物是什麼? 這是微網蟲的 9 對複眼!你猜對了 嗎? 同時,它還擁有 20 條腿,通 過伸縮環節狀的身體,提腿前移。 它也會攀附在水母身上,漂浮生活。

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刺狀納羅蟲的身體分為頭部和 軀幹,沒有胸節,大約 11 毫米長。 再仔細觀察,可以看到刺狀納羅蟲 的頭甲是半圓形的,頭的側後方長 有一對尖刺,尾甲後面也長有一對較大的尾刺。它喜歡貼近海底游泳 或用內肢步行。

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耳形等刺蟲的兩隻殼瓣的形 狀,像極了兩隻大耳朵。它的雙殼 瓣上佈滿網狀裝飾,軟體附肢緊緊 包裹其中,背上還有一道長長的絞 合線。它身體的前方長著一對大眼睛和一對觸角,以過濾的方式攝食 水中的浮游生物。

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始萊德利基蟲體長20釐米, 眼睛長而彎。它的頭部分為“固定 頰”和“活動頰”,“活動頰”上長 有很長的“頰刺”。它的胸部有 15 節背甲,還長著一根尾巴似的長刺。 科學家判斷,始萊德利基蟲生活在 海底附近。

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游泳型的灰姑娘也是濾食性動 物,體長2.5 釐米, 由頭和軀幹兩部分 組成。它的頭部很 大,像戴著一個半 圓形的頭盔。有了 這個“頭盔”,軀 幹前端的5個體節 能一併得到保護。 它的腹前長著帶柄 的大眼睛,視力範 圍可以達到驚人的 270°左右。正是有 了這雙好視力的大 眼睛,灰姑娘蟲才 有可能避開“巨無 霸”天敵——奇蝦 的追捕。

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奇蝦是寒武紀時期的巨無霸, 體型巨大、身體造型奇特。它體長 最長可達兩米,有一對帶柄的大而 精細的複眼,而且具備一個有著強 大肢解能力的大型口器——直徑最 大可達25釐米。這位巨無霸是遊 泳健將,能快速地捕捉獵物。

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撫仙湖蟲體長10釐米,頭部 半圓形。它長著兩對長長的觸角, 觸角之間有一對長柄的大眼睛。它 的腹部也長著類似“腿”的肢體, 尾巴上還附有尾扇。它會在海底滑 遊,或爬或遊,是食泥性動物。

這些動物是不是很神奇?寒武 紀時代的澄江動物群,佔據著不同 海洋生態水域,不僅出現了底棲爬行的、底棲固著的、底 棲鑽埋的生活方式,而 且出現了游泳的、漂浮 的生活類型。例如,底 棲爬行的中華微網蟲、 底棲固著的海綿動物、 底棲鑽埋型的舌形貝、 底棲遊移的帽天山蟲、 底遊的三葉蟲、游泳的 奇蝦和漂浮的星口水母 等等。動物生活空間的 極大拓展,必然豐富動物的食物來源,導致動物 取食的多樣化,如捕食、 食腐、濾食、食沉積物和 雜食等。

這時,多級營養食物 鏈也已經形成。初級生產 者由底棲藻類、碎屑、光 合浮游生物和細菌浮游生 物組成。初級消費者包括了海綿動 物、腕足動物、浮游動物等,捕食 者則包括食腐動物和其他節肢動 物。頂級捕食者毫無疑義是奇蝦。 科學家在奇蝦排洩物中發現了三葉 蟲碎片,提供了奇蝦捕食其他動物 的直接證據。

有趣的是,動物的許多器官似 乎是在寒武紀大爆發中“突然”出 現的,這是為什麼呢?科學家推測, 在寒武紀的海洋中,生物多樣性的 劇增,使動物們感受到了強烈的生 存競爭和捕食壓力。為了生存,它 們搞起了“軍備競賽”,各類器官 不斷進化,眼睛這種敏銳的感覺器 官也就應運而生了。

可以看出,“生命大爆發”的 寒武紀,是動物門類最集中湧現的 時代,是動物開始捕食與被捕食、 相互依存且彼此競爭的時代。因此, 那時的生命世界格外精彩。


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