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志留纪|海蝎子与鱼

灾后重建纪

作为古生代的第三个纪,持续时间仅两千四百万年志留纪Silurian可以说是短的非常(寒武十个阶之一的幸运阶就代表一千两百万年,等于志留的一半)。而在演化方面,志留纪也似乎像他的时长一样小巧玲珑,相比较之前寒武的爆发、奥陶的灭绝与辐射、之后泥盆的登陆、石炭的雨林,夹在中间的志留看似没什么可圈可点之处,海洋面貌还是以腕足、笔石、海百合、珊瑚和衰落的三叶虫等奥陶纪的经典组合为主。终志留一世,生物圈整体都在恢复奥陶纪大灭绝后受创的海洋生态,并在纪末达到了奥陶纪生物种类的最高水平

这个灾后重建纪真的没有什么个性吗?其实,如果相比穿越到奥陶纪,我更倾向穿越去志留纪,因为相比于看脸盆大的三叶虫,我更喜欢看到两米长的温和海蝎子和我们一位久经沧桑的老友。


海洋的蝎子,蝎子的海洋

任何时代总不乏亮点,在三叶虫空出的广泛空间里,它的另一种节肢动物远亲继承了它的疆域,并成为了红极一时(其实也有数千万年了…)的明星动物,他就是Eurypterids广翅鲎,俗称的海蝎子

广翅鲎是所谓肢口动物Merostomat在古生代的代表,此类动物与蛛形纲都是三叶虫纲的远亲。其最早类型早在奥陶纪中期就已经出现并分异,并一直延续到古生代末,虽然在志留纪之外此类动物不乏亮点,但是由于总被其他动物压制,志留纪是广翅鲎最有存在感的时代。


广翅鲎系统发育的经典意见(红线内为志留纪)

虽然广翅鲎科下有至少250个种,但是Eurypterus广翅鲎属(也称为板足鲎)的成员却代表了海蝎子的最标准形象:痴呆的拖鞋脸上有两个眼睛,三对长刺的捕食附肢,还有一对附肢特化成了荡起的双桨。

广翅鲎属的代表,此属图片网上众多,可自行索取

板足鲎形象虽然经典,但是他们不过来自纽约州的一个志留纪矿坑。其实,广翅鲎类的形象是非常丰富的,比如下面几位

Pterygotid翼鲎是狭义上真正的海蝎,bbc纪录片里志留纪海洋最后出现的boss就是他。

颜值不行,只能靠身高了

Stylonurella的桨似乎特化成了一件法器

Corcinsoma,比板足鲎更像蝎子的广翅鲎

在其存在的大部分时间里,广翅鲎可能是一种温和而安静的食腐动物(之前我在知乎上这样说有网友不信,现在的人大蜘蛛都敢养,居然不相信海蝎子不咬人,哼~),但是志留纪因为大灭绝后缺乏大型的捕食动物,翼鲎等种类确实可能承担起了食物链顶端的角色(食腐好像用不到这么夸张的餐具),海蝎子到底承担怎样的海洋角色?就要列位看官自己脑补咯~


海蝎子虽然具有时代特色,但也不是遍布海洋的每一个角落,他们主要分布在环绕劳伦大陆(也就是北美和欧洲)的广泛海域内,而有的地区它们却只留下了蛛丝马迹,比如志留纪的中国。虽然直到近几年完整的海蝎子化石才在安徽巢湖发现,不过它们零星的碎片还是给我们很大的希望,谁能找到中国的第二只志留海蝎子哪?会是正在看屏幕的你吗?


志留纪的尾巴,是鲨鱼和其他

一个蝎子的时代实在是令人望而生畏,但是再厉害的海蝎子只不过是昙花一现,它们早已消失的无影无踪。同一时代诞生的另一种生物却薪火相传,直到今天,这种叫鲨鱼的动物,还有四亿两千万年前的影子

虽然包括我们在内的脊椎动物典型代表鱼类早在寒武纪就诞生了,但是直到奥陶纪,它们都不是特别繁盛,作为奥陶纪鱼类最典型代表的阿兰达鱼类,只发现了六个属,可以说是门庭零落

大灭绝后鱼类虽然大有起色,但是直到志留纪末期,鱼类还停留在无颌鱼(也就是没有下巴o(·ω·=)阶段。在接近志留纪最晚期,鱼类突然出现了跃进式发展。软骨鱼类与硬骨鱼类两个鱼类大类几乎同时打破了无颌局面,进入了有颌鱼类阶段。

硬骨鱼类的最早代表是Guiyu oneiros梦幻鬼鱼,不是豹子找了一个汉语拼音来充当学名忽悠大家,鬼鱼的属名“Guiyu”就来自汉语拼音。因为这一荣誉生物来自云南曲靖。这或许是大自然对于中国难觅海蝎子踪迹的一种额外补偿。

鬼鱼复原图

鬼鱼虽然奇特,可是即使它们真的与现生的叶鳍鱼类有亲缘关系,我们也已经很难寻觅它们的踪迹。另一类鱼类或许就没有这种缥缈的古旧感了,在俄罗斯和蒙古发现的Elgestolepis、Mongolepis、Polymerolepis三个属,虽然只是完整个体的凤毛麟角,但是可能代表了软骨鱼类的早期类型,而软骨鱼类的一个统称,就是鲨鱼


老夫在海里混了四亿年,你们这些裸猿算什么

志留纪的鲨鱼Acanthodians棘鱼类虽然还难以复原。但海洋中,它们的后代早已枝繁叶茂。我们身边住着许许多多长者一般的古老动物,而如果论起脊椎动物这一支,鲨鱼无疑是混江湖的老前辈。从四亿年前到今天,从或许是海蝎子的食物到今天的海洋一霸。有故事说鲨鱼只能不断游泳才能不下沉,那么它可算是认真践行了,它游了四亿年,还没停下来。



加里东运动:地球翻了个身

作为一个北方人,志留纪的海蝎子和鲨鱼都与我无关,因为华北所在的中朝板块在当时是陆地。有所了解的盆友会发现,寒武纪和奥陶纪中早期,华北大部分地区都还处在浅海之下,并形成了大量沉积。但在晚奥陶时,华北开始隆起为陆地。这可不是华北的地方性活动,是一次全球地质运动的缩影,这就是加里东运动。

地球总是动静结合,每隔一段时间,地球就会用板块运动和火山活动来刷刷存在感,地质学家往往把地质运动的活跃期,称为XX运动。而加里东运动,是进入显生宙后遇到的第一个全球性地壳大活动。

加里东是苏格兰的一处地名,地质学家最早在此发现了强烈的褶皱,并把整个北欧地区广泛存在的志留纪褶皱以此命名。当时一直独立发展的劳伦大陆(北美的主体)与波罗地大陆(欧洲的主体)发生了亲密接触,并拼接为一体,在两大大陆之间形成了巨大的构造褶皱带。

加里东褶皱带(图中橙色部分)

同一时期,全球之间其他分散的板块之间也在相互靠近、拼接,华北板块的隆起就是南方的扬子板块和北方的西伯利亚板块联合挤压的结果。加里东运动为后来古生代晚期的泛大陆的形成埋下了伏笔。

不过合久必分,在中生代的末期,加里东期拼合在一起的北美和欧洲又分离开了,这就使这条大褶皱带被平分到了大西洋的两侧。魏格纳提出大陆漂移学说时,大西洋两岸能够完美拼合的加里东褶皱也成为了他重要的证据


随着大量大陆浮出水面,全球气温发生了显著上升,晚志留全球许多地区出现的红层代表了一个炎热干燥的时代正在来临。四亿两千万年后,莫企逊和塞奇维尔指着这套红色的砂岩,将它命名为泥盆纪。Devonian,这个承载着史诗般伟大梦想的时代到来了。

短暂的志留纪,这个海蝎子的时代,虽然没有福气享受“鱼类的时代”和“登陆的时代”这样伟大的荣誉。但是第一只硬骨鱼、第一只软骨鱼、第一只有颌鱼、第一种陆地动物都孕育在志留纪的怀抱(虽然是最晚期),它们在泥盆纪及其后世的繁荣,使志留纪一直影响到今天,这个最短的时代,却也是一个最长的时代。



这个时代有最俗气的名字和最不俗的成就,在寒武纪一亿多年之后,生物界迎来了又一次大跨越,让我们期待:泥盆纪(上)的到来


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