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创世纪时代:寒武大爆发(上)

引子

我们对最古老的祖先总是充满了好奇,所以当我们花了两篇文章的篇幅来讲述寒武纪大爆发之前33亿年的生物史,终于来到了这个创世纪的祖先时代时,崇敬之心油然而生。但是相信很多人虽然对寒武纪大爆发的原因津津乐道,但是什么是大爆发?大爆发的规模如何?大爆发的原因是什么?大爆发真的挑战了进化论吗?这些问题或许还难以答得上来,现在就让我们先来一起审视这次著名事件吧。

 

Ps:因为寒武纪大爆发是一个悬而未解的谜团,所以豹子在这里尽量多列举化石事实和相关假说,弱化主观观点(以免挨打)。同时也欢迎大家参与大爆发的讨论。

 

创世纪(上)大爆发素描

人类自诞生至今已经走过了百万年的征途,但是工业革命后仅仅100年,就把人类历史上创造的所有财富翻了一番。生命自诞生起经历了35亿年漫长蛰伏,但寒武纪爆仅仅一个千万年破茧,就孵化了一个门类齐全的生物世界。在距今五亿两千万年前的海洋中,一些地球上之前从类没有出现过,之后却扮演及其重要角色的动物如爆发式的“同时”出现,生物的个体大小和数量及其复杂程度持续翻翻,生物之间的关系迅速复杂,密密麻麻的三叶虫充满了地层。这一事件,被称为寒武纪大爆发。大爆发到底是怎样的恢弘气势那?


大爆发艺术图,左边最大生物为奇虾


从厘米到:生物尺度跃进

上文中我们提到了大爆发之前业已完成的三次革命,革命虽然完成,但是生物界仍然被毫米级别的小壳动物填满。大爆发结束了这一情况。奇虾(Anomalocaris)是大爆发的明星生物,其大小达到了划时代的级别:

奇虾的大小比例

正如其名,奇虾一个奇怪的地方是它不顾“分米”的感受完成了由“厘米”到“米”的直接进化,这是生物史上第一种长度需要用“米”来度量的生物。在大爆发之前,最大的动物不超过十几厘米,而且还是进化死胡同埃迪卡拉生物达到的,作为现代生物的远祖,小壳生物最大不过几厘米,而大部分需要在显微镜下仔细看。从厘米到米,数十倍的体型突破,似乎仅仅发生在瞬间,使人大吃一惊。这会不会是一个特例那?然而,当我们将视线拓展到整个生物圈后,我们发现,巨大的体型,奇怪的结构并不只是奇虾独有的。


三十厘米的巨大节肢动物泰构皮特虫,几乎只有附肢和壳两个结构

体型的巨大突破呈现在整个生物圈层之中,这一变化从革命结束后几乎没有停歇的发生,生物化石从需要用放大镜观察一下子膨胀到能吃力的把这个古怪的生物抱起来。


矛与盾:装备进阶

奇虾如此巨大的生物,不能靠喝西北风生存,请观赏他的用餐工具:


奇虾捕食肢

很明显这不是一种“与虫为善”的动物,而是一个凶猛的捕食者。在大爆发之前,这种食物链顶端的生物靠吃小壳动物一定会饿死,但是大爆发创造了奇虾的食谱,作为有史以来(到寒武纪为止)最有力绞肉机的拥有者,奇虾的利刃如达摩克里斯之剑高悬在寒武及所有生物头顶。

当现代生物第一次面对被捕食的压力,为了避免重走埃迪卡拉生物的老路,他们首次武装了自己。做为寒武纪最成功的生物,三叶虫进化出了前无古人的坚硬外壳(这是螃蟹壳级的外壳,而不是皮皮虾级的外壳)。这也使三叶虫具备了更强的被保存成化石的能力。


具硬壳的三叶虫

威瓦亚虫直接用骨板包裹自己不露面,而怪诞虫表示有本事你来咬我啊。


怪诞虫(上)与威瓦亚虫(下)

对于这种明摆着要跟老大哥奇虾刚正面的行为,奇虾表示,我还有几套开膛工具:


看来被动的防御已经不能避免死亡,只有拥有更敏锐的观察能力和更快的速度才能逃过魔爪,于是等刺虫,奥戴雷虫这种拥有大眼睛的游泳型动物应运而生。



奥戴雷虫及其复原图(注意其占身体比例巨大的眼睛)

这样就能够躲过奇虾的魔爪了吗?答案是:奇虾进化出了巨大的眼睛,和符合流体力学的身体形态。在这个乒乓球大小的眼睛面前,其他生物的眼睛都太逊了,被捕食者又败阵了。(大爆发之前没有任何关于眼睛的化石记录,奇虾凭空捏造的这个大眼,威力可想而知


但是上帝总是公平的,弱者总有他的办法,比如拟态


Herpetogaster著名的蝾螈啃草,模仿藻类的前“触角”结构

数量战


数量巨大的海绵动物

在不知不觉的几个回合的较量中,不管是被猎食者还是猎食者自身,他们的装备和器官得到了空前的发展,而且不知不觉中,物竞天择,适者生存的信条又浮现在了眼前。大爆发中生物互相进化互相选择的实例,是进化论的最早践行。


上帝的魔术口袋:分异度爆表

大爆发是我们祖先的一次狂欢,也是一些怪胎的狂欢,许许多多分类不明的生物出现在了大爆发的舞台。刚才我们绕来绕去的奇虾,若仔细观察就会发现,他的生物特征并不能对应到任何现生生物中。这类生物中最诡异的莫过于欧巴宾海蝎


欧巴宾海蝎及其复原

这个有一个大象一样的长鼻,五只眼睛,没有附肢的动物,实在让人觉得这是一个大自然的试验品。美国古生物学家古尔德用上帝的口袋来比喻这一事件:生物的许许多多特征被放在袋子里,上帝随意取出几个,就组成了一种生物。

大自然这个小游戏的直接后果就是生物分异度远远高于现代,现代生物虽然种类繁多,但是同类生物之间具有一些基础性状,比如甲壳纲虽然有三万多个种,但无论螃蟹还是龙虾,他们有几对触须,口前有几对附肢都是按照一组基础组合刻出来的。但在寒武纪,每种生物都有自己的一套基础组合,每种生物都能代表自己的一个门类。这一现象让古生物学家始料不及,为何寒武纪会出现如此多的基础组合?为何只有几个基础组合幸存了下来?为何寒武纪之后基础组合没有出现再次爆发?这些问题都是大爆发最神秘却最扣人心弦的王冠宝石,勾引科学家不断地追问。


寒武纪的两种分类不明动物

大爆发既然如此神奇,那么为什么会发生大爆发那?是什么驱动了这一历史性事件?难道只能归结于上帝吗?达尔文把这个问题一代又一代的传到了今天,今天的科学家会不会有什么合理解释?请继续关注~寒武大爆发(下)




紧赶慢赶终于没有跳更~??(ˊωˋ*)??

么么哒~感谢大家对我们的支持,希望大家跟我们一起讨论寒武纪的故事。

(本文编辑润色:张道元)



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