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太阳底下的新鲜事

时间:2022-02-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:如今三叶虫已经绝迹多年,但这些软体动物却仍然生存在地球上。鹦鹉螺是头足纲动物,有高度组织的身体结构。早期的直壳头足纲动物不仅与三叶虫争夺食物,它们无疑也吞噬了大量三叶虫。这是一种早已灭绝的鱼类,生活于距今约3—4亿年前的志留纪和泥盆纪背囊动物,的情况在某种程度上和文昌鱼类似,它们是小型的吸附或漂浮型的水生动物,种群庞大。文昌鱼是介于无脊椎动物和有脊椎动物之间的生物。
太阳底下的新鲜事_35亿年的生命物

安全状况是如此捉摸不定。尽管从最早的生物开始,所有的生物都在努力追求着安全,却没有谁做到过。即使在三叶虫力量的巅峰期,也有天敌折磨着它们。有无数张嘴要吃饭,它们在直接对峙时不敢有所行动,但面对公共食品橱时就肆无忌惮了。大自然母亲生育了无数子女,却从不会为它们提供充足的食物,它让大部分孩子的生活都过得颇为艰难,勉强为继。大部分生物一辈子盼望的不过是吃掉别的生物,同时不要被别的生物吃掉。在生物变得足智多谋之前,杀戮是抑制竞争的主要手段。但当时也和现在一样,生物不可能只靠自己活下来,那时弱小的生物也总有办法从形式简陋但却十分重要的食物来源中获得养料,也有办法用要么不引起注意、要么味道不佳的形式储存它们。它们总能用这样那样的方法活下来,单单这样就让强者的生活变得更艰难了。

我们无从知道三叶虫那些弱小的同时代生物对它们的衰落做出了多大贡献。但我们确实知道,在奥陶纪——古生代的第二阶段里,有一种软体动物进化成了三叶虫最强大、最危险的对手。实际上,它们在寒武纪时的海洋沉积里还并不存在,随后却迅速崛起,取得了统治地位,在之后的许多时代里也没有放弃这一权力。如今三叶虫已经绝迹多年,但这些软体动物却仍然生存在地球上。这个积极进取的物种留下的唯一一种可敬的幸存者,便是南方海洋里凶残嗜血的鹦鹉螺。

鹦鹉螺化石。鹦鹉螺被称为海中“活化石”,它与乌贼、章鱼拥有共同的远祖。目前已知有6种

最初,鹦鹉螺的祖先(它们也是乌贼和章鱼的远祖)生活在长长的圆锥形外壳里。随着时间推移,它们的壳逐渐变弯,形成了螺旋状。但在开始阶段,直壳类为数最多,也最强大。栖息在这些外壳里的动物具有高度组织的身体结构。它们有独立的头部,头上有眼睛和触角,触角不仅用于进食,还用于爬行和游泳,所以头部也起到足部的作用,这种经济适用性至今在种类繁多的众多生物里依旧十分常见。由于这一特性,这些动物被称作头足纲动物,这个词在希腊语里指的就是它们最引人注目的特征——头脚并用。

鹦鹉螺是头足纲动物,有高度组织的身体结构。在后来的进化中,鹦鹉螺的壳逐渐变得弯曲

早期头足纲动物诞生后不久,就长出圆锥形的小外壳来保护柔软的躯体。随着动物生长,它们的外壳也不断延长,与废弃的外壳部分之间还建起墙壁。有些化石长达几英尺,包括数十个小室,而动物死亡时只是住在最外面的那个小室里。换句话说,这些动物不光背着自己的房子,还把住过的所有房子都背在背上。还好,它们的外壳很薄,空的小室里装满了有浮力的气体。它们中很多都非常擅长游泳。

早期的直壳头足纲动物不仅与三叶虫争夺食物,它们无疑也吞噬了大量三叶虫。它们到志留纪才达到力量的顶峰,当时三叶虫已经开始衰落了。它们的出现很可能加快了后者衰落的速度。

但是,一种伟大的生物不可能因为存在竞争者、天敌或外部影响就彻底灭绝,死亡最终是从内部到来的。三叶虫没能与时俱进,它们没长出骨骼来保护虚弱的内部器官,也没有进化出进攻性武器,比如后来它们的亲缘动物长出的钳子。当别的生物进化出效率更高的身体时,三叶虫仍然固守着自己的生活方式不能自拔。到最后,它们像玫瑰一样开出花来,三叶虫陛下身上长满了尖刺和脓疱。但这种改良是在物种衰落中产生的,对一种已经腐朽的文明而言它过分奢侈了。总之,三叶虫的血统越来越稀薄,末日即将到来。它老了。

生命在许多方面都无与伦比,但其中最独特的一点便是让生命永远向前的探索精神。在头足纲动物和三叶虫争夺海洋霸权时,志留纪的一块海滩上静静地诞生了一只蝎子,它是我们所知的第一种呼吸空气的动物。随后不久,几种海绵状植物从海洋故乡里爬了出来,试着到陆地上生活。在所有尝试里,最重要的就是当时在大陆河流中生活的鱼类祖先所尝试的新身体。一进入海洋,这种身体立刻就发挥了作用。原始鱼类是最早的脊椎动物,它们扫荡了当时的整个世界。脊椎从此势不可当了。

古代海洋中的“蝎子”也曾经是庞然大物,只是,它们走上陆地怎么就变得如此小巧了呢?

没人知道最早的鱼类是从哪里,以什么方式起源的。地球对此缄口不语。我们尚未发现它们祖先的任何踪迹。这是生命史上极富纪念意义的一章,但我们很可能永远找不到它们的化石记录,因为最早的脊椎动物很可能不仅体形微小,而且没有任何能保留下来的结构。我们梳理了整个生物世界,寻找一种能说明脊椎动物原型的生物。现存最简单的脊椎动物之一是文昌鱼,这是种懒惰的小型海洋生物,小半生都埋在温暖的沙滩里。尽管它们长着简陋的脊椎,脊椎顶部有神经索,还长有许多鳃裂,但它们缺少真正的鱼类身上的许多装饰品。它们设法活了下来,但却没有四肢,没有头盖骨,没有下颚,没有脾脏,没有生殖管,也没有心脏、眼睛或是大脑。由于这种种缺陷,它们被叫作鱼类的预言——这个称呼充满希望,但却并无道理。因为它们的简单是退化而非原始造成的,它们唯一的希望就是不要再继续退化下去了。

古老的盾皮鱼想象图。这是一种早已灭绝的鱼类,生活于距今约3—4亿年前的志留纪和泥盆纪

背囊动物,(或者叫海鞘)的情况在某种程度上和文昌鱼类似,它们是小型的吸附或漂浮型的水生动物,种群庞大。背囊动物的胚胎尾部有进化完好的简陋脊椎,脊椎顶部有一条明显的神经索,但在成体中,脊椎和神经索却都消失了。成体与脊椎动物的唯一联系就是精巧的鳃系统。穴居的囊舌虫也是这种情况,它们的鳃裂、脊椎残余和背部神经索都明显是退化的表现。这类动物很可能处在物种的第二个孩童期。它们的身体在某种程度上可能类似原始的祖先,但对我们探明脊椎动物的起源并无帮助。

文昌鱼是介于无脊椎动物和有脊椎动物之间的生物。它处于软体动物向有脊椎动物的过渡阶段

海鞘形似壶状或囊状,为固着性动物,广布于各海洋

人类曾多次尝试在身体分节的无脊椎动物中寻找脊椎动物的祖先,但至今还没有成功。最简单的脊椎动物也必须具备三个特征:鳃裂、脊椎、背部神经索,但目前还没有发现任何一种无脊椎动物具备其中任何一个特征。有些无脊椎动物围绕腹部有长神经索,很多理论抓住这一事实,把这些动物头上脚下翻过来。遗憾的是,这样它们的嘴就非得长到头顶上不可了。但抱有这种理论的人是不会因为这样的小细节而放弃的,他们只会假定之前的嘴闭合了,在正确的地方又长出了一张新的嘴。其他理论不会这么把动物翻过来,而是假设这条神经索会围着肠子继续长下去,在它下方再长出一个新的消化器官。这些理论之所以有趣,主要是因为它们说明了一点:所有人对脊椎动物的起源实际上都一无所知。

海百合

对早期鱼类起源最有价值的暗示,或许是典型的现代鱼类在水中推动身体前进的方法。它们靠左右摆动前进,就像旗帜在微风里飘动一样。这一点很重要,因为海洋中的无脊椎动物没有一个是用完全相同的方式前进的。很多无脊椎动物根本不动,而是像植物一样扎根海底:它们中包括所有海绵和珊瑚的成体,以及海百合、已经绝种的海林檎和海蕾,还有很多软体动物。有些无脊椎动物可以稍作爬行,比如海葵。水母能游泳,但游得很糟,要受风、潮汐和水流的限制。它们就像许多年后汤姆林森看见它们时一样:深邃透明的蓝色大海像沉没的月亮一样暗淡。甲壳类动物和它们的亲缘动物主要靠类似腿的附肢来游泳和爬行。乌贼能用嘴强力喷水,把自己向后冲。只有某些类似虫子的动物会用鱼类般的起伏动作游泳。但它们的游泳方式和鱼类不一样,而是和真实性成疑的大海蛇的方式类似:它们扭动的方向是上下摆动,从来不是左右摆动。

无脊椎海洋动物是它们所处的海洋的造物。它们和大海一样,即便不是完全静止,至少也很懒惰。和其他生物一样,它们也是环境的产物。它们从来不需要高度进化的运动方式。而鱼类确实进化出了这样的运动方式,因此很多权威认为,鱼类如此运动是对完全不同的环境所做的反应。

溪流里的岩石如果缠上了漂浮物,那么漂浮物的游离端就会随着水流左右摇摆,这是阻力最小的表现,是在流水和重力的共同作用下唯一可能的折中结果。对于一端抓在岩石上的虫子来说,它们懒惰的身体也学会了同样的摇摆运动。T.C.张伯伦坚信,脊椎动物的祖先必定曾这样生活过。在充满活力的溪水里,这些祖先——不管它们是谁——受到刺激,进化出了把脊椎动物和低等亲戚区别开来的特征。

它们要是想在溪流中改变位置,只要加强水对它们的推动作用就行了。没人知道大自然是如何让这些最早的先行者适应新环境和新的生活方式的。我们不知道它怎么能够在任何时间、任何地点都找到一种方式,让它的造物适应自己的生活。它很可能经历过无数次失败,才制造出这样一种身体,足以完成在流水中生存的困难动作。这样的身体两侧必须进化出分节的肌肉,动物可以通过这些复杂的肌肉发出收缩波。无脊椎动物身体松弛,必须设法变硬,才能支撑这些肌肉。理查德·斯旺·鲁尔32提出,最早的支撑物可能是被水压缩从而变硬的膜,后来出现了轴向的支撑软骨,最终则出现了由小骨头连结而成的支柱,这种支柱既强壮又灵活。身体背部和侧面的皮肤褶皱则长成了用于保持平衡的鳍。但这一理论还无法解释鱼类最终获得的其他特征。

在元古宙后期,有些无脊椎动物漫游到河口和缓慢的溪流,却发现自己游进了某种两难境地:到元古宙结束时,低地海拨升高了。溪水都流得更快,把弱者冲回了海洋。无疑,它们的很多尝试让自己适应新环境的努力都失败了。但鱼类的诞生证明,其中有些还是成功了。

很多鱼类在河流里完善了身体,之后又回到了大海,那里的生活更轻松。它们中有些进化出了纺锤形的身体,可以在水里迅速而轻松地游动。后来有些海洋爬行动物也有了同样的身体形态,最后,海豚之类的哺乳动物也采用了这种形态。就我们所知,这样的身体是最适合水中生活的。在你看到一群海豚在船的尾波间优雅地掠过水面时,你看到了完美。

快速流动的溪流是动物进化的一种缘由吗?科学家推测,无脊椎动物游到了河口,迫于环境的压力,一些在那里最早进化出了脊椎,于是,早期鱼类出现了

弹涂鱼,又称跳跳鱼。它们是最终没能登上陆地的失败者吗?

由于海洋的影响减小,很多早期鱼类退化了。在条件更艰苦的陆地水域里,它们提高了心智,增强了体魄。而大海里缺乏这样的艰苦条件,它们便陷入了所有生物的天生倾向。不过,尽管有些回归大海的鱼类出现了退化现象,鱼类这个物种整体却能更轻松地掌握自己的生活了。后来将要出现的海洋爬行动物和海洋哺乳动物也是如此,它们都是陆地环境的产物。但重要的是,这些动物都没能孕育出更高级的形态。尽管荣耀满身,但它们终究只是幕后角色,只有在大陆上,在更凶猛的斗争中,才能产生进步。

鱼类数目终于丰富起来时,地球也为它们做好了准备。无脊椎动物已经度过了巅峰时代,但它们的成就绝非无足轻重,它们的身体对自己的生活环境而言足够了,石灰质骨架增强了这些身体,让它们能更好地应对世界动荡。它们孕育出了头足纲动物和三叶虫这样具有高度组织的动物。但对于无脊椎动物,我们能说的差不多也就是这么多。除了昆虫在晚古生代崛起是个例外,其他的无脊椎动物的进化之路本质上都在早古生代停滞不前。它们的后代现在依旧在海洋中生存着,形态和结构细节已然迥异,但进化程度并不比祖先们更高,它们代表了大自然保守的一面。而另一方面,第一种鱼类充满了生命的动力,代表着大自然的进步原则。它们在懒惰者的世界里几乎是特立独行。但它们仅仅是开启更伟大的日子的先驱者,在被遗忘之前还有漫长的时光要经历。而它们死前还将给后代留下一件无价之宝——脊椎,如果没有脊椎,无论两栖动物、爬行动物、鸟类、哺乳动物,或是人类,都将永远不会出现。

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