寒武紀最龐大的動物——奇蝦:看蝦哥如何成為海洋霸主?

2020-09-05 啾咪動物記

在寒武紀初期的幾百萬年裡,紛繁駁色的生物喧鬧充斥了全球的海洋,如同旭日東升,隱生宙的沉寂在生命噴薄而起的慷慨之歌中落下塵埃,迎來了顯生宙的黎明,卻留下了"寒武紀大爆發"的謎題。

而有一種動物卻在歷史變革中悄然崛起,這就是奇蝦已經消失滅跡的奇蝦,出現於距今5.3億年前的早寒武紀,是無脊椎動物,也是寒武紀已知的最龐大的動物,在中國、美國、加拿大、波蘭及澳洲的寒武紀沉積巖均有發現。

奇蝦稱得上是海洋中的"恐龍",處在食物鏈的頂端,能夠不費吹灰之力地捕獲食物,沒有生物可以威脅到它。那麼它是如何佔領海洋,成為稱霸一時的頭號殺手呢?

首先,從化石結果來看,奇蝦糞便化石長10釐米,粗5釐米。由此推測,奇蝦的體長超過2.2米。這對當時海裡只有幾釐米的蝦兵蟹將來說,就猶如雞蛋撞石頭。除此之外,奇蝦有25釐米直徑的巨口加持,口器有十幾排牙齒,可掠食當時任何大型的生物,強烈摧毀了那些有礦化外甲保護的動物。

同時,科學家在奇蝦糞便化石中發現小型帶殼動物的殘體,說明了它是寒武紀海洋中的食肉動物,是海洋世界的統治者和食物最終的消費者,也證明了當時的海洋存在完整的食物鏈。

在這條食物鏈中,古生物學家都在聚焦的問題是,所有的寒武紀動物都不約而同地換上了鎧甲,即三葉蟲、海綿動物、軟體動物等都具有鱗、刺、管和甲殼等硬部件。

而專家做出的生態學解釋是,任何動物要逃避敵人,保證族群的繁衍生息,就要努力進化出不被掠食者吞噬的特徵;與此同時,掠食者在面對裝備充足的獵物時,也要不斷升級自身的攻擊性。

因此作為頭號捕食者的奇蝦,裝備當然也不落人後。除了體型龐大之外,奇蝦有一對帶柄的巨眼、一對分節的用於快速捕捉獵物的巨型前肢、美麗的大尾扇和一對長長的尾叉。

它的體軀在頭部之後分成11個葉片狀,體軀中央的葉片達到最寬,而向前與向後方逐漸變窄。兩側長有裂片狀的翼,外形類似現代的蝦,兩根觸角上布滿倒鉤,嘴部由甲殼構成。全副武裝的奇蝦無疑詮釋了要想進攻別人,就要先給自己安上足夠的防禦機制,不愧是我蝦哥呀!

有研究發現,蝦哥的捕食肢,也就是前肢,能夠彎曲,腿雖能在海底行走,但它更擅長遊泳。奇蝦的腹部遊泳肢可激烈擺動,加上尾扇有力地拍打水面,可以在水中形如蛟龍般遨遊。不僅個頭大,而且遊得快,海底的小蝦米又怎麼能是它的對手呢?

1892年,加拿大著名古生物學家惠特魏將其描述為一隻沒有腦袋、形似蝦的節肢動物體軀,它腹部的刺則成為"蝦"的附肢,並美名其曰"奇蝦"——好一隻奇怪的蝦子!但科學家發現其實所謂的化石只是蝦的一隻前爪,卻被誤認為是蝦的尾巴。直到1994年,中國科學家在帽天山發現完整的奇蝦化石,這才糾正了以前的錯誤。

2011年,奇蝦的複眼化石在澳大利亞被首次發現,證實奇蝦確實是節肢動物。這項研究打破了古生物學家一直以來的看法,即三葉蟲的複眼是當時生物中最敏銳的,但是這項發現顯示奇蝦的複眼比三葉蟲還要敏銳30倍,三葉蟲只能分辨白天或夜晚。奇蝦的複眼長3釐米,水晶體數量之多只有現代蜻蜓(擁有28000個水晶體)可以與之媲美。

值得一提的是奇蝦還是生物學家研究節肢動物分枝足的重要材料。現代節肢動物足的基本模式是有兩條分枝,每條的長度都適應於那隻足的特殊功能,例如移動、感知周圍情況、呼吸或交配等,但之前卻存在只有一條分枝的情況。

於是就帶來了一個疑問:雙分枝足是怎樣演化來的呢?

奇蝦是破解這個奧秘的"關鍵先生"。奇蝦長長的分節身體上有活瓣,用來遊弋。之前的一段時間裡,科學家都相信奇蝦的每個體節只有一套活瓣,奇蝦可能完全失去了用於行走的足。

但新發現的奇蝦卻表明,奇蝦每個體節上其實有兩套活瓣,其中上面一套相當於現代節肢動物的上枝足,下面一套則相當於現代節肢動物的行走足。於是科學家們對自己的研究產生了懷疑,翻出了以往的奇蝦化石,進行了重新檢查。結果表明其他種類的奇蝦體節上也都存在這兩套活瓣,只不過在以往研究中被忽略了。這些研究可以證明,奇蝦代表著上、下活瓣合併成現代節肢動物雙分枝足這一過程中的一個過渡階段。

雖然奇蝦硬體功能如此強大,但卻也墮入了滅絕之路。消失的原因或許是有更加龐大的動物進化出來,淘汰了奇蝦,這一點有待進一步研究。但科學家們普遍推測,它是在4億4千萬年前,由於海洋甲烷大規模的噴發,而永遠從地球上消失了。

奇蝦,作為寒武紀體型最大,最具攻擊力的海洋殺手,雖然輝煌了幾千萬年,但也在歷史的汪洋中沉淪匿跡了。如今,我們只能到博物館參觀的時候一覽其雄偉,從它身上汲取生物進化的經驗,一睹大自然優勝劣汰的壯烈詩篇。

文 | 空空 1820字

參考資料:

[1]本刊編輯部.巨型奇蝦揭示進化歷程[J].大自然探索.2015,(6).

[2]邢立達.發現5.3億年前的奇蝦[J].大眾科學.2015,(3):28-29.

[3]探索者編委會. 探索絕跡物種 探索發現科學館[M]. 2016.

[4]巨英編著. 史前終結者[M]. 2014.

[5] 小蠶著. 時間王國夏令營 桫欏的物種旅行[M]. 2013.

[6] 探索者編委會. 探索絕跡物種 探索發現科學館[M]. 2016.

(部分圖片來自文獻、網絡)

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