「活化石」排座次,誰比誰更老?
▲ 大多數時候,我們只能通過化石一窺地球曾經的模樣,但是,還有一些幸運兒,在跨越了萬億年後,依然活在我們身邊。
在地球45億年的歷史中,生命曾經歷過多次大滅絕事件,如今,曾經在地球上出現過的物種,99%以上都已經滅絕了,但總有一些幸運兒倖存了下來。
這些古老的物種從遙遠的過去走到今天,卻能一直保持著祖先的樣子,就好像是坐著時光機穿越過來的一樣。古老物種的歷史,甚至能追溯到25億年前,它們都是誰呢?
01 活了1000萬年的中華秋沙鴨
大約1000萬年前,第三次冰河期讓地球上四分之一的鳥類物種滅絕,中華秋沙鴨幸運地逃過了厄運,這讓它登上了地球上最古老野鴨的寶座,被稱為「鳥類活化石」。
中華秋沙鴨雖然是中國的特有種,但它的名字中的「中華」兩字並不是這麼來的。它的發現者——英國人約翰·古爾德,在1864年第一次見到它的時候,覺得它頭上的雙冠羽特別像清朝官員帽子後方的花翎,所以才為它起了這個名字。
中華秋沙鴨喜歡乾淨的水域,所以每當一個地方出現了這種珍稀的鴨子,就直接證明了這裡的水質很好。它們以魚、貝類,甚至是青蛙為食,但和大多數鴨子不同的是,它們從不築巢,而是選擇在現成的白楊或椴樹的樹洞中產卵。
▲ 2017年11月25日,重慶江津,國寶級珍稀鳥中華秋沙鴨飛抵重慶市江津區筍溪河、綦河江津段兩岸越冬。
河水的汙染,過度的捕魚,森林的砍伐,讓中華秋沙鴨的生存環境急劇惡化,如今,已很少有人能夠看得到這種冰河時代的古老倖存者,因為全世界的中華秋沙鴨加起來,數量也只有3000-3500隻,所以它又被譽為「鳥中大熊貓」。
02 活了5000萬年的針鼴
你是否知道,《神奇動物在哪裡》裡喜歡偷金閃閃東西、吸粉無數的小動物嗅嗅,是一個擁有5000萬年歷史的物種麼?
▲ 《神奇動物在哪裡》裡的嗅嗅,喜歡金屬製品。
嗅嗅的原型,是一種生活在澳大利亞的獨特動物——針鼴。它憨憨的模樣,深受當地人的喜愛,在2000年的雪梨奧運會上,它就和笑翠鳥、鴨嘴獸一起擔當起了吉祥物的角色。
針鼴和鴨嘴獸一樣,都是進化不完全的哺乳動物,所以它們是研究動物演變的「活案例」。針鼴和鴨嘴獸都單孔目,它用一個洩殖腔實現了尿道、肛門和產道三者的功能,這種結構是爬行動物的特徵,而且,針鼴和鴨嘴獸一樣,都是卵生的,這也與哺乳動物胎生的方式不同。
但是,與冷血的鱷魚、蜥蜴不同的是,針鼴是個「半吊子」溫血動物,在一天的時間裡,它的體溫上下變化的幅度能夠達到5攝氏度,這可不是進化完全的哺乳動物能夠承受的。
針鼴看上去就像個大號的刺蝟,它們在面對緊急的威脅時,表現得也和刺蝟一樣,會把一下子把全身蜷縮起來,用外面的尖刺保護自己。雄性針鼴的腳上還長有一根叫作「毒距」的尖刺,不過裡面的毒腺已經退化,只能實施物理防禦了。
最為人驚奇的,還要數針鼴強大的交配能力。雄性針鼴的生殖器有4個頭,一次交配時會使用兩個,輪番射精以保證精子的活力,就像一架小型機關槍,科學家至今也沒想明白這種進化背後的原因到底是什麼。
澳大利亞作為獨立的一塊大陸,存留著許多奇特的遠古時代的生物,針鼴只是其中之一,所以,這片大陸也被科學家們欣喜地稱為:「活化石博物館」。
03 活了1億年的蜜蜂
如果你覺得活化石都是長相特殊、距離我們的生活很遠的物種,那就大錯特錯了。早在約1億年前,地球上就已經響起了蜜蜂(Honey Bee)的「嗡~~嗡~~」聲。
是先有的蜜蜂,還是先有的花?這個問題早已有了答案。
大約1.5億年前,開花植物(被子植物)開始出現在大地上,與裸子植物低效的靠風傳粉不同,被子植物把粉「放」在了花裡。花粉營養豐富,富含糖分和胺基酸,是極佳的食物。
在蜜蜂出現之前,昆蟲就已經開始為花授粉了。和今天的蜜蜂採蜜不同,原始的花只有花粉,沒有花蜜。所以,當時的昆蟲會趴在花上大嚼一通花粉,它們嘴裡的碎屑和身上粘上的花粉就會隨之傳播出去。
▲ 玉蘭是一種古老的開花植物,它就沒有花蜜,只有花粉,幫玉蘭繁殖的甲蟲,都是衝著花粉來的。
在那個時候,蜜蜂的祖先還沒有開始吃花粉,而是在吃肉,或許它們從其它昆蟲的身體上吃到了殘留的高熱量花粉,於是慢慢地,它們也學會了吃素。
後來,被子植物進化出了更為「好吃」的花蜜,蜜蜂的口器也隨之從原始的咀嚼式口器變為了嚼吸式口器,身上的毛還進化出了花柑籃或花粉筐等結構。
▲ 停留在花上的蜜蜂,可以清晰地看到腿外側的花粉筐。
在6600萬年前的那場恐龍大滅絕後,在蜜蜂等昆蟲的幫助下,被子植物得以迅速恢復,讓地球重現生機,可以說,我們今天之所以存在,也有蜜蜂的一份功勞。
04 活了3億年的蟑螂
沒錯,讓我們討厭的蟑螂,甚至在恐龍出現之前,就已經開始「佔領」地球了。
3.2億年前,地球正處於大氣含氧量很高的石炭紀,那時的昆蟲,體型都很大,比如巨脈蜻蜓,翼展能達到1米,跟現在的老鷹一樣。可是據科學家模擬,蟑螂的祖先最大也只有9釐米左右,甚至不如現在的一些熱帶品種大。
大約2.5億年前,盤古大陸的形成引發了5億年來最大規模的一次火山噴發,隨之而來的大滅絕中,有70%的陸生脊椎動物,以及高達96%的海中生物消失,然而,蟑螂的祖先卻憑藉著雜食性、小體型和高繁殖力這三大能力,扛過了這場自然的浩劫。
▲ 蟑螂很難被餓死,餓極了它們甚至會吃掉同類。
幾億年來,蟑螂的樣子基本上沒什麼變化,人們在化石裡見到的蟑螂,和今天你家房間裡的蟑螂基本上是一個模樣。值得慶幸的是,現在的蟑螂,已經不具備它們祖先的飛行能力,我們平時看到的蟑螂「飛行」,其實都是從高處跳下來時的滑翔,它的翅膀已經不足以讓自己從地面飛向高空了。
蟑螂的結構雖然簡單、原始,但它卻能跑能鑽,從不挑食,繁殖力還特別超群,怪不得幾億年來它們可以一直「不思進取」。或許再過幾億年,今天文章中的所有動物都可能會滅絕,人類甚至也將不復存在,但蟑螂卻能頑強地活下來。
05 活了5億年的鸚鵡螺
在鸚鵡螺身上,我們深切的體會到了什麼叫三十年河東,三十年河西。
4.5億年前的奧陶紀,地球的氣候溫暖潮溼,海平面比今天高出幾百米之多。在這片生機勃勃的海洋裡,生活著一種當之無愧的霸主——直錐鸚鵡螺。
▲ 奧陶紀時的海洋,其中巨大的圓錐形的生物是直錐鸚鵡螺,它們是當時海中的霸主。
直錐鸚鵡螺誕生於5億年前的寒武紀,它雖然叫螺,但其實不是螺,而是烏賊的祖先。簡單的說,我們可以把烏賊理解為脫了殼的鸚鵡螺。
直錐鸚鵡螺誕的外殼就像一個錐子,這種流線型的結構非常適合它在海裡快速的遊走和捕抓獵物,同一時期的海洋生物,如三葉蟲、筆石等等,都是它的盤中餐,同時,堅硬的外殼為它提供了充足的保護。你很難想像,那個時候的一個螺能長到11米長,看起來就像一枚小火箭。
▲ 板足鱟類,體長可達2米,是奧陶紀唯一可以與直錐鸚鵡螺抗衡的生物。
在直錐鸚鵡螺面前,我們今天見到的鸚鵡螺就是小巫見大巫了,但是它殼的結構更抗壓,吃的也少,所以在奧陶紀晚期由超新星爆炸所引發的大滅絕中,鸚鵡螺存活了下來,而曾經的霸主直錐鸚鵡螺,則從此一蹶不振,成了瀕危物種,直到2.5億年前的三疊紀,它們徹底退出了歷史的舞臺。
5億年來,鸚鵡螺並未發生多大的變化,但仍能在一次次的大滅絕中倖存下來,科學家們認為,這主要得益於它無論是生活還是繁殖,都是在幾十到幾百米深的海底下完成的。當外面的世界洪水滔天的時候,它們頭頂的海水就是一道天然屏障。
▲ 因為鸚鵡螺的殼十分美麗,所以它也面臨著過度捕撈的威脅,瀕臨滅絕。
鸚鵡螺雖然活的低調,但在人類世界它的知名度卻很高:潛水艇的上浮和下沉,就是模擬鸚鵡螺的氣室構造,凡爾納的小說《海底兩萬裡》裡的潛艇,以及世界上第一艘核動力潛艇,都叫鸚鵡螺號。
06 活了25億年的藍藻
和已經延續了25億年的藍藻相比,前面的生物都只能算是小字輩,它們之所以能誕生在這個地球上,還要歸功於藍藻的出現。
在藍藻出現之前的10億年裡,地球上的單細胞生物們都在進行無氧光合作用,它們使用地質運動時從地球深處噴出的是硫化氫作為原料,硫化氫裡的氫原子很容易被剝離,合成有機物,但這種反應的最終產物是硫,而不是氧氣。
▲ 美國黃石國家公園的熱泉,它的水由於細菌而呈現五彩斑斕的顏色,這種環境與原始地球的環境相似。
但是,隨著地質活動逐漸趨於穩定,來源於地下的硫化氫越來越少了,終於,在25億年前,藍藻出現了!它們選擇了地球上大量存在的水作為原料,隨之排出了大量的氧氣。
▲ 西澳大利亞海岸的藍藻生長殘存的疊層石骨架,這些藍藻,就是最早的有氧光合作用者。
隨著氧氣的不斷富集,低效、生長緩慢的厭氧生物成為了隱秘於角落的棄子,地球為更為高效的、採用有氧代謝的好氧生物搭好了舞臺,成就了我們今天絢麗多彩的世界。
如今,在我們身邊的江河湖泊中,都可以找到藍藻的存在,甚至在85℃以上的溫泉裡,和終年積雪的極地上,也有它們的身影。25億年,是超越了我們想像的時間跨度,世界已然經歷了無數次滄海桑田,藍藻卻仿佛是在默默地證明著生命的韌性,一代代生生不息。